SU976115A1

SU976115A1 - Power generating plant

Info

Publication number: SU976115A1
Application number: SU813312952A
Authority: SU
Inventors: Асхарбек Сергеевич Созаев; Аркадий Ефимович Власов; Геннадий Иванович Кузьмин; Александр Яковлевич Левин; Надежда Григорьевна Лукьянова; Владимир Николаевич Рузанков; Шефтель Яковлевич Шнеер
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1981-07-06
Publication date: 1982-11-23

Description

(5) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Изобретение относитс к теплоэнергетике , преимущественно, к дерным энергетическим установкам электрических станций с тепловыми аккумул торами . Сооружение таких установок необходимо дл обеспечени маневренности электрической станции путем создани в период минимума электрической нагрузки , например, во врем ночного провала графика, запаса питательной воды в тепловом аккумул торе. Неравномерность графика электрической нагрузки требует снижени электрической мощности особенно в часы ночного npoвала нагрузки. Атомные электростанции (АЭС) имеют сравнительно низкую топливную составл ющую стоимости отпускаемой электроэнергии и отличаютс большими капитальными затратами в расчете на 1 кВт установленной мощности . Поэтому использование аккумулировани энергии на АЭС представл етс особенно экономически эффективным. С другой стороны, если стоимость аккумулирующей установки в расчете на 1 кВт получаемой мощности меньше стоимости установленного кВт собственно АЭС, строительство ак кумул торов на АЭС вл етс экономически эффективным способом увеличени мощностей элект рос та нций. В этих услови х увеличение энергоемкости установок с аккумул торами и снижение их стоимости приобретает особенно важное значение. Известны энергетические установки, содержащие, по меньшей мере, один паротурбинный контур с регенеративными подогревател ми и аккумул тором питательной воды, подключенными по линии подачи холодного конденсата через насос к конденсатному баку, а аккумул тор соединен с парогенератором трактом подачи питательной воды с включенным в него питательным насосом. Принцип такой маневренной энергетической установки закгночаетс в 39 дующем. Во врем зар дки увеличиваетс расход пара из регенеративных отборов турбины, тепло которого используют дл подогрева конденсата, закачиваемого в аккумул тор. В этот период снижаетс электрическа мощность турбины. Конденсат, закачиваемый в аккумул тор, отбираетс , например, из бака холодного конденсата, прокачиваетс через регенеративные теплообменНИКИ и при температуре питательной воды в;парогенераторе запасаетс в аккумул торе. При разр дке гор чую воду из аккумул тора питательным насосом подают в парогенератор. Это при водит к снижению расхода пара через отборы турбины и к увеличению ее электрической мощности tilК недостаткам таких установок относ тс сравнительно низка энергоемкость аккумул тора, так как вода в нем запасаетс при температуре, меньшей , чем температура насыщени в парогенератореу и, следовательно, имеет меньшее теплосодержание. Кроме того, питательный насос дл подачи питатель ной воды из аккумул тора в парогенера тор работает в т желых услови х. Дело в том, что запасенна в верхней части аккумул торе вода находитс в состо нии насыщени и при недостаточной высоте подпора перед всасывающим патруб ком насоса возникают кавитационные в лени , которые преп тствуют нормальной работе и могут привести к разрушению его проточной части. Сальники насоса работают при высоких температурах и давлени х, что также снижает надежность эксплуатации энергетической установки. Сравнительно низка энергоемкость требует заполнени акку мул тора большим объемом конденсата, что св зано с увеличением габаритов установки. Целью изобретени вл етс повышение энергоемкости и надежности. Дл достижени цели установка снаб жена смесителем, установленным в трак те питательной воды перед питательным насосом и соединенным дополнительным трубопроводом с напорным участком линии подачи холодного конденсата. Установка может быть снабжена поверхностным теплообменником, включенным по нагреваемой среде в тракт подачи питательной воды за питательным насосом, а по грекицей среде между аккумул тором и смесителем. 54 Теплообменник может быть размещен внутри аккумул тора. Питательный насос при этом может быть выполнен водоструйным, активное сопло которого подключено к линии холодного конденсата. На фиг. 1 изображена обща схема энергетической установки; на фиг. 2 вариант схемы с включением поверхностного теплообменника; на фиг. 3 то же, с водоструйным питательным насосом; на фиг. 4 - то же, с поверхностным теплообменником, размещенным внутри аккумул тора. Энергетическа установка содержит паротурбинный контур, включающий последовательно соединенные по рабочему теплоносителю парогенератор 1, паропровод 2 острого пара, паровую турбину 3, конденсатор , конденсатный насос 5 и регенеративные подогреватели 6, подключенные трубопроводом 7 к парогенератору и трубопроводом 8 к аккумул тору 9 питательной воды, подключенному так же, как и подогреватели 6 линии 10 подачи холодного конденсата через насос 11 к конденсатному баку 12, а с парогенератором 1 аккумул тор 9 соединен трактом 13 подачи питательной воды, в который включен питательный насос 1. Перед питательным насосом Ц в тракт 13 подачи питательной воды включен смеситель 15 соединенный дополнительным трубопроводом 16 с напорным участком 17 линии подачи холодного конденсата после насоса 11. Трубопровод 18 соедин ет конденсатор k и бак 12холодного конденсата, мину насос 11. В дополнительный трубопровод 16 включен регулирующий орган 19- Аккумул тор 9 сообщен линией 20 с паропроводом 2 острого пара. Установка может быть снабжена поверхностным теплообменником 21, включенным по нагреваемой среде в тракт 13подачи питательной воды за питательным насосом 14, а по греющей - между аккумул тором 9 и смесителем 15. Теплообменник 21 может быть размещен внутри аккумул тора 9. Питательный насос 14 