автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Повышение эффективности работы смешивающих подогревателей в системах регенерации паровых турбин

кандидата технических наук
Сухоруков, Юрий Германович
город
Санкт-Петербург
год
2009
специальность ВАК РФ
05.14.14
цена
450 рублей
Диссертация по энергетике на тему «Повышение эффективности работы смешивающих подогревателей в системах регенерации паровых турбин»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности работы смешивающих подогревателей в системах регенерации паровых турбин"

На правах рукописи

Сухоруков Юрип Германович 2 7 АВГ 2009

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СМЕШИВАЮЩИХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ РЕГЕНЕРАЦИИ ПАРОВЫХ ТУРБИН

Специальность - 05. ] 4. ] 4 Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003475701

/ /

Санкт-Петербург - 2009

003475701

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Научно-производственном объединении по исследованию и проектированию энергетического оборудования им.И.И.Ползупова».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Боровков Валерий Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Кругликов Петр Александрович

кандидат технических наук, доцент Паскарь Борис Леонидович

Ведущее предприятие - ОАО «Силовые машины» Филиал «Ленинградский металлический завод», г.Санкт-Пстербург

Защита диссертации состоится ¿Х.ОЗ 06 в (О, РОш заседании диссертационного совета Д 520.023.01 при открытом акционерном обществе «научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ») по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д.24.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке института.

Отзыв просьба направлять по адресу:

191167, Санкт-Петербург, Атаманская ул., д.3/6, ОАО «НПО ЦКТИ», ученому секретарю.

Автореферат разослан _ 08 _200.5 г.

Ученый секретарь диссертационного совет кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Рост цен на топливо, увеличение неравномерности графика электрической нагрузки, повышение потребляемой мощности народным хозяйством и прочие факторы ставят задачу создания маневренных энергоблоков, работающих с высокой экономичностью в широком диапазоне нагрузок.

С учетом имеющейся структуры установленных мощностей и тенденции создания новых, а также модернизации существующих энергетических блоков ТЭС и АЭС одним из направлений решения этой проблемы является совершенствование системы регенерации низкого давления паровых турбин и ее оборудования.

В значительной мере на экономичность системы регенерации влияет выбранный тип подогревателей, состав оборудования, схемные и компоновочные решения.

В отечественной энергетике получили широкое распространение схемы с поверхностными и смешивающими подогревателями низкого давления (ПНД), подогревателями высокого давления (ПВД) и деаэраторами (Д), работающими как при постоянном, так и переменном (скользящем) давлении пара. Обеспечение надежности при работе на скользящем давлении требует решения вопросов набухания уровня в смешивающих ПНД для борьбы с выносом влаги в проточную часть турбины в динамических режимах.

В связи с этим совершенствование схемы регенерации низкого давления со смешивающими ПНД, исследование процессов набухания и разработка устройств, предотвращающих вынос влаги из подогревателя в проточную часть турбины, являются актуальными и важными задачами, направленными на повышение экономичности и надежности паротурбинных установок.

Цель работы:

- Выявление варианта наиболее эффективной схемы регенерации низкого давления т/у К-300-23,5;

- Разработка методики расчета набухания уровня в смешивающем ПНД при сбросах нагрузки;

- Совершенствование конструкции защитных устройств в смешивающих ПНД блоков 200-Н000 МВт, исключающих заброс парокапельной влаги в проточную часть турбины.

\

Научная новизна

В диссертации получен ряд новых результатов:

- на основании расчетных данных и результатов обследований действующих энергоблоков различной мощности определено оптимальное количество смешивающих ПНД, устанавливаемых в схеме на стадии проектирования и при реконструкции СРНД;

- разработана и подтверждена экспериментально методика расчета набухания уровня конденсата в смешивающем ПНД в предельных условиях;

- обосновано, проведенными на энергоблоках исследованиями, положение о том, что смешивающие подогреватели при наличии перегородки, разделяющей отсеки нагрева и сбора конденсата, обеспечивают надежную работу турбины при сбросах нагрузки. Предложен ряд различных конструкций разделительных перегородок.

Практическая ценность работы

Использование методики расчета набухания слоя воды на перегородке при сбросе нагрузки позволяет на стадии проектирования определять оптимальную высоту отсека нагрева смешивающего ПНД.

В диссертации приведены различные типы конструкции перегородки в смешивающих ПНД. Они обеспечивают эффективную и надежную работу аппаратов, что подтверждено многолетним опытом эксплуатации на отечественных и зарубежных объектах.

Определены рекомендуемые типы комбинированной схемы СРНД т/у К-300-23,5 для реконструкции существующих либо проектирования новых энергоблоков.

Реализация работы в промышленности

Результаты работы нашли применение при разработке в НПО ЦКТИ (руководитель В.Ф.Ермолов) смешивающих подогревателей и схем их включения для блоков 200, 300, 500 и 800 МВт ТЭС и 1000МВт АЭС. Данные подогреватели изготавливаются на таких производствах как ОАО ТКЗ «Красный котельщик», ОАО «Силовые машины» Филиал ОАО «ЛМЗ» и ОАО «НПО ЦКТИ». В последние годы смешивающие ПНД нового поколения установлены и эксплуатируются на Каширской ГРЭС и Тяньваньской АЭС в Китае (два блока). В настоящее время закончено проектирование и готовятся к изготовлению смешивающие подогреватели для третьего блока Харанорской ГРЭС (225 МВт), восьмого и девятого блоков Черепетской ГРЭС (225 МВт), четвертого блока Белоярской АЭС (800 МВт), четвертого блока Калининской АЭС (1000 МВт), АЭС Куданкулам в Индии.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации

Личный вклад Сухорукова Ю.Г. в получении указанных результатов состоит в том, что:

- он принимал непосредственное участие в проведении многочисленных опытов, связанных с исследованием режимов работы ПНД;

-им разработана методика расчета набухания уровня конденсата в смешивающем ПНД при разгружении турбоустановки, подтвержденная экспериментальными данными;

- он провел большой объем расчетных и исследовательских работ по определению экономичности и эффективности различных схем регенерации низкого давления блоков 200-К300 МВт;

- он является соавтором разработок различных типов конструкций перегородок, которые защищены авторскими свидетелствами.

Публикации

Основные результаты работы изложены в девяти публикациях, включая три авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Содержит 106 страниц текста, 22 рисунка, 3 таблицы, список использованных источников, включающий 81 наименование.

Основное содержание работы

Во введении рассмотрены задачи совершенствования как схемы регенерации низкого давления (СРНД) паротурбинных установок, так и оборудования, входящего в нее. Актуальность данной работы связана с дефицитом электроэнергии в народном хозяйстве, изменением структуры ее потребления, ростом цен на топливо и пр.

Эти явления происходят на фоне значительной выработки эксплуатационного ресурса отечественных электростанций и необходимости их технического перевооружения. Грядущая модернизация существующих энергоблоков дает уникальную возможность для осуществления различных концепций реконструкции систем регенерации низкого давления. В связи с этим появилась востребованность данных по анализу результатов исследования тепловой экономичности различных вариантов схем регенерации низкого давления.

Работа энергетических блоков в переменной части графика электрической нагрузки, наряду с совершенствованием системы регенерации низкого давления, требует обеспечения высокой надежности оборудования. Смешивающие ПНД, входящие в СРНД и обеспечивающие повышение ее тепловой эффективности, должны полностью гарантировать защищенность турбины от попадания в нее па-рокапельной влаги из аппарата в динамических режимах работы энергоблока.

В свою очередь работа смешивающего ПНД при скользящем давлении, в особенности при значительных сбросах нагрузки, требует решения вопросов набухания уровня в подогревателе.

Изучением аспектов совершенствования схемы регенерации низкого давления и оборудования, входящего в нее, занимается ряд организаций, в т.ч.: ОАО «НПО ЦКТИ», ОАО «Силовые машины» Филиал ОАО «ЛМЗ», ФГУП СПб АЭП, ОАО «ВТИ им.Дзержинского», «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» и др.

