35. Каковы назначение и принцип действия эжектора? Почему на тэс и аэс предусматриваются пусковые эжекторы наряду с основными?
Давление в межтрубном пространстве конденсатора обычно составляет 0,0035-0,006 МПа. При таком глубоком вакууме неизбежны подсосы в него воздуха, в первую очередь из-за неплотностей в местах соединения корпуса конденсатора с выхлопным патрубком турбины.
Температура конденсации газов, входящих в состав атмосферного воздуха, намного ниже, чем для водяного пара, поэтому они не конденсируются в конденсаторе. Следовательно, подсосы неконденсирующихся газов в конденсатор турбины приводят к увеличению давления в нем. Это приводит к существенным негативным последствиям:
- снижается КПД цикла рабочего тела;
- ухудшаются условия теплообмена при конденсации пара.
Если не предпринимать мер по удалению этих газов из парового объема конденсатора, показатели тепловой экономичности турбоустановки будут постепенно снижаться до неприемлемых значений. Этим обусловлена необходимость использования эжекторов – струйных насосов для отсоса воздуха из конденсатора.
Принцип действия эжектора виден из рис. 26. Разрежение создается за счет движения потока какого-либо жидкого или газообразного рабочего тела по каналу, что приводит (вследствие массопереноса) к снижению давления в нужном объеме.
Если в качестве рабочего тела используется пар, то эжектор называется пароструйным, а если вода, то водоструйным. При обычном режиме турбоустановки включены основные эжекторы, использующие, например, выпар деаэратора. При пуске энергоблока используется пусковой эжектор, работающий, в отличие от основного, при переменных режимах. Он начинает работу при давлении всасывания, равном атмосферному, а отключается, когда это давление снижается до расчетного, и в дальнейшем вакуум поддерживается основными эжекторами.
Для пускового эжектора резерв не предусматривается, а для основных эжекторов обычно один резервный приходится на два рабочих.
IX. Системы технического водоснабжения
36. Каковы назначение и структура системы технического водоснабжения? Для каких целей используется техническая вода на тэс и аэс?
Системой технического водоснабжения (СТВ) электростанции называют совокупность отдельных систем охлаждения, объединенных в одну СТВ. Технической водой называют химически неочищенную (сырую) воду, используемую для охлаждения. Другие ее названия – циркуляционная или охлаждающая вода.
На рис. 27 приведена принципиальная схема технического водоснабжения пылеугольной ТЭС.
Рис. 27. Принципиальная схема технического водоснабжения пылеугольной ТЭС (ЗШО – золошлакоотвал, СО – различные системы охлаждения, Н - насосы)
В состав СТВ входят:
- источник водоснабжения (река, озеро, водохранилище, море, артезианские скважины);
- циркуляционные насосы;
- водоводы (подводящие и отводящие трубопроводы или каналы);
- охладители воды (градирни, брызгальные бассейны, пруды-охладители), если они необходимы для данного типа СТВ.
При строительстве ТЭС и АЭС капиталовложения в СТВ могут достигать 5-10% от всей сметной стоимости электростанции.
Техническая вода может использоваться в следующих целях:
- охлаждение конденсаторов турбин; эта составляющая расхода технической воды является наиболее значительной, например, на ГРЭС в конденсаторы турбин поступает до 90-95%, а на АЭС – примерно 90% от всего расхода воды СТВ;
- на газоохладители электрогенераторов;
- на маслоохладители турбин;
- на химводоподготовку для восполнения потерь пара и конденсата;
- на гидрозолошлакоудаление (на пылеугольных ТЭС);
- на охлаждение устройств газоочистки;
- на системы охлаждения вспомогательных устройств и механизмов.
На АЭС важными потребителями воды являются также бассейны выдержки и перегрузки отработавшего топлива.
37. Какие существуют типы систем технического водоснабжения, каковы их достоинства и недостатки? Сравните охладители различных оборотных СТВ по глубине вакуума в конденсаторе турбины и расходу электроэнергии на привод циркуляционных насосов. Как выбираются циркуляционные насосы?
Бывают два основных типа СТВ:
- прямоточная; в такой СТВ охлаждающая вода проходит через агрегаты станции однократно;
- оборотная; здесь вода используется многократно.
Общее правило, как отличить эти два типа СТВ, состоит в следующем: СТВ может считаться прямоточной, если дебит (поступление свежей воды в единицу времени) используемого водоисточника не менее чем в 2-3 раза превышает потребности электростанции в охлаждающей воде.
В свою очередь, оборотные СТВ различаются по охладителю воды:
- с прудами-охладителями (естественными или искусственными);
- с градирнями;
- с брызгальными бассейнами.
Среднегодовая температура охлаждающей воды в средней полосе европейской части России существенно зависит от типа СТВ:
- 8-12 оС для прямоточных систем;
- 10-14 оС для оборотных систем с прудом-охладителем;
- 18-22 оС для оборотных систем с градирнями или брызгальными бассейнами.
Это говорит о том, что прямоточные СТВ обеспечивают более глубокий вакуум в конденсаторе турбины по сравнению со всеми типами оборотных систем.
Кроме того, прямоточная система в 2-4 раза дешевле оборотной по капитальным затратам.
Главным достоинством оборотных СТВ с градирнями является то, что они занимают мало места и умещаются на площадке электростанции. Градирни рассеивают теплоту в атмосферном воздухе, а не в водоемах, что с экологической точки зрения также является их преимуществом. В маловодных регионах могут применяться сухие градирни (градирни Геллера) с теплообменной поверхностью из алюминия.
Градирни являются предпочтительным вариантом для городских ТЭЦ, где важна экономия площади застройки, да и расход пара в конденсаторы теплофикационных турбин меньше, чем на КЭС.
Искусственные пруды-охладители могут сооружаться с наименьшей высотой подъема воды циркуляционными насосами (ЦН) – примерно 2-8 м, в то время как для прямоточных систем – 8-12 м, а при использовании градирен – 18-20 м. Чем меньше высота подъема, тем ниже расход электроэнергии на привод ЦН.
Если охлаждающая вода забирается из реки, пруда или моря, то насосная станция располагается на берегу и имеет несколько циркуляционных насосов (обычно не менее четырех), суммарная производительность которых равна расчетной. Резерв может предусматриваться только для морской воды ввиду частого ремонта насосов.
Для СТВ с градирнями или брызгальными бассейнами на каждый блок или турбину берутся два ЦН, которые размещаются непосредственно в турбинном отделении или пристрое к нему. Каждый из этих насосов рассчитан на 60% от суммарного расчетного расхода воды.