может быть выполнен водоструйным (фиг. 3). Тракт 13 питательной воды снабжен запорной арматурой 22 и 23, включенной соответственно во всасывающем (до смесител 15) и напорном участках. Последний трубопроводом 24 с арматурой 25 сообщен с аккумул тором 9. (5) ENERGY INSTALLATION The invention relates to a power system, mainly to nuclear power plants of thermal power plants with heat accumulators. The construction of such facilities is necessary to ensure the maneuverability of the power plant by creating a minimum of electrical load during the period, for example, during the nighttime failure of the schedule, the supply of feed water in the heat accumulator. The irregularity of the electrical load curve requires a reduction in electrical power, especially during the hours of the night load. Nuclear power plants (NPPs) have a relatively low fuel component of the cost of the electricity supplied and are distinguished by large capital expenditures per 1 kW of installed capacity. Therefore, the use of energy storage at nuclear power plants is particularly cost-effective. On the other hand, if the cost of the accumulator plant per 1 kW of received power is less than the cost of the installed kW of the NPP itself, the construction of accumulators at the NPP is a cost-effective way to increase the power of the station. Under these conditions, an increase in the energy intensity of installations with batteries and a reduction in their cost becomes particularly important. Power plants are known that contain at least one steam-turbine circuit with regenerative preheaters and feedwater accumulator connected via a cold condensate supply line through a pump to a condensate tank, and the accumulator is connected to the steam generator with a feedwater supply path pump. The principle of such a maneuverable power plant becomes fixed in the 39th. During charging, the steam consumption from the regenerative extraction of the turbine increases, the heat of which is used to heat the condensate injected into the accumulator. During this period, the electrical power of the turbine is reduced. Condensate pumped into the battery is taken, for example, from a cold condensate tank, pumped through regenerative heat exchangers and at the feed water temperature in the steam generator is stored in the battery. When discharging hot water from a battery, the feed pump is supplied to a steam generator. This leads to a reduction in steam consumption through turbine sampling and an increase in its electric power til. The disadvantages of such facilities include the relatively low power consumption of the accumulator, since the water in it accumulates at a temperature lower than the saturation temperature in the steam generator and, therefore, has less heat content. In addition, the feed pump for feeding the feed water from the battery to the steam generator is operated under severe conditions. The fact is that the water stored in the upper part of the accumulator is in a state of saturation, and if the backwater is not enough high, cavitation in laziness occurs in front of the pump suction inlet, which interferes with normal operation and can lead to destruction of its flow part. Pump seals operate at high temperatures and pressures, which also reduces the reliability of operation of the power plant. A relatively low power consumption requires the battery to be filled with a large volume of condensate, which is associated with an increase in the size of the installation. The aim of the invention is to increase energy intensity and reliability. To achieve the goal, the installation is equipped with a mixer installed in the feed water truck in front of the feed pump and connected with an additional pipeline to the pressure section of the cold condensate supply line. The installation can be equipped with a surface heat exchanger connected via the heated medium to the feedwater supply path behind the feed pump, and through the Greek medium between the battery and the mixer. 54 The heat exchanger can be placed inside the battery. The feed pump can be made water-jet, the active nozzle of which is connected to the cold condensate line. FIG. 1 shows the general scheme of the power plant; in fig. 2 version of the scheme with the inclusion of a surface heat exchanger; in fig. 3 the same, with a water-jet feed pump; in fig. 4 - the same, with a surface heat exchanger placed inside the battery. The power plant contains a steam-turbine circuit that includes a steam generator 1, a steam generating line 2, a steam turbine 3, a condenser, a condensate pump 5 and regenerative heaters 6 connected via line 7 to the steam generator and line 8 to the feedwater battery 9 connected as well as heaters 6 of line 10 for supplying cold condensate through pump 11 to condensate tank 12, and battery 9 is connected to steam generator 1 by means of supply path 13 water, in which the feed pump 1 is included. Before the feed pump C, the feed water supply path 13 includes a mixer 15 connected by an additional pipe 16 to the pressure section 17 of the cold condensate supply line after the pump 11. Pipe 18 connects the condenser k and the cold condensate tank, The pump 11 is bypassed. In the additional pipeline 16, the regulator 19 is turned on. The accumulator 9 is connected by line 20 with the steam line 2. The installation can be equipped with a surface heat exchanger 21 connected via a heated medium to the feedwater supply path 13 behind the feed pump 14, and the heating one between the battery 9 and the mixer 15. The heat exchanger 21 can be placed inside the battery 9. The feed pump 14 can be made water jet (fig. 3). The feed water path 13 is provided with shut-off valves 22 and 23, which are connected respectively in the suction (up to the mixer 15) and pressure sections. The last pipe 24 with the valve 25 is in communication with the battery 9.