Решение указанных задач достигается за счет:

- выявления факторов, обеспечивающих совершенствование СРНД с учетом влияния переменных режимов;

- использования методики расчетов переходных процессов;

- разработки методики расчета набухания уровня в смешивающих ПНД;

- разработки новых конструктивных решений защитных устройств в смешивающих ПНД, предотвращающих вынос влаги в проточную часть с обратным потоком пара, а также заброс оборотов турбины при сбросе нагрузки.

В первой главе освещается ряд проблем, связанных с повышением экономичности системы регенерации и обеспечением надежности смешивающих ПНД в части влияния на работу турбины.

В российских и иностранных источниках отмечается, что из общей доли повышения экономичности системы регенерации подогреватели низкого давления дают 50^-55%, поэтому обеспечение эффективной работы ПНД является важнейшей задачей.

Нормативный недогрев, в зависимости от ряда факторов, в ПНД поверхностного типа при номинальной нагрузке составляет от 2 до 4°С. Реальная же величина недогрева гораздо выше и может достигать 10-И5°С в ПНД-1, 2 и 5-^б°С в ПНД-3, 4,5.

В отечественной энергетике с конца 70-х годов прошлого столетия широкое распространение получили ПНД смешивающего типа, в которых конденсат нагревается при непосредственном контакте с греющим паром и недогрев до температуры насыщения отсутствует.

Смешивающие подогреватели кроме более высокой термической экономичности, по сравнению с поверхностными ПНД, обладают рядом достоинств таких, как:

- высокая эффективность нагрева при большом содержании воздуха в паре, (до 0,4%);

- низкая себестоимость;

- повышенная надежность из-за отсутствия трубной поверхности нагрева;

- возможность деаэрирования основного конденсата. Эта особенность аппарата использована специалистами ВТИ и ЦКТИ при создании бездеаэраторной тепловой схемы (БТС), применение которой в последнее время находит все большее распространение. Примером тому служит многолетняя успешная эксплуатация блоков 300 МВт на Средне-Уральской и Ладыжинской ГРЭС, строительство четвертого блока Каширской ГРЭС и т.д.

К благоприятным факторам использования в качестве ПНД-1 подогревателя смешивающего типа можно отнести повышение ресурса и экономичности рабочих лопаток последней ступени турбины, работающих во влажном паре, за счет его большего отбора. На повышении ресурса и экономичности парогенератора и турбины при замене поверхностных подогревателей на смешивающие влияет также снижение выноса соединений меди с последующим их отложением в котле и проточной части турбины.

В смешивающих ПНД осуществляется «разрыв» потока. При этом, за счет уменьшения начальной величины давления, снижается металлоемкость поверхностных ПНД, арматуры, трубопроводов и пр.

Повышение экономичности СРНД обуславливается и более эффективной утилизацией теплоты конденсата греющего пара. Так, в комбинированных схемах исключаются потери, связанные с отсутствием сброса конденсата из смешивающего ПНД-1 в конденсатор. Подвод конденсата греющего пара из поверхностных подогревателей под уровень воды обеспечивает не только дополнительный нагрев в смешивающем ПНД-2, но и позволяет отказаться от охладителя конденсата в поверхностном и от группы сливных насосов.

В Великобритании опыт применения в СРНД только смешивающих подогревателей не оправдал ожидаемого экономического эффекта вследствие большой протяженности трубопроводов, сложной системы защиты и низкой надежности при переменных режимах.

В отечественной энергетике пошли по пути создания комбинированных схем регенерации низкого давления, в которых в качестве смешивающих ПНД применены аппараты, подключенные к вакуумным отборам либо к отборам с давлением пара не более 0,15 МПа.

Схемы регенерации низкого давления со смешивающими подогревателями должны обеспечивать:

- надежность работы турбины в статических и динамических режимах путем исключения попадания воды в проточную часть;

- стабильный проектный нагрев основного конденсата во всем диапазоне нагрузок энергоблока;

- исключение гидравлических ударов в подогревателях во всех режимах, включая аварийные;

- устойчивую работу конденсатных насосов;

- минимальное гидравлическое сопротивление паропровода от камеры отбора до струйного пучка в аппарате;

- минимальные капитальные затраты на аппараты и другое оборудование системы;

- простоту обслуживания;

- деаэрацию воды согласно нормам принятого на блоке водно-химического режима.

Для всех комбинированных СРНД характерно отсутствие обратных соленоидных клапанов (КОС) на паропроводах к смешивающим ПНД, что позволило существенно снизить потери давления греющего пара. Защиту турбины от попадания воды в ее проточную часть из смешивающего ПНД обеспечивают такие устройства, как безарматурная линия аварийного перелива конденсата из аппарата в конденсатор. Следующей ступенью защиты от переполнения является останов насосов, подающих конденсат.

Перспективным решением защиты смешивающих ПНД от переполнения является применение откачивающих насосов, работающих в режиме саморегулирования, что исключает накапливание массы воды в корпусе. Для повышения надежности электродвигатели насосов подключаются к различным источникам электроэнергии.

Недостатком данной схемы защиты является возможное кавитационное разрушение насосов.

Для предотвращения попадания влаги в проточную часть турбины и разгона ротора выше номинального значения обратным потоком пара, возникающим при вскипании объема конденсата во время сброса нагрузки блока, в смешивающих подогревателях могут применяться такие устройства, как:

- перегородка, отделяющая конденсатосборник от нагревательного отсека;

- механический обратный клапан в виде захлопки, установленный на входном паровом патрубке;

- профилированное сопло, установленное во входном паровом патрубке;

- сепарационное лопаточное устройство, расположенное на выходе из паровой камеры по ходу греющего пара.

Для проектирования защитных устройств в смешивающих подогревателях необходимо достоверно определять высоту набухания уровня вскипающего слоя конденсата на перегородке при сбросах нагрузки, т.е. в режиме резкого падения давления в аппарате.

Вопросы набухания уровня при вскипании рассматривались в ряде работ. Так, в своих работах Ефимочкин Г.И., допуская, что процесс вскипания является квазиравновесным, а истинное объемное паросодержание определяется закономерностями стационарного барботажа, вывел уравнение для определения высоты слоя кипящей жидкости полагая, что «характер процесса вскипания и степень расширения слоя кипящей жидкости зависит от приведенной скорости пара у зеркала испарения, которая определяется отношением площади зеркала испарения к площади отверстия истечения».

Указанный подход дает заниженную оценку набухания уровня в подогревателе, поскольку приведенная скорость пара зависит от расходов и энтальпий как поступающего в аппарат основного конденсата, так и отводимой из аппарата паровоздушной смеси.

Так же следует отметить, что полученные результаты в этих работах не могут быть распространены на систему «камера отбора турбины - паропровод - нагревательный отсек ПНД» поскольку теоретический перепад давления при обратном токе вскипающего пара устанавливается с задержкой 1,5-^20 и не учитывает влияние отдачи тепла от металла паропровода к влажному пару.

Во всех рассмотренных автором диссертации работах расчетные величины набухания уровня отличаются между собой от двух до пяти раз.

Разброс результатов и отсутствие удовлетворительной методики расчета набухания уровня приводил у различных авторов к неоднозначным рекомендациям по проектированию смешивающих ПНД и устройств, предотвращающих попадание капельной влаги в проточную часть турбины при сбросах нагрузки.

В заключении первой главы сформулированы задачи исследования, которым посвящена настоящая работа, а именно:

- проведение расчетных и экспериментальных исследований по определению тепловой экономичности различных схем СРНД;

- разработка рекомендаций по выбору комбинированной схемы СРНД с наибольшей экономичностью для т/у К-300-23,5;

- выявление характеристик, определяющих оптимальные условия работы смешивающих подогревателей низкого давления;

- разработка рекомендаций по проектированию систем «камера отбора пара -трубопровод - смешивающий ПНД» для вновь вводимых и модернизируемых блоков ТЭС и АЭС;

- разработка методики расчета набухания уровня на перегородке в смешивающем ПНД при сбросе нагрузки турбины;

- разработка рекомендаций по конструктивным решениям устройств, предотвращающих унос влаги из смешивающих подогревателей в турбину.

