Article

4.6. Особенности регенеративных систем турбины АЭС и тенденции их развития

В § 3.2 была показана целесообразность использования для турбин насыщенного пара промежуточных сепарации и перегрева между цилиндрами. В связи с этим в тепловой схеме возникают такие потоки, как сепарат из сепаратора и конденсаты греющих паров соответственно первой и второй ступеней промежуточного перегревателя. Теплота этих потоков должна быть использована в системе регенерации. Греющими средами для промежуточного пароперегревателя являются пар из первого отбора турбины (для первой ступени) и свежий пар (для второй ступени). Поэтому энтальпии греющих паров и их конденсатов не зависят от конкретных тепловых схем. Что же касается энтальпии сепаратора, то она зависит от разделительного давления, выбор которого рассмотрен в главе, посвященной паровым турбинам. Неоднозначно также и давление в деаэраторе, разделяющем тракты ПНД и ПВД (используются давления 0,7 и 1 МПа).

Подача сепарата и конденсатов греющих паров пароперегревателя может осуществляться в паровые объемы соответствующих но температурному уровню ПНД и ПВД или деаэратора. Теплота этих потоков учитывается в этом случае при расчете расходов отборного пара для рассматриваемого подогревателя или деаэратора. Учитывается также и увеличение расхода дренажа данного подогревателя и всего каскада, а потому и подачи дренажного насоса. Возможно и другое решение — закачка конденсата греющего пара промперегревателя непосредственно в питательный трубопровод после деаэратора одноконтурной АЭС. При этом потери от необратимости будут наименьшими. Недостаток такого решения — повышение концентрации кислорода в питательной воде, которое связано с сохранением в конденсате греющего пара промперегревателя всего кислорода, вынесенного паром из реактора. Это может неблагоприятно отразиться на коррозионной стойкости циркониевых сплавов. Поэтому предпочтительнее установка теплообменника на байпасе питательного трубопровода после деаэратора, с подачей дренажа этого теплообменника в последний ПНД.

Регенеративная система одноконтурной АЭС имеет дополнительные особенности в связи с радиоактивностью греющего пара. Радиоактивность подогревателей по тракту регенеративной системы турбины различна. Если для первого по ходу воды подогревателя уровень радиоактивности низок, то в последнем относительно высок. Греющий пар для последнего по ходу воды подогревателя отводится из начальных ступеней турбины, и концентрация его в корпусе подогревателя приводит к относительно высокой радиоактивности водяной емкости. Радиоактивность конденсата греющего пара выше, чем радиоактивность самого пара, так как массовое количество среды в водяном объеме подогревателя больше, чем в его паровом объеме и в ступени турбины.

Радиоактивность водяной емкости корпуса подогревателя, обогреваемого паром из начальных ступеней турбины, больше, чем водяного объема конденсатора, так как за время прохождения пара от входа в турбину до конденсатора радиоактивность пара спадает. При работе на радиоактивном паре подогреватели регенеративной системы турбины, сборники сепарата и конденсатов промежуточного перегревателя требуют биологической защиты.

Исследования конструкции, приведенной выше, и ряда других смешивающих ПНД, не оправдали возлагавшихся на них надежд, причем даже в отношении малых затрат металла — предлагалось много разного рода щитов для улучшения смешивания конденсата и пара. В настоящее время тенденция ко внедрению смешивающих подогревателей себя изжила. В последние годы один из вакуумных ПНД (первый), а в некоторых случаях первые два последовательно располагаемых ПНД размещают в горловине конденсаторов.

Наметилась также тенденция отказа от аустенитной, то есть никельсодержащей, стали для ПНД одноконтурной АЭС. В данном случае оказалось более целесообразным и к тому же и более дешевым использовать для этих ПНД недавно созданную и уже вполне освоенную марганцевисто-ферритную сталь ОХ14МФ. Кроме отсутствия никеля и вольфрама преимущества этой стали — экономное легирование хромом, устойчивость к коррозии под напряжением, более высокая теплопроводность и меньшее относительное удлинение.