59765976

Работа установки осуществл етс следующим образом.The operation of the installation is carried out as follows.

В режиме зар дки аккумул тора 9 холодный конденсат из конденсатного бака 12 насосом 11 по линии 10 поступа- s ет к регенеративным подогревател м 6, Увеличение расхода конденсата в подогревател х 6 приводит к увеличенному расходу пара в отборы и снижению мощности турбины. В парогенератор 1 при Ю этом поступает номинальный расход конденсата , а избыточна часть конденсата по трубопроводу 8 сливаетс в аккумул тор 9- Тракт 13 подачи питатель1ной воды в этом режиме перекрыт арма-15 турой 22 и 23. Дл увеличени степени разгрузки установки часть холодного конденсата из бака 12 можно подавать по трубопроводу 2k в аккумул тор 9. При перекрытом трубопроводе 10весь20 холодный конденсат, мину систему регенеративных подогревателей 6, подают в аккумул тор Э- В этом случае достигаетс максимальна степень разгрузки паровой турбины 3- Нагрев конденсата,И поступающего в аккумул тор 9 после ре;генеративных подогревателей 6 или непосредственно из бака 12 холодного кондейсата, производитс паром, подаваемым от парогенератора 1 г1о линии 30In battery charging mode 9, cold condensate from condensate tank 12 is pumped by pump 11 through line 10 to regenerative heaters 6, an increase in condensate consumption in heaters 6 leads to an increased consumption of steam in the samples and a decrease in turbine power. Steam generator 1, with this, enters the nominal flow rate of condensate, and the excess part of condensate through line 8 is discharged into the accumulator 9-path 13 of the feed water supply in this mode is blocked by valve-15 and 22 and 23. To increase the degree of unloading of the installation The tank 12 can be fed through the pipeline 2k to the battery 9. With the pipeline closed 10 all 20 cold condensate, mine regenerative heaters 6, are fed to the battery E. In this case, the maximum degree of unloading steam is achieved. turbines 3 - Condensate heating, AND coming into the battery 9 after re; generative heaters 6 or directly from the cold condensate tank 12, are produced by steam supplied from the steam generator 1 g1 of line 30

20.Аналогично производитс зар дка20. Similarly, charging takes place.

в случае выполнени установки с други1ми вариантами включени и выполнени питательного насоса .in case of installation with other options for switching on and execution of the feed pump.

В режиме разр дки трубопровод 8 ,, отключен от парогенератора 1 и от аккумул тора 9. Конденсат из конденсатора 4 поступает по трубопроводу 18 в бак 12 холодного конденсата. Лини 20 при разр дке остаетс открытой. На-4о сое 11 подает холодный конденсат к смесителю 15, который смешиваетс с гор чей питательной .водой, поступающей из аккумул тора 9 и смесь при номинальной температуре питательной. 45 воды поступает к питательному насосу Т, который подает ее в парогенератор 1. Так как на этом режиме регенеративные отборы на подогреватели 6 отключены , расход пара через турбину 3 50 повышен и ее мощность увеличена. Во врем разр дки трубопровод отклочен арматурой 25. В соответствии с вариантом (фиг. 2), когда в тракт 13 питательной воды включен теплообменникIn discharge mode, the pipeline 8 ,, is disconnected from the steam generator 1 and from the battery 9. Condensate from the condenser 4 flows through pipeline 18 to the cold condensate tank 12. Line 20 remains open on discharge. Na-4o soy 11 supplies cold condensate to mixer 15, which is mixed with hot feed water from battery 9 and the mixture at nominal feed temperature. 45 water flows to the feed pump T, which feeds it to the steam generator 1. Since in this mode the regenerative selections for the heaters 6 are disconnected, the steam flow through the turbine 3 50 is increased and its capacity is increased. During discharge, the pipeline is shut off by the fittings 25. In accordance with the variant (Fig. 2), when the heat exchanger is turned on in the feedwater line 13