Во второй главе приводятся результаты расчетных и экспериментальных исследований тепловой эффективности различных вариантов схем СРНД турбруста-новки К-300-23,5. Расчеты проводились по программе НПО ЦКТИ-ЛМЗ. Рассмотрены семь расчетных схем теплового баланса системы регенерации низкого давления турбоустановки:

1) схема с поверхностными подогревателями, имеющими проектные недог-ревы в ПНД-1 и ПНД-2;

2) схема с поверхностными подогревателями и фактическими недогревами в ПНД-1 и ПНД-2;

3) схема со смешивающим ПНД-2 и проектным недогревом в ПНД-1;

9

4) схема со смешивающим ПНД-2 и фактическим недогревом в ПНД-1;

5) схема со смешивающим ПНД-2 и вводом дренажа из ПНД-3 под уровень конденсата в ПНД-2;

6) схема со смешивающими ПНД-1 и ПН-2, подключаемыми по гравитационному принципу;

7) схема со смешивающими ПНД-1 и ПНД-2 с подачей конденсата из ПНД-1 перекачивающими насосами.

Результаты расчетных данных сведены в общую таблицу и свидетельствуют о следующем:

1.Имеющиеся фактические недогревы в поверхностных ПНД-1 и ПНД-2 по сравнению с проектными показателями приводят к снижению мощности на 831 кВт (увеличивают удельный расход теплоты на 5,35 ккал/кВтч).

2.Схема по варианту 5 имеет максимальную экономичность. Этот вариант схемы рекомендуется для вновь проектируемых турбоустановок.

3. Гравитационная схема включения смешивающих подогревателей в варианте 6 экономичнее схемы с поверхностными подогревателями на 0,22%, но менее эффективна, чем схемы вариантов 3 и 5 ввиду значительного сопротивления тракта от камеры отбора до отсека нагрева в ПНД-1. При снижении гидравлического сопротивления пара по тракту к ПНД-1 на 20% - схема равноэффективна с вариантами 3 и 5.

Исследование экономичности схем, в которых осуществляется подача конденсата греющего пара из ПНД-3 в смешивающий ПНД-2 (вариант 3 и 5) показало, что наиболее эффективным оказалось решение подачи данного потока под уровень воды в конденсатосборнике (вариант 5).

При этом:

- поверхность нагрева ПНД-3 можно уменьшить на 10-45% за счет отказа от охладителя конденсата;

- пар, образующийся при вскипании данного высокопотенциального потока в конденсатосборнике подогревателя можно использовать для деаэрации основного конденсата в смешивающем ПНД-2.

Эксперименты исследования-тепловой экономичности системы регенерации низкого давления т/у К-300-23,5 и К-800-23,5 проводились на ряде ГРЭС таки-миорганизациями как ЦКТИ, ВТИ и ОРГРЭС.

Исследовались следующие схемы регенерации низкого давления:

1. схема с поверхностными ПНД;

2. схема со смешивающим ПНД-2 и типовым ПНД-1;

3. схема со смешивающим ПНД-2 и модернизированным по проекту ЦКТИ поверхностным ПНД-1;

4. схема со смешивающими ПНД-1 и ПНД-2, установленными по гравитационной схеме;

5. схема со смешивающими ПНД-1 и ПНД-2 с перекачивающими насосами.

Анализ полученных результатов для блоков 300 МВт и 800 МВт показал, что снижение температуры основного конденсата за ПНД-1 по сравнению с расчетным вызвано фактически возросшим гидравлическим сопротивлением паропровода от камеры отбора до подогревателя.

В системе регенерации блока 800 МВт со смешивающими ПНД-1 н Г1НД-2, установленными по гравитационной схеме, разработанной ВТИ, длина паропровода к ПНД-1 составила 65 м. Существенное снижение давление пара на входе в аппарат привело к снижению нагрева основного конденсата, уменьшению количества отбираемого пара и увеличению потерь, связанных с повышением выходной скорости. Все это привело к снижению тепловой эффективности данной схемы на 0,5% по сравнению с расчетными данными.

Испытания подтвердили, что максимальная эффективность достигается в схемах с одним смешивающим ПНД-2, при условии, что в поверхностном ПНД-1 снижена величина недогрева до расчетной. Одновременно минимизированы потери давления в паропроводе отбора за счет расположения ПНД-1 в конденсаторе либо над ним.

Таким образом была достигнута верификация выводов, сделанных на основании результатов расчетов тепловой экономичности СРНД для блоков 300 МВт.

Комбинированные СРНД со встроенным в конденсатор ПНД-1 и смешивающими ПНД-2(3) в последние годы нашли широкое распространение. Примером тому служат уже эксплуатирующиеся блоки с т/у К-1000-60/3000 «Тяньваньскои» АЭС в Китае, строящиеся блоки Белоярской и Калининской АЭС, проектируемые блоки второй очереди Нововоронежской и Ленинградской АЭС, АЭС «Куданку-лам» в Индии.

В настоящее время НПО ЦКТИ по заказу ОАО «Силовые машины» закончило проектирование и приступило к изготовлению смешивающих ПНД-2 типа ПНСВ-500-2 для т/у К-225-12,8-ЗР Харанорской и Черепетской ГРЭС (рис. I).

Необходимость в создании данного аппарата вызвана отсутствием в линейке серийно выпускаемых смешивающих ПНД, удовлетворяющих таким требованиям, как:

- эффективная работа на скользящих нагрузках;

- нагрев основного конденсата до температуры насыщения (15), соответствующей давлению греющего пара при 100%-ном байпасировании ПНД-1; .

- деаэрирование основного конденсата, с целью поддержания нормированной концентрации растворенного кислорода и т.д.

Рис.1 Смешивающий ПНД-2 типа ПНСВ-500-2 для т/у К-225-12,8-ЗР

1 -клапан обратный паровой; 2 - камера паровая; 3 - камера водяная; 4 - коллектор отвода паровоздушной смеси; 5 - тарелка нижняя; 6 - труба уравнительная; 7- перегородка; 8 - конденсатосборник; 9 - устройство барботажное; 10 - труба аварийного перелива; А - подвод пара; Б - подвод основного конденсата; В- отвод конденсата.

Третья глава посвящена математическому моделированию процесса выноса воды из смешивающего ПНД с обратным потоком пара при сбросе нагрузки.

Работа смешивающего подогревателя при скользящем давлении требует решения задач, связанных с обеспечением эксплуатационной надежности собственно аппарата и турбины. Основными из данных задач являются предотвращение:

- гидроударов в аппарате;

- уноса капель влаги в проточную часть турбины;

- заброса оборотов ротора турбины, т.е. ее разгона обратным током пара.

Наиболее тяжелым эксплуатационным режимом является сброс нагрузки

турбоустановки со 100% мощности до холостого кода со скоростью, определяемой быстродействием регулирующих органов. Если скорость снижения нагрузки турбины больше скорости падения давления в отсеке нагрева подогревателя, то пар из паропровода и нагревательного отсека ПНД, в случае отказа обратного парового клапана, поступает в проточную часть турбины. При этом давление пара в отсеке нагрева снижается по определенному закону. Расход пара вскипания и связанное с ним набухание уровня зависит от скорости падения давления, причем, чем больше скорость падения давления, тем больше высота набухания уровня и больше количество пара вскипания. Со снижением давления увеличивается удельный объем пара и его скорость в струйной части, что может привести к захвату капель влаги и попаданию их в проточную часть турбины. Кроме того, возможно переполнение тарелок и, как следствие, возникновение гидроударов.

