Газ турбиналық АЭС туралы мәлімет

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

СӨЖ

Тақырыбы: Газ турбиналық АЭС

Орындаған: Оразғалиев Н. А.

Топ: ТФ-205

Тексерген: Нуршалиев Д. Н.

Семей 2015

Мазмұны

Кіріспе3

1 Бугенератор параметрі4

2 Конструкциялы сұлбалар6

Қорытынды12

Пайдаланылған әдебиеттер13

Кіріспе

Бугенераторы (БГ) - бастапқы жылутасмалдағышындағы жылу арқылы бу өндіретін жылуалмастырғыш аппараты. БГ-дағы бастапқы жылутасмалдағышта әр уақытта біржолды айырықша мәжбүрлік қозғалыс болады.

Жалпы алғанда БГ-да жылутасмалдағыш қанығу температурасына дейін қыздырылатын экономайзерлік бөлім, бу өндірілетін буландырғыш және жылутасмалдығыш қанығу температурасынан жоғары температураға дейін қыздырылатын буқыздырғышқа бөлуге болады. Экономайзер, буландырғыш және буқыздырғыш конструктивті түрде бір корпуста жинақтауға немесе тәуелсіз элементтерге бөлуге болады.

Буландырғышта екінші қайтара жылу тасмалдағышының қозғалысын ұйымдастыру тәсілі бойынша БГ ұйымдасқан және ұйымдаспаған айналымы бар БГ және тура ағысты БГ болып бөлінеді. Айналым болған кезде жылутасмалдағыш шығыны буөнімділіктен бірнеше есе артық болады. Тура ағысты бугенераторларында буландырғышқа түскен барлық жылутасмалдағыш буға айналады. Жылутасмалдағыштың ұйымдасқан айналымы жылутасмалдағыштың тығыздығының өзгеруінің салдарынан табиғи және мәжбүрлі (арнайы айналым насостары арқылы жүзеге асады) болады.

БГ коррозияға ұшырайды, жоғары жылулық және механикалық жүктемеде, ал кейде ионданған сәулелену жағдайында жұмыс атқарады. Бірінші контурдың жылутасмалдағышы әрдайым радиоактивті болып келеді.

АЭС БГ-на қойылатын негізгі талаптар:

- конструкциясының қарапайымдылығы және сенімділігі (ең алдымен - қосылыстардың герметикалылығы) ;

- берілген барлық жұмыс режимдерінде қажетті өнімділікпен және өлшемдермен қамтамасыздандыру.

1 Бугенератор параметрі

Реактордың шығысында газ температурасы активті аймақтың жылубөлгіш элементтерінің қабықшасының сенімді жұмыс шартымен шектелген. Жбэл-тердің қабырғаларының кез-келген қимасындағы температурасы жбэл қабырғасынан жылуберу интенсивтілігіне тәуелді болатын жылуалмастырғыш температурасынан белгілі бір шамаға асады. Газ жылутасымалдағыштарын қолданған кезде ол шама салыстырмалы түрде аз, ал шамасы көп болады. Сондықтан, әр бір нақты жағдайға жбэл қабықшасының активті аймақтың шығысындағы рұқсат температурасымен және осы қимадағы температурасымен шектеледі. шамасын жоғарылату үшін қабықшаны жасау кезінде жоғары материалдарды және қабырға-газ шекарасындағы жылуалмасудың интенсификациясы бойынша шаралар қолдану керек.

Ұлыбританияның газ жылуалмастырғышы бар АЭС бірінші жобаларында сол уақытта жақсы меңгерілген магнос тәрізді материалдарды жбэл қабықшасы ретінде, газдың шектелген қысымы 2 МПа және активті аймақта табиғи уранды қолдану кезінде = 450 °С температура алуға мүмкіндік берді. Байытылған уранды қолдану және қысымды 5 МПа көтеру кезінде жбэл қабықшасын тат баспайтын болаттан жасау арқылы 650 °С-қа дейін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Осындай шарттар кезінде гелийді қолдану 700 °С-ға дейін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Керметтен және жоғары қысымды гелийден жасалған ұсақ тесікті жбэл-терін қолдану температурасын 850 °С-ға не одан жоғары температураға жоғарылатуға мүмкіндік береді.

Нәтижесінде, газ жылуалмастырғышы бар АЭС және ЯЭҚ жұмыс денесінің кез-келген параметрі бойынша құарлуы мүмкін.

«Колдер-Холл» АЭС-да (Ұлыбритания) суытылатын реактор қолданылады, газ параметрлері төмен: = 0, 76 МПа және 400 °С, жылутасымалдағыштың БГ-да суытылуы = 200 °С. Осындай шарттар үшін букүштік төмен қысымды цикл қолданған тиімдірек. Сонымен бірге, АЭС үнемділігін жоғарылату үшін тағы бір цикл, бірақ негізгі бу қысымынан төмен қысымды, қолдану мүмкіндігі туды (төмендетілген қысымды бу турбинаның аралық сатысына бағытталады.