21,греюща среда - гор ча питательна вода из аккумул тора 9 сначала проходит через теплообменник 21, охлаждаетс , а затем поступает в смеси21, the heating medium — the hot feed water from the accumulator 9 first passes through the heat exchanger 21, is cooled, and then flows into the mixture

)54) 54

тель 15 и на всас насоса И, который в этом случае работает при температуре, меньшей,чем номинальна температура питательной воды.Температуру воды во всасывающем патрубке ниже температуры насыщени и поэтому надежность безаварийной работы насоса существенно повышаетс .iThe pump 15 and at the suction of the pump I, which in this case operates at a temperature lower than the nominal temperature of the feed water. The water temperature in the suction pipe is below the saturation temperature and therefore the reliability of the trouble-free operation of the pump increases significantly .i

В случае выполнени питательного насоса И водоструйным при разр дке насос 11 часть потока холодного конденсата подает в смеситель 15t где происходит смешениес гор чей питательной водой из аккумул тора 9 и при более низкой температуре, чем в аккумул торе 9, поток поступает на всас водоструйного насоса И (фиг. 3) Другую часть потока холодного конденсата подают к активному соплу этого же насоса И. .In the case of a feed pump and a water jet pump when discharging the pump 11, a portion of the cold condensate flow is fed to the mixer 15t where the hot feedwater is mixed from the accumulator 9 and at a lower temperature than in the battery 9, the flow enters the inlet of the water jet pump I (Fig. 3) Another part of the cold condensate stream is fed to the active nozzle of the same pump I..

Предварительное охлаждение питательной воды в смесителе 15 исключает возникновение кавитационных влений в водоструйном насосе и также способствует увеличению надежности системы питани пароге.нератора 1 в режиме разр дки . Распределение потоков холодного конденсата, поступающих к водоструйному насосу t и смесителю 15, при разр дке необходимо регулировать с помощью регулирующего органа 19.Pre-cooling of the feed water in the mixer 15 eliminates the occurrence of cavitation effects in the water-jet pump and also contributes to increasing the reliability of the power supply system of the steam generator. 1 in the discharge mode. The distribution of the cold condensate flows to the water-jet pump t and the mixer 15, when discharging, must be controlled by the regulator 19.

Использование предлагаемой схемы позвол ет повысить энергоемкость аккумул тора бла1одар возможности повышени температуры запасенного конденсата выше температуры питательной воды, необходимой дл парогенератора или реактора в случае использовани изобретени в одноконтурной дерной энергетической установке. В этом случае повышаетс аварийна безопасность так как при отключении турбины пар некоторое врем может поступать в объем аккумул тора, что увеличивает возможность ликвидации последствий аварии .The use of the proposed scheme makes it possible to increase the energy consumption of the accumulator due to the possibility of raising the temperature of the stored condensate above the feedwater temperature required by the steam generator or reactor when the invention is used in a single loop nuclear power plant. In this case, emergency safety increases, since when the turbine is disconnected, the steam may for some time enter the volume of the battery, which increases the possibility of eliminating the consequences of the accident.

Изобретение позвол ет снизить температуру питательной воды, поступающей в насос, что снижает стоимость и повышает надежность работы энергетической установки и ее маневренность.The invention allows to reduce the temperature of the feed water entering the pump, which reduces the cost and increases the reliability of the power plant and its maneuverability.

Claims

1. Power plant containing at least one steam-turbine circuit with regenerative heaters 79761

feedwater coolers and battery connected to the condensate tank through the cold condensate supply line through the pump, the battery being connected to the steam generator with the supply water supply line with the feed pump included in it, in order to increase the energy intensity and reliability, it is 1, with a mixer, installed in the feedwater path in front of the feed pump and connected by an additional pipeline to the pressure section of the cold condensate supply line .15

2. Installation in accordance with claim 1, clause 1, so that it is equipped with a surface heat exchanger included in the heated medium in the path of 1 Uyyy 1 T

158

supply of feed water for the feed pump, and for the heating medium - between the battery and the mixer.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the feed pump is water jetted, the active nozzle of which is connected to the cold condensate supply line behind its pump.

t. Installation on PP. 1 and 2, that is, the heat exchanger is located inside the feedwater battery.

Information sources, . taken into account in the examination.

1, Voronkov, ME, Sargs, R.M. and Chekhovsky, V, M. Heat accumulators in the power industry .-. Atomic technology behind the ground, M., Atomizdat, 1980, No. E, p. k

Zlj i

and chu

FTZ