Таким образом при проектирование смешивающего подогревателя, работающего на скользящем давлении, необходимо знать скорость падения давления в аппарате при сбросе нагрузки, расход пара из парового отсека, высоту набухания уровня и диаметр капель, выносимых с обратным потоком пара в проточную часть турбины.

Определить, как изменяется давление в паровом пространстве ПНД, можно решая дифференциальные уравнения динамики подогревателя.

При составлении данных дифференциальных уравнений принята модель с сосредоточенными параметрами, т.е. параметры системы не зависят от пространственных координат и являются функциями времени, а масса и энергия сосредоточены в определенной точке. Так же вводятся допущения, что:

- пар и вода на перегородке находятся на линии насыщения и теплообмен между ними бесконечно велик. Это положение справедливо при скорости снижения давления, меньше 0,36 МПа/с;

- обратный клапан на паропроводе отсутствует или находится в открытом положении;

- движение фаз квазистационарно;

- параметры сухого насыщенного пара и кипящей воды целиком определяются давлением, что позволяет уравнение состояния записать в виде функций:

р'=р\Р); р=р\Р); = К =К{Р)- ( = ({Р) (1);

- теплота, запасенная в металле узлов парового отсека, не учитывается ввиду большой скорости падения давления и малого значения коэффициента теплоотдачи от металла к пару;

- процесс падения давления в камере отбора турбины протекает независимо от процесса падения давления в паровом отсеке подогревателя;

- в проточную часть турбины истекает из паропровода и аппарата сухой насыщенный пар;

- пар в слое воды на перегородке в первоначальный момент отсутствует.

При принятых допущениях для ПНД справедливы уравнения материального и энергетического баланса, которые для парового отсека можно представить в следующем виде:

^G = j-(Vp+V"p) (2)

И = — (v'pti + V'p'ti + СмМм&) (3),

j dx

где: п - количество потоков, вводимых в аппарат и выводимых из него.

Кроме того: V + V = const

Дифференцируя уравнение (2) и решая совместно с (1) и (3) получаем выражение, определяющее скорость падения давления в паровом отсеке подогревателя:

Л

dP_ dr

h -h,

rp

V

p -p

V

\

. dti rp p —+ , ,. dP p -p

dp

dp

+v

p

dti

rp dp'

DP p -p dP

+ C..M

dt_ "dp

-(4),

где: О, - расход потока, т/ч;

¡11 - энтальпия потока, кДж/кг;

У, V - объемы воды и пара в отсеке, м"';

С„, - теплоемкость металла, КДж/кг град;

М - масса металла, кг;

г - скрытая теплота парообразования, кДж/кг;

дк дИ dp dp д1

-:-:——;-;--частные производные, определяемые как функции

dP дР дР дР дР

давления.

Изменение величин, входящих в выражение (4), определяется исходя из следующих соображений:

- расход основного конденсата С после КЭН 1 ст. остается постоянным в течении 5+6 с вследствие инерционности протекания процесса обеспаривания про-

14

точной части турбины и тракта промперегрева и люфтов в средствах регулирования и автоматики;

- энтальпия воды на входе в ПНД-1 остается неизменной в течение переходного процесса.

Изменение давления в камере отбора турбины задает темп и характер всех остальных процессов в системе «ПНД - паропровод - камера отбора». Величина этого давления зависит от нагрузки при которой происходит сброс. Величина конечного давления Рк зависит от наличия за камерой отбора (по ходу пара в турбине) элементов, влияющих на скорость опорожнения проточной части. В конденсационных турбинах без промперегрева через Н2 с после сброса нагрузки в проточной части устанавливается давление, равное давлению в конденсаторе.

Давление в камере отбора не зависит от изменения давления в ПНД и его можно записать в виде:

Р - Р

Р = 0 * + Р (Ъ

' а, гв>+1 * (5)'

где: Ро - начальное давление;

РК - давление в конденсаторе;

<Х|, а2 - коэффициенты, определяемые для заданного Р\

х - время.

Справедливость данного выражения подтверждена опытным путем рядом авторов.

Расход пара в камере отбора является функцией времени. Для сухого насыщенного пара с показателем изоэнтропы к= 1.135 расход определяется выражением:

\-4 1

С = 2,29-10 —===/тп •<з,Л/-7 (б),

где: С,, -общий коэффициент гидравлического сопротивления эквивалентного трубопровода, являющийся суммарным коэффициентом трения системы «ПНД -паропровод - камера отбора»;

/шр - площадь сечения трубопровода перед камерой отбора;

и" - удельный объем пара; д - приведенный или относительный расход. Он определяется по таблицам

газодинамических функций и является функцией коэффициентов ^т и Д т.е. д = где р = - отношение давлений в отборе турбины и в ПНД.

Особое внимание при сбросе нагрузки уделяется анализу характера изменения расхода и энтальпии основного конденсата в смешивающих ПНД при различных схемах их включения.

Так в схеме с двумя смешивающими ПНД, включенными по гравитационному принципу (Рис.2) расход основного конденсата в ПНД-2 зависит от расхода пара и других потоков в конденсатор, а также от скорости падения давления в самом ПНД-2. Он определяется выражением:

<1Н

с1т

= 0ок + аЛ

Учитывая, что _ 1 получаем:

«Л

ат

с1Р

(7),

/к I ОК 7

ё ¿т

где: С!а -расход конденсата, поступающего в ПНД-2 из соединительного трубопровода;

Рс -площадь сечения трубопровода, соединяющего ПНД-1 и ПНД-2;

0()К - расход конденсата из конденсатора;

Я - уровень воды; т - время.

Из уравнения (7) следует, что расход основного конденсата на выходе из ПНД-2 увеличивается за счет уменьшения гидростатического столба при уменьшении разности давлений в аппарате.

Изменение во времени энтальпии основного конденсата, поступающего в ПНД-2, определяется в зависимости от времени:

л ь Р,Л

пк — пн : в отрезок времени д < <_ V

г ^ ,, \ 1

с„мг

скркуг

г ^ г М ат

затем:

ИК=И0К, когда:

Г1+СыМ.г_

СКРК>'т

п + г 1Ш

сок + Рк г с ~7~ ат

где: Ик- энтальпия основного конденсата, поступающего в ПНД-2;

И„- энтальпия основного конденсата на выходе из ПНД-1 в момент срабатывания стопорного клапана;

Иак~ энтальпия основного конденсата на выходе из конденсатора;

16

Рис.2 Гравитационная схема включения смешивающих ПНД-1 и ПНД-2

т/у К-300-23,5 ЛМЗ

А - дренаж паропровода в конденсатор; Б - отвод п.в.с. в конденсатор

М/- масса металла трубопровода;

К;— начальный объем конденсата в трубопроводе;

С,„ Ск- теплоемкости металла труб и конденсата.

Как указывалось выше, при конструировании смешивающих ПНД огромную роль играет правильное определение уровня набухания конденсата в резкопе-ременных режимах эксплуатации турбоустановки.

Уровень воды на перегородке при нормальной эксплуатации определяется сопротивлением водослива по выражению:

Ж2

Н = ^ (8),

где: ^ - скорость сливающейся воды;

£ - коэффициент гидравлического сопротивления водослива;

£ - ускорение силы тяжести.

В качестве иллюстрации случая останова конденсатных насосов и прекращения откачки конденсата используем один из вариантов конструкции перегородки и приемной воронки линии аварийного перелива (Рис.3).

Уровень воды на перегородке с учетом высоты воронки составит:

Ншах=Но+Нг

Рис.3 Схема иллюстрирующая отрывной характер заполнения водой входного патрубка линии аварийного перелива из смешивающего ПНД в конденсатор

На основании совместного решения уравнения Бернулли с учетом площади сечения, занимаемого потоком на входе в приемную воронку и сечения сжатого потока, получим выражение, определяющее уровень над срезом воронки:

н (9)

2g

где: Wo - скорость воды в трубопроводе линии аварийного перелива;

\УСЖ - скорость воды в сжатом сечении;

- скорость воды на входе.

