Паротурбинная АЭС с модуляцией по мощности

Номер документа 6420170017

РУБРИКА:
6. Патентное дело, изобретательство, рационализаторство

РУБРИКА ГРНТИ:
44.33.31. Энергетические атомные установки

АТРИБУТЫ:
Отрасли: теплоэнергетика
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2599722
Автор (принявший орган): ФГБОУ ВПО СГТУ им.Ю.А.Гагарина; 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77; Хрусталев В.А., Сучков В.М. , rectorat@sstu.ru
Дата: 10.10.2016
Регион: Саратовская область
Источник информации: http://www.sstu.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

 Изобретение относится к области теплоэнергетики, преимущественно к атомной энергетике, и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электростанций (АЭС) двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР), в частности изобретение может быть применено на серийных и проектируемых отечественных энергоблоках АЭС с целью получения на них дополнительной мощности, повышения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ), а также участия АЭС в регулировании графиков нагрузки выше номинальной с частичным замещением нового строительства. Паротурбинная АЭС содержит парогенератор реакторной установки, соединенный паропроводом со стопорно-регулирующим клапаном с турбиной, состоящей из цилиндров высокого и низкого давления, установленных на одном валу с электрогенератором. Цилиндры соединены между собой паропроводом, причем по ходу пара установлены сепаратор и двухступенчатый паро-паровой перегреватель. Паротурбинная АЭС дополнительно содержит пускорезервную котельную, которая соединена с турбоприводом питательного насоса при помощи паропровода с задвижкой пара из пускорезервной котельной. Пускорезервная котельная соединена с трубопроводом газа из магистрального газопровода и с трубопроводом конденсата из бака запаса конденсата, на котором установлена задвижка подачи конденсата на пускорезервную котельную. Технический результат - получение дополнительной мощности и маневренности за счет выработки дополнительного пара в уже имеющейся пускорезервной котельной (ПРК) и подачи его в турбопривод питательного насоса в часы покрытия пиков графика электрической нагрузки.  Изобретение представляется актуальным в свете энергетической стратегии Российской Федерации, так как направлено, во-первых, на дальнейшее повышение эффективности и безопасности АЭС с реакторами типа ВВЭР-1000 и, во-вторых, направлено на решение проблемы достаточной маневренности для обеспечения регулировочного диапазона и приемистости энергоблоков в энергосистемах с высокой долей АЭС. Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности за счет улучшения маневренности установки и увеличения дополнительной мощности турбины. Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение дополнительной мощности и маневренности за счет выработки дополнительного пара в уже имеющейся пускорезервной котельной (ПРК) и подачи его в турбопривод питательного насоса в часы покрытия пиков графика электрической нагрузки. Поставленная задача достигается тем, что паротурбинная АЭС, содержащая парогенератор реакторной установки, соединенный паропроводом со стопорно-регулирующим клапаном с турбиной, состоящей из цилиндров высокого и низкого давления, установленных на одном валу с электрогенератором, цилиндры соединены между собой паропроводом, причем по ходу пара установлены сепаратор и двухступенчатый паро-паровой перегреватель, выход цилиндра низкого давления соединен паропроводом с основным конденсатором, который, в свою очередь, соединен с деаэратором трубопроводом основного конденсата, причем по ходу конденсата расположены конденсатный насос и группа подогревателей низкого давления, деаэратор соединен с парогенератором реакторной установки трубопроводом питательной воды, на котором расположены питательный насос и группы подогревателей высокого давления, группа подогревателей высокого давления соединена с цилиндром высокого давления паропроводами отборов пара и трубопроводами дренажа двухступенчатого паро-парового перегревателя, дренаж группы подогревателей высокого давления отводится каскадным сливом по трубопроводам дренажей подогревателей высокого давления в деаэратор, который, в свою очередь, соединен с цилиндром высокого давления паропроводом отбора пара и с сепаратором - трубопроводом дренажа сепаратора, группа подогревателей низкого давления соединена с цилиндром низкого давления паропроводами отборов пара, дренаж группы подогревателей низкого давления отводится по трубопроводам дренажей низкого давления, турбопривод питательного насоса соединен с паропроводом двухступенчатого паро-парового перегревателя и паропроводом - с собственным конденсатором, который, в свою очередь, соединен с основным конденсатором турбины трубопроводом конденсата, по ходу которого установлен конденсатный насос турбопривода питательного насоса, согласно изобретению содержит пускорезервную котельную, которая соединена с турбоприводом питательного насоса при помощи паропровода с задвижкой пара из пускорезервной котельной, после насоса конденсата турбопривода питательного насоса установлена задвижка-делитель, которая соединена трубопроводом с пускорезервной котельной, а также трубопроводом - с основным конденсатором, на паропроводе после двухступенчатого паро-парового перегревателя установлена задвижка подачи пара на турбопривод питательного насоса, пускорезервная котельная соединена с трубопроводом газа из магистрального газопровода и с трубопроводом конденсата из бака запаса конденсата, на котором установлена задвижка подачи конденсата на пускорезервную котельную.Схема предложенной паротурбинной установки с использованием пускорезервной котельной как источника стороннего пара для турбопривода питательного насоса представлена на фиг. 1.

