Анализ работы и проблемы эксплуатации системы регенерации высокого давления

Список обозначений и сокращений 5
Введение 6
Глава 1. Описание, принцип работы и применение подогревателей высокого давления 9
1.1 Конструкция подогревателей высокого давления 9
1.2 Принцип действия 16
1.3 Система защиты 16
1.4 Эксплуатационные требования 17
1.5 Обслуживание 18
1.6 Применение ПВД на электростанции 20
Глава 2. Анализ эксплуатации подогревателей высокого давления 22
Список стейкхолдеров 22
2.1 Эрозионно - коррозионный износ труб ПВД и вариант его устранения 23
2.2 Ресурсная надежность теплообменной поверхности подогревателей высокого давления на АЭС и ТЭС 28
2.3 Решение проблемы дополнительного подогрева питательной воды в регенеративном паровом цикле 35
Заключение 44
Литература 45

Весь текст будет доступен после покупки

Большая часть современных паротурбинных установок электростанций работает по так называемому регенеративному циклу, то есть использованием теплоты пара, отбираемого в известном количестве из промежуточных ступеней турбины для подогрева питательной воды (конденсата), идущей в котлы; для этой цели обычно используется отработавший пар эжекторов, вспомогательных механизмов и т. п. Рассмотрим те преимущества, которые дает регенеративный цикл, и принципиальные схемы установок, работающих с регенерацией. Выгодность применения регенеративного цикла основана на том, что теплота отбираемого пара (количество которого составляет от 10 до 30% общего расхода пара) используется полностью, включая теплоту конденсации.
Доподлинно известно, что только 25-30% подводимого тепла к конденсационной турбине превращается в механическую работу; 60-70% уносится охлаждающей водой конденсатора, а около 5% возвращается в котел с идущим на него питанием конденсатом. Доказано путем довольно сложных расчетов, что, подогревая конденсат паром, отбираемым из бесконечно большого числа мест турбины, можно снизить расход тепла до теоретически возможного минимума. Очевидно, что практически осуществить такую систему не представляется возможным даже при конечном, но большом числе мест отбора, так как стоимость и сложность установки получаются неприемлемыми. Но при правильном выборе мест отбора пара можно получить 5-8% (а в установках высокого давления и больше) экономии в расходе топлива при отборе пара из двух-пяти ступеней турбины.
Однако существует ряд нюансов и проблем, возникающих в процессе эксплуатации регенеративного парового цикла, в частности подогревателей высокого давления, проведение анализа проблем работы которых и является целью данной работы. Для достижения этой цели был составлен ряд задач:
1. Представить схему и принцип работы паротурбинной установки с регенеративным отбором пара.
2. Изучить конструкцию и принцип работы подогревателей высокого давления.
3. Представить проблемы эксплуатации подогревателей высокого давления.
4. Провести анализ проблем и сформулировать пути решения этих проблем.
5. Сформулировать выводы.
Такими проблемами могут быть: эрозионно-коррозионный износ. Не секрет, что одним из факторов, снижающих надежность ПВД, является эрозионно-коррозионный износ (ЭКИ) входных участков внутренних поверхностей спиралей, который наблюдается на участке длиной 100-300 мм от раздающего коллектора. Наибольший ЭКИ наблюдается в зоне охладителя конденсата и нижней части зоны конденсации пара, особенно у первого по ходу воды подогревателя.
Также не маловажной проблемой является - низкое качество материала.
Как показывает обзор литературных источников и анализ реальной ситуации на АЭС и ТЭС, ресурсная надежность теплообменной поверхности ПВД, выполненной из углеродистой стали, невысока. По статистике из-за ПВД происходит 10 % всех повреждений элементов, находящихся под давлением воды. При этом 70% составляют повреждения труб теплообменной поверхности. Из анализа, следует, что на 62-65 % отказов ПВД также вызвано повреждениями плоских спирально-трубных элементов (ПСТЭ). Многие вопросы, связанные с характером и причинами повреждений элементов теплопередающей поверхности ПВД, в настоящее время изучены слабо, поэтому данную проблему необходимо разобрать.
И последней проблемой, рассмотренной в данной работе является - проблема дополнительного подогрева питательной воды в регенеративном паровом цикле. Это связано с особенностями способа организации в нем регенеративного подогрева питательной воды. Подогрев воды производится за счет теплоты пара, отбираемого из промежуточных ступеней паровой турбины, в результате чего уменьшается количество теплоты, отводимой в окружающую среду, но при этом, одновременно, снижается полезная работа цикла и возрастают капитальные вложения в турбоустановку из-за наличия в ней регенеративных подогревателей.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Описание, принцип работы и применение подогревателей высокого давления
1.1 Конструкция подогревателей высокого давления

Наибольшая часть электростанций, где применяются современные паротурбинные установки, работают по так называемому регенеративному циклу, то есть с использованием теплоты пара, отбираемого в известном количестве из промежуточных ступеней турбины для подогрева питательной воды (конденсата), идущей в котлы; для этой цели обычно используется отработавший пар эжекторов, вспомогательных механизмов и т. п. Эффективность регенеративного подогрева зависит от правильного выбора параметров пара, регенеративных отборов, числа регенеративных подогревателей, их схемы включения и типа. По месту в тепловой схеме турбоустановки различают регенеративные подогреватели высокого и низкого давления.
Конструкция подогревателя в принципе сходна с конструкцией конденсатора. Подогрев питательной воды осуществляется или непосредственным соприкосновением пара с подогреваемой водой, или же пропусканием ее сквозь трубки, омываемые паром снаружи. В соответствии с этим подогреватели разделяют на смешивающие и поверхностные.
Смешивающие подогреватели применяют в стационарных установках пока только в виде деаэраторов, поверхностные подогреватели являются основным типом подогревателей регенеративной системы. Они устанавливаются между конденсатором и питательным баком или между питательным насосом и котлом. В первом случае подогреватель называется подогревателем низкого давления (ПНД), работает под напором конденсатного насоса и давление воды в нем не превышает 2,0-8,0 атм.; во втором же случае подогреватель называется подогревателем высокого давления (ПВД), работает под напором питательного насоса и, следовательно, должен быть рассчитан на высокое давление, несколько большее, чем давление пара в котлах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Рихтер Л.А., Елизаров Д.В., Лавыгин В.М. Вспомогательное оборудование тепловых электрических станций. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 216с.
2. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. – М.:Энергоатомиздат,1987. – 328с.
3. Галашов Н.Н. Тепломеханическое и вспомогательное оборудование электростанций. Учебное пособие. – Томск: Издательство ТПУ. – 2010. – 246с.
4. Беляков И.И., Булатов В.А., Козловских И.И., Трифонов Н.Н. Устранение эрозионно – коррозионного износа труб ПВД // Теплоэнергетика. 1997г.№5. с.58-60.
5. Богачев А.Ф. Анализ данных повреждаемости подогревателей высокого давления блоков СКД с водяной стороны // Теплоэнергетика. 1991. N° 7. С. 14-18.

Весь текст будет доступен после покупки