Анализ выражения (9) показывает, что уровень воды будет минимален при условии ^^^сж, т-е' ПРИ отсутствии отрыва потока на входе.

При сбросе нагрузки набухание уровня определяет выражение:

и'&т

Н =--(10),

где: и* - групповая скорость всплытия пузырей при кипении;

Ф„ - паросодержание слоя воды.

Максимальное набухание уровня будет иметь место, когда групповая скорость всплытия пузырей меньше скорости падения давления и подчиняется условию:

и*<~

Рё)

<1т

т.е. когда пузыри, образовавшиеся при вскипании воды, не успевают покинуть слой пароводяной эмульсии. В этом предельном случае величина набухания уровня определяется выражением:

¡Ш М ■ ис1к

йт

где: Р - давление в смешивающем ПНД; g- ускорение свободного падения; р-удельный вес; с!И

- - рост слоя воды;

с1 т

М - масса воды на перегородке;

и - удельный объем пара; г — скрытая теплота парообразования; Б - площадь зеркала слоя воды;

- величина изменения энтальпии.

с1т

(П)

Четвертая глава посвящена исследованиям динамических процессов в смешивающих ПНД в нестационарных режимах, которые проводились на блоках 2001000 МВт Красноводской ТЭЦ, Киришской и Костромский ГРЭС, Ровенской АЭС, а также на экспериментальном стенде НПО ЦКТИ под руководством лауреата государственной премии Ермолова В.Ф. В данной главе описана методика проведения опытов и особенности измерения параметров. Целью опытов являлось экспериментальное определение динамических характеристик смешивающих ПНД, проверка надежности их работы при сбросах нагрузки, а также подтверждение правильности методики расчета набухания уровня в аппаратах.

Как наиболее характерные рассмотрены результаты испытаний, которые проводились на турбоустановках 300 МВт с двумя горизонтальными смешивающими ПНД, установленными по гравитационной схеме (Каширская ГРЭС) и с одним вертикальным смешивающим ПНД-2 (Костромская ГРЭС).

Из данных графика, представленного на рис.4, видно, что в момент сброса нагрузки блока произошло резкое набухание уровня слоя воды на перегородке до 900 мм и мгновенное его падение до 750 мм, а затем плавное снижение до высоты 500 мм, определяемой водосливом через приемный патрубок линии аварийного перелива.

Данные опытов подтвердили предложенную методику расчета уровня набухания по формуле (11).

Проведенные опыты на экспериментальной установке позволили заключить,

что:

- в момент вскипания слоя воды его структура представляет собой гомогенную пенообразную массу;

- максимальная высота слоя расширения воды наблюдалась при условии

- через 1 + 1,5 сек с момента начала набухания уровня происходит истечение пара из слоя пароводяной смеси, сопровождающееся подбрасыванием капель и фонтанированием воды на высоту 200-К300 мм;

- высота слоя достигает своего максимума за \+2 сек и в дальнейшем снижается по экспоненте в соответствии с выражением (11).

В результате проведенных исследований сформированы требования, повышающие надежность смешивающих подогревателей:

- расстояние между нижней образующей патрубка подвода пара и перегородкой, отделяющей нагревательный отсек от конденсатосборника должно быть в шесть раз больше максимально возможного уровня воды на перегородке;

- высота патрубка аварийного перелива над перегородкой не должна превышать 300 мм, патрубок должен быть выполнен в виде сужающего конуса с углом не менее 15°;

- конструкция перегородки должна обеспечивать минимальный объем воды на ней при нормальных условиях эксплуатации.

С учетом этих требований при участии автора были разработаны различные варианты перегородок и приемных патрубков аварийного перелива, конструкция которых приводится в данной главе.

(100-

10 20 30 40 50 60 70 30 »0 100 110 120 130 140 150 »>0ПО 180 190200 2101:11230 2 10 250 2002711 2»)ЗЧО «10

Рис. 4. Сброс нагрузки блока с 300 МВт до 0 при нормальном уровне конденсата в ПНД-2

1 - уровень над перегородкой ПНД-2

2 - уровень в конденсатосборнике ПНД-2

3 - давление пара в корпусе ПНД-2

4 - давление пара на входе в ПНД-2

5 - давление пара в конденсатосборнике ПНД-2

Заключение:

1. Показано, что при наличии в схеме СРНД БОУ и 2-х ступеней конденсат-ных насосов целесообразно применение смешивающих подогревателей в вакуумной части системы регенерации. При этом обеспечивается высокая тепловая экономичность системы регенерации и разрыв потока основного конденсата, что позволяет снизить величину максимального давления основного конденсата и тем самым снизить металлоемкость оборудования и трубопроводов конденсатного тракта.

2. Подтверждено расчетами, что наиболее экономичным вариантом при модернизации действующего энергоблока 300 МВт является схема с установкой одного смешивающего ПНД-2, а для вновь строящихся блоков целесообразно устанавливать два смешивающих ПНД при минимизации потерь давления в паропроводах отборов.

З.Экспериментально доказано, что в исследованных СРНД блоков 300 МВт гидравлическое сопротивление паропровода VIII отбора к ПНД-1 превышает в 1,5 раза расчетное, что эквивалентно недогреву основного конденсата на 10 °С и снижению экономичности на 0,15%.

4. Представлены технические решения по снижению потерь давления в паровом тракте VII и VIII отборов на ПНД-1 и ПНД-2 т/у К-300-23,5.

5.Выявлена взаимосвязь между конструктивными (Va, hB, S^x^a)- режимными (G, h0, h") и компоновочными (LTp) характеристиками, при которой обеспечивается надежная работа смешивающего подогревателя и схемы в целом.

6.Разработана методика расчета набухания уровня в смешивающем ПНД при сбросе нагрузки и выявлено условие при котором она достоверна. Верифицирована данная методика экспериментальными данными, полученными при натурных и стендовых исследованиях процесса вскипания.

7.Разработаны различные варианты конструкции перегородки, отделяющей отсеки нагрева и сбора конденсата, обеспечивающие минимальный уровень воды во всех эксплуатационных режимах.

Основные публикации по работе

1. Сухоруков Ю.Г., Ермолов В.Ф., Трифонов H.H. Методика расчета набухания уровня воды п защитных средств исключающих ее попадание в проточную часть турбины с обратным потоком пара нз смешивающих подогревателей. Теплоэнергетика, № 2 2008, с.72-77.

2. Сухоруков Ю.Г., Ермолов В.Ф., 'Грифонов H.H. Некоторые вопросы повышения экономичности системы регенерации низкого давления паровых турбин. Теплоэнергетика, №12, 2008, с.62-65

3. Сухоруков Ю.Г., Трифонов H.H.,Ермолов В.Ф., Коваленко Е.В. Бездеаэраторные тепловые схемы: выбор решений. Энергетика и промышленность России, 10/2008 №19 (111), с. 17.

4. ЕрмоловВ.Ф., 'Грифонов H.H., Иванов Е.П., Сухоруков Ю.Г., Ва-куленко Б.Ф. «A.C. № 1211506 от 15.10.85 гТеплообменный аппарат».

5. Ермолов В.Ф., Трифонов H.H., Сухоруков Ю.Г., Козловских И.П. «A.C. № 1213307 от 28.06.84 г. Теплообмепный аппарат для подогрева конденсата паровой турбины»

6. Ермолов В.Ф., Сидоров М.М., Сухоруков Ю.Г., Бушлср И.Ш., Сима Ф.Я. «A.C. № 1719778 от 15.11.91 г. «Смешивающий подогреватель системы регенерации паровой турбины»

7. Модпн В.Ф., Иванов Е.П., Сухоруков Ю.Г, Шинкарснко A.A. «Модернизация системы регенерации низкого давления серийных турбоустановок К-210-130 с использованием Г1НД-2 смешивающего типа». Труды ЦКТИ, вып. №277, 1994, с.31-34.