450 °С аралығында 4-6 МПа және 410 °С орташа қысымды циклдарды қарастыру жөн. Осындай қондырғылар үшін екі қысымды циклдың технико-экономикалық артықшылықтары сақталады. температурасы 650 °С-қа дейін көтеру кезінде буды 16 Мпа-дан 24 МПа-ға дейін және = 65 °С аралық қыздыруы бар асажоғары және асакритикалық бутурбиналы циклдар қарастырылуы мүмкін.

Газ жылуалмастырғыштармен жылытылатын кейбір БГ-лардың негізгі параметрлері 1-ші кестеде көрсетілген.

Кесте 1. Газ жылутасымалдағыштары бар БГ

АЭС,

мемлекет

Жылутасымалдағыш

Газ параметрлері

Бу параметрлері

, МПа

, ^о С

, МПа

, ^о С

АЭС,мемлекет:

«Колдер-Холл»,

Ұлыбритания

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 0, 76

Бу параметрлері: 340

135

1, 45 ^*

310 ^*

АЭС,мемлекет:

«Хинкли-Пойнт-А»,

Ұлыбритания

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 1, 30

Бу параметрлері: 374

180

4, 5 ^*

362 ^*

АЭС,мемлекет:

«Уилфа»,

Ұлыбритания

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 2, 62

Бу параметрлері: 414

247

4, 9 ^*

401 ^*

АЭС,мемлекет:

EDF-4,

Франция

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 2, 20

Бу параметрлері: 400

220

3, 5 ^*

390 ^*

АЭС,мемлекет:

«Данджнесс-Б»,

Ұлыбритания

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 3, 38

Бу параметрлері: 675

320

16, 2

565

АЭС,мемлекет:

«Хартлпул»,

Ұлыбритания

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 4, 15

Бу параметрлері: 648

286

16, 3

538

АЭС,мемлекет:

«Форт-Сент-Врейн»,

АҚШ

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 4, 70

Бу параметрлері: 785

400

16, 3

538

АЭС,мемлекет: Великобритания

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 5, 50

Бу параметрлері: 750

300

17, 0

541

АЭС,мемлекет: АҚШ

Жылутасымалдағыш:

Газ параметрлері: 3, 06

Бу параметрлері: 800

380

24, 0

565

Осы мәліметтер бойынша берілген АЭС-лар үшін газ қысымының өзгерісінің диапазоны 0, 7 МПа-дан 6 МПа-ға дейін ғана өзгереді, сондықтан оларды жоғары және төмен қысымды деп топтарға бөлу қиын.

Газ параметрлері БГ-дың конструкциялық сұлбасына әсер етеді. Қысымы 2 МПа және 450 °С температуралы газды қолданаты БГ-ларды төменқысымды топқа, ал қалған БГ жоғары қысымды (жоғары температуралы) топқа жатқызуға болады. Дамытылып жатқан жылдам нейтронда істетін, гелий жылутасымалдағышын қолданатын АЭС-ларының жобаларында қысымын бірнеше он мегапаскальдарға дейін жоғарылату қарастырылып жатыр.

2 Конструкциялы сұлбалар

Газ жылуалмастырғышы мен БГ-ның қыздыру беті арасындағы жылуалмасу негізігде төмен жылуберу коэффицентті конвекция есебінен жүреді. Сәулелену есебінен жылуберу тек көп атомды, жоғары температуралы газдарды қолдану кезінде орын алады. Мысалы, 600 °С температура кезіндегі үшін шығарылған жылу мөлшері көп емес.

Нәтижесінде, жоғары бірлік өнімділігі бар БГ-лар үшін үлкен ауданды қыздыру беттері қажет. Бұл газдан қыздыру бет қабырғасына жылуберудің интенсификация шараларын іздеуге мәжбүр етеді. Жылутасымалдағыштың қозғалысының жылдамдығын жоғарылату конвективті жылуалмасыдуың интенсификациясының тура жолы болып табылады. Реакторлы контурда қатты бөлшектері жоқ, абсолютті таза газдар ғана қолданылуы тиіс, сондықтан, контурдағы жылутасымалдағыштың қолайлы жылдамдығын анықтау тек технико-экономикалық шарттармен шектеледі. Төмен және жоғары қысым кезінде жылутасымалдағыштың жылдамдығын жоғарылату жылуберу коэффицентін аса қатты жоғарылатпайды.

Сондықтан жылуберудің интенсификациясының екінші жолын - конструктивті жолын қолданған жөн. Ол газ жылутасымалдағышымен түйсетін беттерді тиектеу немесе қырлау арқылы жүзеге асады. Егер жылуберудің неғұрлым рационалды жүйесін анықтайтын барлық шарттар орындалса бұл жол оң эффект береді.

