Открытое акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт атомного энергетиче

Коэффициент полезного действия
η>98%
η≈33÷36%
Реакторный остров
Турбинный остров
Почти все выделившееся в АЗ тепло подается во II контур
Только третья часть тепла преобразуется в электроэнергию
Центр тяжести технических проблем на
сегодняшний день – в машзале.

Оценка экономики
На сколько дороже может быть турбоустановка с увеличенным
на 1% КПД?
Капитальные затраты на выработку этой мощности
Блок 1200 МВт; КПД ηэ = 36%
Дополнительная выработка 33,3 Мвт
3000 €/кВт * 33,3 МВт = 100 млн.€
ηэ = 37%
Неучтены «мелочи»: экономия топлива, удельные эксплуатационные расходы и т.д.
Справка: стоимость турбины 1000 МВт (Харьков) – около 80 млн. €
стоимость турбины 1200 МВт (СПб) – около 100 млн. €
За турбину с увеличенным на 1% КПД выгодно заплатить в два раза дороже.
КПД турбоустановки определяется всей наборкой оборудования машзала.

Влияние параметров турбоагрегата К-1000-60/1500 на недовыработку электроэнергии

Оптимизация параметров
Для оптимизации параметров турбоустановки необходимы:
балансовые испытания энергоблока в диапазоне нагрузок 75-100% от номинальной мощности;
тепловые испытания конденсатора с построением зависимости вакуума от расхода и температуры охлаждающей воды;
экспериментальные поправки мощности турбины при изменении давления отработавшего пара в конденсаторе.
Тепловые балансовые испытания проводятся по I категории сложности с организацией дополнительных врезов и применения современного парка приборов высокой точности.

Результаты испытаний
1. Нормирование
2. Выявление и устранение потерь
3. Оценка результатов модернизации

Испытания турбоагрегатов (энергоблоков) АЭС
Турбина К-1000-60/1500-2 (Турбоатом, с подвальными конденсаторами) Балаковская АЭС (блоки № 1÷4), Ростовская АЭС (блоки № 1, 2).
Ни на одном из энергоблоков тепловые испытания не проводились.

Влияние вакуума на выработку электроэнергии

Экономичный вакуум
Расход электроэнергии на циркуляционные насосы
Nц ≈70÷80*Nс.н
Nц ~ Wох3
Мощность
Собственные нужды
Недовыработка
Расход
охлаждающей воды
Определение оптимального расхода охлаждающей воды

Низкая интенсивность теплообмена из-за продольного оребрения труб;
Существуют условия для накопления неконденсирующихся газов в трубах;
Имеется теплогидравлическая неустойчивость. Пульсации температур достигают 70ºС;
Низкая надёжность из-за теплогидравлической неустойчивости
При разуплотнении трубки – глушится 1 кассета;
Низкая ремонтопригодность. Особенно для нижнего яруса теплообменных кассет;
Сложная обвязка СПП трубопроводами;
Большие габариты - СПП и трубопроводы нагреваемого пара расположены выше отметки обслуживания турбины;
Нетранспортабельный по железной дороге;
Сборка СПП на монтаже;
Высокая металлоёмкость и высокая стоимость.
Конструктивные недостатки двухступенчатого сепаратора-пароперегревателя
кассетного типа:

Сравнение двухступенчатых СПП кассетного и коллекторно-ширмового типа (АЭС-2006)

Внутриресирверный сепаратор Powersep (BALCKE DURR)
Схема работы Powersep

Система внутриресиверной сепарации
Состоит из последовательно установленных по ходу пара в ресиверах турбоустановки пленочного и двух коленных сепараторов,
расход сепарата – 102 м3/час
эффективность сепарации - 83%
осушает влажный пар до 2 %
Увеличивает перегрев на 8-10 К
Система внутриресиверной сепарации пара разработки ОАО «ВНИИАМ» эксплуатируется на Кольской АЭС с начала 1990-х годов и предназначена для предварительной осушки влажного пара, поступающего из цилиндра высокого давления (ЦВД) в сепаратор-пароперегреватель (СПП)

Ресивер турбины К-220 Кольской АЭС с лопатками