8. Ермолов В.Ф., Сухоруков Ю.Г. «Новое освоенное в производстве теп-лообменное оборудование для промышленных энергоустановок и систем теплоснабжения». Труды ЦКТИ, вып.№281 (том I), 1997, с.41-54.

9. Ермолов В.Ф., Сухоруков Ю.Г., Кондратьева М.И. «Опыт применения смешивающих подогревателей в системах регенерации турбоустановок ТЭС и АЭС».Труды ЦКТИ, вып.№288, 2002, с. 187-190.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Сухоруков, Юрий Германович

Введение

1. Проблемы, задачи исследования.

1.1 Влияние смешивающих подогревателей на экономичность системы регенерации низкого давления (СРНД).

1.2 Схемы включения смешивающих подогревателей.

1.3 Защитные устройства от переполнения смешивающих подогревателей водой.

1.4 Защитные устройства от попадания воды в турбину с обратным потоком пара.

1.5 Переходные процессы в смешивающих подогревателях и вынос влаги с обратным потоком пара в проточную часть турбины.

1.6 Задачи и метод исследования.

2. Исследование тепловой экономичности схем со смешивающими подогревателями различных турбоустановок.

2.1 Расчетные исследования тепловой экономичности схем со смешивающими подогревателями турбины К-300-23,5.

2.2 Исследование влияния схемы ввода конденсата греющего пара поверхностного подогревателя в аппарат смешивающего типа.

2.3 Экспериментальное исследование тепловой экономичности СРНД со смешивающими подогревателями турбины К-300-23,5 и К-800-23,5.

2.3.1 Методика проведения опытов и особенность измерения параметров при стационарных режимах.

2.3.2 Обработка результатов испытаний при стационарных режимах.

2.3.3 Экспериментальное исследование тепловой экономичности системы регенерации низкого давления турбины К-300-23,5 и К-800-23,5.

2.4 Рекомендации, направленные на повышение тепловой экономичности и надежности комбинированных схем СРНД со смешивающими ПНД.

3. Математическое моделирование процесса выноса воды с обратным потоком пара.

3.1 Переходный процесс в смешивающих ПНД.

3.2 Определение скорости падения давления в паровом пространстве смешивающего ПНД.

3.3 Расход пара из парового отсека смешивающих подогревателей.

3.4 Изменение расхода и энтальпии основного конденсата в переходных режимах для гравитационной схемы включения смешивающих ПНД-1 и ПНД-2.

3.5 Изменение расхода и энтальпии основного конденсата в схеме с одним смешивающим ПНД-2.

3.6 Изменение расхода и энтальпии основного конденсата в схеме с двумя смешивающими подогревателями и перекачивающими насосами.

3.7 Расчет набухания уровня воды над перегородкой.

3.7.1 Расчет уровня воды на перегородке.

3.7.2 Расчет набухания уровня во времени в паровом отсеке.

3.8 Расчет диаметра капель, выносимых с обратным потоком пара из аппарата в проточную часть турбины.

4. Исследование набухания уровня при нестационарных (динамических) режимах.

4.1 Экспериментальная проверка работы смешивающих подогревателей блоков 200 и 800 МВт.

4.1.1 Методика проведения опытов и особенности измерения параметров.

4.1.2 Экспериментальное исследование переходных процессов в схеме регенерации энергоблока 200 МВт.

4.2 Опытное определение набухания уровня воды при сбросе нагрузки. Заключение

Введение 2009 год, диссертация по энергетике, Сухоруков, Юрий Германович

Развитие энергетики является одним из важнейших стратегических направлений развития современной российской экономики.

Основное направление развития энергетики в ближайшие годы должно осуществляться за счет технического перевооружения энергоблоков мощностью 20СН-800 МВт ТЭС с целью повышения их экономичности, строительства новых блоков АЭС, а также развития парогазовых технологий и применения суперсверхкритических параметров. Одновременно планируется изменение структуры потребления.

Повышение потребляемой мощности коммунально-бытового сектора экономики, наличие отраслей промышленности с неравномерными суточным и недельным графиками потребления, различная плотность населения, наличие мегаполисов увеличивает неравномерность графика электрической нагрузки, что ставит задачу создания маневренных энергоблоков, работающих с высокой экономичностью в широком диапазоне нагрузок.

С учетом имеющейся структуры установленных мощностей и тенденции модернизации энергетических блоков ТЭС и АЭС одним из направлений решения этой проблемы является совершенствование системы регенерации низкого давления паровых турбин и ее оборудования на действующих и проектируемых энергетических блоках.

В отечественной энергетике широкое распространение получили схемы регенерации с поверхностными и смешивающими подогревателями низкого и высокого давления (ПНД и ПВД) и деаэраторами (Д) с давлением пара от 0,6 до 1,2 МПа, работающими при постоянном и переменном (скользящем) давлении пара.

Работа при скользящем давлении требует решения вопросов набухания уровня в смешивающих ПНД, исключающих вынос влаги в проточную часть турбины в динамических режимах работы энергоблока.

Использование энергоблоков в регулировании частоты и мощности в энергосистеме, а так же эксплуатация в широком диапазоне нагрузки влияет на условия работы оборудования электростанций и, в частности, оборудования системы регенерации низкого давления (СРНД).

Решением вопросов совершенствования схемы регенерации низкого давления и оборудования, входящего в нее занимаются ОАО «НПО ЦКТИ», ВТИ, филиал концерна «Силовые машины» «Ленинградский металлический завод», Уральский турбинный завод, Московский энергетический институт, Ивановский энергетический институт, Саратовский политехнический институт, Технический университет Санкт-Петербурга и другие организации России.

Одной из задач совершенствования системы регенерации низкого давления является улучшение работы смешивающих и поверхностных подогревателей при скользящем давлении.

Практическая реализация этой задачи связана с выполнением расчетных и экспериментальных исследований, разработкой новых и модернизацией существующих аппаратов и их компоновок, а также с разработкой устройств, исключающих попадание влаги в турбину.

Внедрение в схему регенерации низкого давления паровых турбин смешивающих ПНД стало возможным после исследования тепломассообмена при вакууме, разработки оригинальных конструктивных, компоновочных и схемных решений, создания методов расчета набухания уровня воды с температурой насыщения при резком снижении давления, с учетом поступления холодной воды в аппарат и расхода пара из подогревателя в проточную часть турбины.

В диссертации поставлены и решены следующие задачи:

1. Обобщены экспериментальные и расчетные исследования по анализу набухания уровня в смешивающем ПНД в резко переменных режимах работы турбоустановки. Выявлены их недостатки.

2. Обобщены теоретические и выполнены экспериментальные исследования тепловой экономичности паротурбинных установок для различных вариантов схем регенерации низкого давления.

3. Предложена методика расчета набухания уровня в ПНД, учитывающая особенность конструкции подогревателя и схемы его включения.

4. Разработаны, реализованные на практике, различные конструкции защитных устройств в смешивающих ПНД для блоков 200-1000 МВт, позволяющие исключить заброс влаги в проточную часть турбины.

Работа состоит из введения, 4-х глав и заключения.

В первой главе рассматривается состояние вопроса, и ставятся задачи исследования.

Вторая глава посвящена рассмотрению путей повышения экономичности схемы регенерации низкого давления с поверхностными и смешивающими подогревателями.

В третьей главе рассмотрены особенности методики расчета набухания уровня в смешивающих подогревателях и и выявлены оптимальные характеристики систем защиты от выноса влаги в турбину.

Экспериментальному исследованию набухания уровня в смешивающих ПНД посвящена четвертая глава. В ней описываются особенности расчета обратного потока пара из аппарата в проточную часть турбины.

Основные результаты исследования и разработок опубликованы в периодической печати, защищены патентами и докладывались на НТС, семинарах и совещаниях.