 

Паротурбинная АЭС содержит: парогенератор (1), соединенный паропроводом (22) со стопорно-регулирующим клапаном (2) с турбиной, состоящей из цилиндров высокого (ЦВД) (3) и низкого давления (ЦНД) (8), установленных на одном валу с электрогенератором (9). ЦВД и ЦНД соединены между собой паропроводом (32), причем по ходу пара установлены сепаратор (4) и двухступенчатый паро-паровой перегреватель (5, 6). Выход ЦНД (8) соединен паропроводом (45) с основным конденсатором (10), который, в свою очередь, соединен с деаэратором (13) трубопроводом (38) основного конденсата. По ходу конденсата по трубопроводу (38) основного конденсата расположены конденсатный насос (11) и группа подогревателей низкого давления (ПНД) (12, 52, 53, 54). Деаэратор (13) соединен с парогенератором реакторной установки трубопроводом (37) питательной воды, на котором расположены питательный насос (18), находящийся на одном валу со своим турбоприводом (ТПН) (15), и группа ПВД (14, 51). Группа ПВД (14, 51) соединена с ЦВД (3) паропроводами (28, 29) отборов пара и трубопроводами (34, 35) дренажа с двухступенчатого паро-парового перегревателя (5, 6). Группа ПВД (14, 51) соединена с трубопроводами дренажей (36) ПВД (14, 51). ПВД (51) соединен с помощью трубопровода дренажа (36) с деаэратором (13), который, в свою очередь, соединен с ЦВД (3) паропроводом (30) отбора пара и с сепаратором (4) - трубопроводом (33) дренажа сепаратора. Группа ПНД (12, 52, 53, 54) соединена с ЦНД (8) паропроводами (39, 40, 41, 42) отборов пара. Группа ПНД (12, 52, 53, 54) соединена с группой трубопроводов (44) дренажей ПНД. ТПН (15) соединен паропроводом (47) двухступенчатого паро-парового перегревателя (5, 6) и паропроводом (26) - с собственным конденсатором (16), конденсатор ТПН (16), в свою очередь, соединен с основным конденсатором (10) турбины трубопроводом конденсата (55), по ходу которого установлен конденсатный насос ТПН (17). На паропроводе (32) установлена задвижка (21) на паропроводе (47) после двухступенчатого паро-парового перегревателя (5, 6). Пускорезервная котельная (ПРК) (19) соединена паропроводом (24) с ТПН (15), где на паропроводе дополнительно установлена задвижка пара (25) из ПРК, трубопроводом газа из магистрального газопровода (43) и с трубопроводом конденсата из бака запаса конденсата (50), на котором установлена задвижка подачи конденсата (49). Трубопровод конденсата (55) соединен с задвижкой-делителем (27), которая соединена трубопроводом конденсата (46) с ПРК, а также трубопроводом конденсата (56) - с основным конденсатором.

Предлагаемая паротурбинная установка может работать в 2 режимах работы: базовом и в пиковые часы нагрузки.

Таким образом, предлагаемая схема работа установки позволяет:

1. Обеспечить выработку пиковой мощности при высокой экономичности работы турбоустановок АЭС за счет дополнительной генерации пара в пускорезервной котельной (ПРК) и направления его на приводную турбину питательного насоса.

2. Снизить затраты на выработку пиковой мощности, используя готовое оборудование ПРК и не проводя его плановую консервацию, и, восстановив подачу газа, получать дополнительную мощность.