Сұйық жылутасымалдағышпен жылытылатын БГ-дың рекуперативті жылуалмастырғыш қондырғыларының қайсысы газ жылутасымалдағыштарын қолдану кезінде пайдаланылуы мүмкін екендігін қарап шешу керек.

Бірінші контурда бірқалыпты қысымды газды қолдану кезінде шарты орын алады. Газ шығыны жұмыс денесінің шығынынан көп екендігін ескеру керек, сондықтан жылутасымалдағыштың құбырлармен қарағанда құбыраралық кеңістікте қозғалысы кезінде оның оптималды жылдамдығына қол жеткізу оңайырақ. Газдың құбыраралық кеңістікте қозғалысы - құбыр шоғырларын көлденең шаюдың жалғыз жолы болып табылады. Сонымен қатар, құбырлардың сыртқы беті қырлану (оребрение) және тиектену (ошиповка) арқылы дамытылуы мүмкін.

Жоғарыда айтылғандардың негізінде келесі қорытынды шығаруға болады. Газбен жылытылатын БГ-ларда жұмыс денесі құбырлар бойынша, ал газ жылуалмастырғыш құбыраралық кеңістік арқылы қозғалу керек. Жылуалмасытырғыштың қыздыру бетінің құбыраралық кеңістігі арқылы қозғалысы БГ-дың барлық элементтерін бір корпусқа сыйғызуға мүмкіндік береді. Корпус диаметрінің шектелуі және оған үлкен қыздыру бет аудандарын енгізу оның ұзындығының ұзаруына әкеледі. Өлшемдерінің осындай қатынасы бар цилиндрлі агрегаттарды АЭС-да вертикаль орналастыру тиімді. Жылутасымалдағыш пен жұмысденесінің өзара қозғалысын таңдаған кезде БГ элементтерінде жұмыс денесінің қозғалысы көтергіш болу керектігін ескеру керек. Нәтижесінде, қарсағыс талабы жылутасымалдағыштың жоғарыдан төмен қарай ағу қажеттілігін анықтайды. Жылуалмыстырғыш ретінде қысымдары мен температуралары жоғары газдарды қолдану кезінде жылуалмасудың интенсивтілігі массалық жылдамдықтардың әсерінен жоғары болады, ал көпатомды газда үшін БГ-дың кіріс учаскелердегі сәулелік жылуалмасудың жоғарылауы әсерінен интенсивтілік жоғары болады. Осының бәрі жылуалмасу бетінің азаюына әкеліп соғады. Сонда да ол сұйық жылутасымалдағышы бар БГ-дан жоғары болады.

Жоғарыда айтылғаннан, газбен жылытылатын БГ-ды ирек түтікті беті бар және жылуалмастырғыш пен жұмыс денелерінің қарама-қарсы ағынды қозғалысы бар сутурбиналы вертикаль жылуалмастырғыш аппарат түрінде салған қолайлы. Барлық элементтерді мүмкіндігінше бір корпуста орналастыруға тырысу керек.

Буландырғыштағы жұмыс денесінің циркуляциясының принципі бойынша БГ түзіағысты (сурет 1), табиғи циркуляциясы (сурет 2) және көпретті еркісіз циркуляциясы (сурет 3) бар деп бөлінеді.

1 -корпус; 2 - экономайзер; 3 - буландырғыш; 4 - буқыздырғыш

Сурет 1. Түзуағысты БГ сұлбасы

1 - корпус; 2 - буқыздырғыш; 3 - сепарационды барабан; 4 - буландырғыш;

5 - сулы экономайзер

Сурет 2. Табиға циркуляциялы жылуалмасудың ирек түтікті беттері бар БГ сұлбасы

Иректүтікті беттерде табиғи циркуляция қиын жүреді. Қажетті қозғалтқыш күштерге қол жеткізу үшін циркуляционды контурдың қажетті биіктігі қажет.

БГ-дың мұнаралы конструкциясы үлкен кемшілікке ие . ол - корпустардың едәуір үлкен өлшемдері. Осы қымбат түратын және тасымалданбайтын конструкцияны бірнеше секцияға бөлу арқылы кемшілікте азайтуға болады.

Осындай БГ-дың сұлбасы 4-ші суретте көрсетілген. Осындай сұлбаның артықшылығы - секцияның кішкентай диаметрлері, жылутасымалдағышты және жұмыс ортасын түбі арқылы енгізу және шығару. Төменгі бөлікте төмен қысым элементтері орналасқын, ал жоғарғы бөлікте жоғары қысымды элементтер. Экономайзерлер мен буқыздырғыштар концентрленген спиральді иректүтіктерден жасалынған. Буландырғыштар вертикаль цилиндрлі барабандардан тұрады (диаметрлері 0, 3 м, ұзындықтары 7, 6 м) .