Автор принимал участие в разработке смешивающих ПНД, их защитных устройствах, схем включения в систему регенерации низкого давления турбо-установок мощностью 200-1000 МВт ТЭС и АЭС.

При разработке защитных устройств смешивающих ПНД использованы расчетные и экспериментальные исследования, выполненные автором.

Работа выполнена в НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова и СПбГПУ.

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности работы смешивающих подогревателей в системах регенерации паровых турбин"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, по мнению автора, удалось сделать следующие:

1. Показать, что при наличии в схеме СРНД БОУ и 2-х ступеней конден-сатных насосов целесообразно применение смешивающих подогревателей в вакуумной части системы регенерации. При этом обеспечивается высокая тепловая экономичность системы регенерации и разрыв потока основного конденсата, что позволяет снизить величину максимального давления основного конденсата и тем самым снизить металлоемкость оборудования и трубопроводов конденсатного тракта.

2. Подтвердить, что наиболее эффективным вариантом модернизации схемы регенерации низкого давления является схема с одним смешивающим ПНД-2, поскольку при минимизации капитальных затрат тепловая экономичность схемы составляет до 90% от максимально возможного значения.

3. Экспериментально доказать, что в исследованных СРНД блоков 300 МВт гидравлическое сопротивление паропровода VIII отбора к ПНД-1 превышает в 1,5 раза расчетное, что эквивалентно недогреву основного конденсата на 10°С и снижению экономичности на 0,15%).

4. Разработать технические решения по снижению потерь давления в паровом тракте VII и VIII отборов на ПНД-1 и ПНД-2 т/у К-300-23,5.

5. Выявлена взаимосвязь между конструктивными (VG, Нв, 8зеркала), режимными (G, h(), h ") и компоновочными (Lmp) характеристиками, при которой обеспечивается надежная и эффективная работа смешивающего типа и схемы в целом.

6. Разработать различные варианты конструкции перегородки, отделяющей отсеки нагрева и сбора конденсата, обеспечивающие минимальный уровень воды во всех эксплуатационных режимах.

7. Разработать методику расчета набухания уровня в смешивающем ПНД при сбросе нагрузки и выявить условие при котором она достоверна. Верифицировать данную методику экспериментальными данными, полученными при натурных и стендовых исследованиях процесса вскипания.

8. Обосновать положение о том, что при сбросе нагрузки мгновенно (через 0,5+0,8 сек) возникает критический перепад давления между паровым отсеком подогревателя и камерой отбора турбины, что позволяет упростить инженерные расчеты по набуханию уровня воды на перегородке и забросу оборотов ротора турбины обратным током пара.

Библиография Сухоруков, Юрий Германович, диссертация по теме Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

1. Тепловые схемы ТЭС и АЭС/под редакцией академика С.А. Казарова.-М.:Атомиздат, 1995, 392 с.

2. Рыжкин В.А. Тепловые электрические станции. М.: Энергия, 1976,400 с.

3. Гохтштейн Д.П., Верхивкер Г.П. Проблема повышения КПД паротурбинных электростанций. М.:Госэнергоиздат, 1960, 205 с.

4. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции. М.: Высшая школа, 1974,389 с.

5. Гохтштейн Д.П., Верхивкер Г.П. Анализ тепловых схем атомных электростанций. Киев: Вища школа, 1977, 239 с.

6. Гиршфельд В.Я., Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. М.: Энергия, 1973, 345 с.

7. Будняцкий Д.М., Апатовский Л.Е. Блочные конденсационные электростанции большой мощности.- М.'Энергия, 1964, 245 с.

8. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия,1973, 321 с.

9. Мороков В.Ф. Тепловой расчет систем контактной регенерации паровых турбин. М.: Энергоатомиздат, 1990, 136 с.

10. Ермолов В.Ф., Пермяков В.А. и др. Смешивающие подогреватели паровых турбин. М.:Энергоиздат, 1982, 206 с.

11. Ермолов В.Ф., СухоруковЮ.Г., Модин В.Ф. и др. Опыт применения смешивающих подогревателей в системах регенерации турбоустановок ТЭС и АЭС. Труды ЩТИ, №288, 2002, с. 73-78.

12. Ермолов В.Ф., Сухоруков Ю.Г., Модин В.Ф., Трофимова О.Б. Смешивающие подогреватели в системах регенерации турбоустановок ТЭС и АЭС. -Тяжелое машиностроение, №10, 2002, с. 38-39.

13. Фаддеев И.П. Эрозия влажнопаровых турбин. Д.: Машиностроение,1974, 206 с.

14. Перельман Р.Г, Пряхин В.В. Эрозия элементов паровых турбин.-М.:Энергоатомиздат, 1986, 178 с.

15. Трояновский Б.М. Турбины для атомных электростанций. -М.:Энергия, 1978, 234 с.

16. Зенкевич Ю.В., Сутоцкий Г.П. Коррозия и ее продукты в тракте блоков СКД. Теплоэнергетика, 1973, №1, с. 56-61.

17. Василенко Г.В., Сутоцкий Г.П. Источники соединений железа в блоках СКД. Энергомашиностроение, 1975, №8, с. 38-43.

18. Агеев А.Г., Карасев Б.В. и др. Сепарационные устройства АЭС.- М.: Энергоиздат, 1982, 170 с.

19. Поваров O.A., Филиппов Г.А. Сепарация влаги в турбинах АЭС. -М. ¡Энергия, 1980,310 с.

20. Теплообменное оборудование паротурбинных установок. Отраслевой каталог. Часть I и II. Москва, 1989.

21. Кузьмин Г.И., Барадулин B.JI. Разгонные и частотные характеристики мощных турбогенераторов. Электрические станции, 1965, №8, с.46-51.

22. Ефимочкин Г.И., Вербицкий В.Л. Статические и динамические испытания системы регенерации турбоустановки К-3 00-240 JIM3 с контактными ПНД на Кармановской ГРЭС. Отчет ВТИ №ОТИТ-1557, 1973.

23. Бартлетт P.JI. Тепловая экономичность и экономика паровых турбин. -М., Госэнергоиздат, 1963, 350 с.

24. Подогреватели регенеративные смешивающие и схемы их включения. Расчет, проектирование и эксплуатация. РТМ 108.038.03-83.

25. Сидоров М.М. Исследование вскипания воды в смешивающих подогревателях при сбросе нагрузки турбины. Труды ЦКТИ вып.243, 1988, с.61-65.

26. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. -М.:Энергия, 19

27. Иванов В.А. Режимы мощных паротурбинных установок. -Л.:Энергоатомиздат, 1986, 248 с.

28. Шварц А.Л., Плоткин Е.Р. и др. Маневренный блок сверхкритического давления нового поколения. Теплоэнергетика, №6, 1991, с.29-33.

29. Пискарев A.A., Смолкин Ю.В., Апатовский Л.Е. Направление совершенствования схем регенерации турбоустановок. — Энергомашиностроение, №1,1988, с.21-23.

30. Малев В.В., Неженцев Ю.Н., Бальва В.Я. и др. Тепловые схемы турбоустановок АЭС производства ЛМЗ: достигнутый уровень и перспективы развития. -Труды ЦКТИ, 1990, вып.259, с. 17-28.

31. Кутахов А.Г., Микиашвили Т.К., Романов С.Н. Моделирование на ЭВМ статических и переходных режимов работы паротурбинных установок. -Известия ВУЗов, Энергетика, 1990, №2, с.97-99.

32. Ефимочкин Г.И., Крашенников В.В., Вербицкий В.Л. Вскипание воды в вакуумных подогревателях смешивающего типа. Теплоэнергетика, 1979, №6, с. 42-47.

33. Ефимочкин Г.И. О режимах работы регенеративных подогревателей при сбросе нагрузки энергоблока. Теплоэнергетика, 1982, №2, с. 31-35.

34. Кутепов A.M., Стерман Л.С., Стюшин Н.Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании. М.: Высшая школа, 1977, 352 с.

35. Ефимочкин Г.И., Вербицкий В.Л., Бельферман М.Д. Методика расчета газодинамических характеристик смешивающих подогревателей по результатам их испытаний. Теплоэнергетика, 1980, №9, с.31-34.

36. Ефимочкин Г.И., Вербицкий В.Л., Бельферман М.Д., Крохалев Б.М. Испытание системы регенерации турбины 300 МВт с вертикальными смешивающими подогревателями низкого давления. Теплоэнергетика, 1979 ,№10, с. 26-30.

37. Сидоров М.М., Ермолов В.Ф., Трифонов H.H. Моделирование процесса вскипания воды в подогревателях смешивающего типа при сбросе нагрузки турбины. Труды ЦКТИ ,1983, №207, с.56-62.

38. Сидоров М.М., Ермолов В.Ф., Трифонов H.H. Математическое моделирование процесса вскипания воды в подогревателях смешивающего типа. -Труды ЦКТИ, 1983, вып.202.

39. Сидоров М.М. Исследование и разработка методики расчета процесса вскипания перегретой воды в теплообменниках смешивающего типа. — Труды ЦКТИ, 1988, вып. 243.

40. Методические указания по тепловым испытаниям паровых турбин. МУ 34-70-093-64. -М.: СПО Союзтехэнерго, 1986, 100 с.

41. Инструкция по приемочным тепловым испытаниям паровой турбины (проект). Международная электротехническая комиссия. Технический комитет №5.

42. Турбина паровая К-3 00-240(1,2) ЛМЗ, Технические условия.

43. Уравнение для расчета на ЭВМ теплофизических свойств воды и водяного пара. Эксплуатационный формуляр. МУ-06-64. . -М.: СПО Союзтехэнерго, 1984.

44. Вирцер А.Д., Локшин В.Л. Об ошибках измерений в автоматизированных системах управления энергетическими процессами. Теплоэнергетика, 1975, №12, с.40-44.

45. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными суживающими устройствами. РД-50-213-80. Государственный комитет по стандартам. -М.: Издательство стандартов, 1982.

46. Турбина паровая К-800-240-5. ТУ-108-933-99.

47. Сухоруков Ю.Г., Модин В.Ф. Модернизация системы регенерации низкого давления серийных турбоустановок К-210-130 с использованием ПНД-2 смешивающего типа. Труды ЦКТИ, вып.277, 1994, с.31-33.

48. Сухоруков Ю.Г., Трифонов H.H., Коваленко Е.В. некоторые вопросы повышения экономичности системы регенерации низкого давления паровых турбин. Научно-Технические ведомости, СПБ ГПУ, 2'2008, основной выпуск, с.189-194.

49. Комплексные испытания смешивающих ПНД и схемы их включения для турбоустановки К-300-240 ЛМЗ. Отчет ЦКТИ 037354/0-8159.

50. Дементьев Б.А. О влиянии диаметра колонки и давления на паросо-держание водяного объема устройств с барботажом пара через воду. Теплоэнергетика, 1957, №11, с.45-48.

51. Наладка и исследование динамических характеристик смешивающего ПНД-2 блока 300 МВт Костромской ГРЭС. Отчет ЦКТИ 033904/0-10279.

52. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров A.A. Таблицы теплофизи-ческих свойств воды и водяного пара. — М.: Издательство стандартов, 1969.

53. Ларионов И.Д., Сурис П.Л. Динамика обратного потока пара из подогревателя в турбину при зависании обратного клапана. теплоэнергетика, 1980, №10, с.41-45.

54. Сурис П.Л. Предохранительные и обратные клапаны паротурбинных установок. -М.: Энергоиздат, 1982, 193 с.

55. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976, 308с.

56. Благов Э.Е., Ивницкий Б.Я. Дроссельно-регулирующая арматура в энергетике. -М.: Энергия, 1974.

57. Диментова A.A., Рекстин Ф.С., Рябов В.А. Таблицы газодинамических функций. М.: Машиностроение, 1966, 202 с.

58. Кемельман Д.Н. Линейная сепарация влажного пара. -М.: Энергоиздат, 1982.

59. Сидоров М.М. Исследование и разработка методики расчета процесса вскипания перегретой воды в теплообменниках смешивающего типа. Отчет 033603 033611/0-13382, 1986.

60. Васильев Ю.Г., Тюльнев И.И. Анализ возможностей и мероприятия по максимальному удовлетворению требований к маневренности блоков Конаковской ГРЭС и удержанию холостого хода и нагрузки собственных нужд. Труды ЦКТИ 0-7011, 1971.

61. Исследование причины ложных действий защит от переполнения ПВД и разработка технических предложений по их устранению. Отчет ВТИ №11108, 1978.

62. Технические предложения по реконструкции защит от переполнения ПВД. Отчет ВТИ №11442, 1979.

63. Исследование причин изменений показаний уровнемеров ПВД блоков 300 МВт до установки срабатывания защит. Отчет ЮжОРГРЭС, 1974.

64. Исследование работы системы защиты блоков и автоматики ПВД блоков 150, 200 и 300 МВт. Отчет ЮжОРГРЭС, 1975.

65. Давыдов Н.И. Расчет демпфирующих устройств для сглаживания пульсации давления. Известия ВТИ, №1, 1952.

66. Испытания защиты ПВД при переполнения корпуса до первого аварийного процесса. Отчет ЮжОРГРЭС, 1979.

67. Определение значений параметров, влияющих на динамические свойства ПВД, и условия максимальных скоростей заполнения ПВД при разуплотнении. Урал ВТИ ,1979.

68. Лабунцов Д.А., Корнюхин И.П., Захарова Э.А. Паросодержание двухфазного адиабатного потока в вертикальных каналах. Теплоэнергетика, 1968, №4, с.62-67.

69. Дементьев А.П., Скотников А.П. Экспериментальное исследование гидродинамических процессов при разгерметизации сосуда. Теплоэнергетика, 1979, №10, с.65-68.

70. Дементьев Б.А. Кипение жидкости при сбросе давления. Теплоэнергетика, 1978, №12, с.66-69.

71. Антропов В.Н., Букринский А.М. Исследование изменения уровня в конденсаторах-барботёрах АЭС. Теплоэнергетика, 1983, №2, с.64-66.

72. Стырикович М.А., Сурков A.B., Винокур Я.Г. Экспериментальные данные по гидродинамике двухфазного слоя. Теплоэнергетика, 1961, №9, с.56-60.

73. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.:Энергия, 1976, 487 с.

74. Журавкин А.П., Дементьев Б.А., Свистунов Е.П. Исследование паро-содержания вскипающего теплоносителя кондуктометрическим методом. Теплоэнергетика, 1983, №1, с.64-66.

75. Кобер К.И., Лейстер Г. ,3иммерман М. Исследование процессов в во-доохлаждаемых реакторах атомных электростанций при разуплотнении 1-го контура. 41" Теплоэнергетика. Экспресс информация, 1969, №242 ,с.13-19.

76. Лейстер Г., Рудигер Б. ,3иммерман М. Исследование процессов в во-доохлаждаемых реакторах атомных электростанций при разуплотнении 1-го контура. 42" Теплоэнергетика. Экспресс информация, 1970, №30, с. 15-22.

77. Дементьев Б.А., Ионов Б.А. Экспериментальное исследование гидродинамических процессов при истекании теплоносителя из сосуда. Теплоэнергетика, 1979, №5, с.36-39.

78. Архипов Г.В. Автоматическое регулирование поверхностных теплообменников. М.: Энергия, 1971, 304с.

79. Трифонов H.H. Совершенствование системы регенерации паротурбинных установок со смешивающими теплообменниками низкого давления. Диссертация, 1984, с. 176.

80. Серов Е.П. ,Корольков Б.П. Динамика парогенераторов.-М.: Энергия, 1972,416 с.