ТХ 34-70-013-85 Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата К-500-65/3000 ПОАТ ХТЗ

1. УСЛОВИЯ СОСТАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата К-500-65/3000 ПОAT XT3 составлена на базе гарантийных тепловых испытаний двух турбин с реактором РБМК-1000 (блок N 1) Ленинградской АЭС и испытаний двух турбин (блок N 1) Чернобыльской АЭС. Характеристика действительна для турбин с рабочей лопаткой последней ступени ЦНД высотой 860 мм и отражает реально достижимую экономичность турбоагрегата К-500-65/3000 ПОАТ XT3 после капитального ремонта, работающего по тепловой схеме, представленной на рис.1, при следующих условиях, принятых за номинальные:

- давление свежего пара перед автоматическими стопорными клапанами турбины - 6,59 МПа (65,9 кгс/см);

- степень сухости пара перед автоматическими стопорными клапанами турбины - 0,995;

- потеря давления в тракте промежуточного перегрева (на участке от выхлопа ЦВД до входа в ЦНД) - в соответствии с рис. 9, б;

- температура пара на входе в ЦНД - 265,4 °С;

- давление отработавшего пара;

для характеристики при постоянном давлении пара в конденсаторе (рис.2 и 4) - 4,15 и 5,15 кПа (0,0415 и 0,0515 кгс/см);

для характеристики при постоянных расходе и температуре охлаждающей воды (рис.3 и 5) - в соответствии с тепловыми характеристиками конденсаторов: для К-10120 ХТГЗ =4х20720=82880 т/ч, 12 °С (рис.16); для К-12150 ХТГЗ, =4х23730=94920 т/ч, 18 °C (рис.17);

- количество конденсата, отводимого после второй ступени конденсатных насосов к уплотнениям ГЦН-40 т/ч;

- система регенерации включена полностью, на деаэратор 0,7 МПа (7,0 кгс/см) и испаритель подается пар II или I отборов (в зависимости от нагрузки);

- расход свежего пара равен расходу питательной воды плюс 40 т/ч (количество конденсата на уплотнения ГЦН);

- температура питательной воды и основного конденсата турбины за подогревателями - в соответствии с рис.8;

- прирост энтальпии питательной воды в питательном электронасосе - по рис.9, а;

- электромеханические потери турбины и генератора и электромеханический КПД турбоагрегата приняты по данным завода - см. рис.10;

- подогреватели сетевой воды (бойлерная установка) - отключены;

- внешние потребители пара регенеративных отборов - отключены;

- пропуски пара через БРУ-Б, ГПК, БРУ-К, БРУ-Д - отсутствуют;

- подпитка химически обессоленной водой в конденсаторы турбины - отсутствует;

- в работе два основных эжектора, пар на них подается от деаэратора в количестве 7,2 т/ч;

- на концевые уплотнения питательных электронасосов (два в работе, один в резерве) подается основной конденсат в количестве примерно 35 т/ч.

Положенные в основу настоящей Типовой энергетической характеристики данные испытаний обработаны с применением "Таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара" (М.: Издательство стандартов, 1969). Характеристики конденсаторов К-10120 и К-12150 (рис.16 и 17) приняты по данным типовых характеристик, разрабатываемых ПО "Союзтехэнерго".

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ, ВХОДЯЩЕГО В СОСТАВ ТУРБОУСТАНОВКИ

В состав турбоагрегата наряду с турбиной входит следующее оборудование:

- генератор ТВВ-500 ЛПЭО "Электросила" с водородно-водяным охлаждением;

- пять подогревателей низкого давления:

ПНД N 1 (два корпуса) типа ПН-950-40-0,3;

ПНД N 2 типа ПН-1800-40-0,7;

ПНД N 3 типа ПН-1800-40-1,5;

ПНД N 4 типа ПН-1800-40-3,3;

ПНД N 5 типа ПН-1800-40-6;

- сепаратор-пароперегреватель СПП-500 (четыре корпуса);

- два испарителя вертикального типа;

- четыре поверхностных двухходовых конденсатора К-10120 ПОАТ ХТЗ с поверхностью охлаждения по 10120 м (при 12 °С) или К-12150 ПОАТ ХТЗ с поверхностью охлаждения по 12150 м (при 18 °С) присоединяются к восьми выхлопным патрубкам турбины;

- три основных пароструйных эжектора ЭП-3-100/300;

- эжектор уплотнений ЭУ-15;

- два пусковых пароструйных эжектора ЭП-1-150;

- два пусковых водоструйных эжектора циркуляционной системы;

- три конденсатных насоса I ступени КСВ-1500-1200 (постоянно в работе находятся два насоса, один - в резерве);

- три конденсатных насоса II ступени КСВ-1500-240 (постоянно в работе находятся два насоса, один - в резерве);

- два питательных электронасоса СПЭ-1650-75 с приводом от электродвигателя мощностью 5000 кВт (всего на блоке с реактором РБМК-1000 и двумя турбинами К-500-65/3000 ПОАТ ХТЗ установлено пять питательных электронасосов, один из которых является резервным).

3. ХАРАКТЕРИСТИКА БРУТТО ТУРБОАГРЕГАТА

Полный расход теплоты брутто и расход свежего пара на турбину в зависимости от мощности на выводах генератора аналитически выражаются уравнениями:

- при постоянном давлении пара в конденсаторе 0,0415 кгс/см (см. рис.2):

Гкал/ч,

т/ч;

- при постоянном давлении пара в конденсаторе 0,0515 кгс/см (см. рис.4):

Гкал/ч,

т/ч;

- при постоянном расходе 4х20720=82880 т/ч и температуре 12 °С охлаждающей воды (см. рис.3):

Гкал/ч,

т/ч;

- при постоянном расходе 4х23730=94920 т/ч и температуре 18 °С охлаждающей воды (см. рис.5):

Гкал/ч,

т/ч.

Характеристика составлена при работе основного генератора с собственными возбудителями. В случае работы с резервными возбудителями мощность турбоагрегата брутто определяется как разность между суммарной мощностью на выводах генераторов и мощностью, потребляемой резервными возбудителями.

4. ПОПРАВКИ НА ОТКЛОНЕНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ

Расходы теплоты и свежего пара для заданной мощности в условиях эксплуатации определяются по соответствующим зависимостям характеристики с последующим введением необходимых поправок (рис.19-21), которые учитывают отклонение эксплуатационных условий от условий характеристики и знаки поправок соответствуют переходу от условий Типовой энергетической характеристики к эксплуатационным условиям. Поправки на рис.19 и 20 даны при условии постоянной мощности на выводах генератора. При наличии двух и более отклонений в условиях работы турбоагрегата от номинальных поправки алгебраически суммируются.

Пользование системой поправочных кривых поясняется следующим примером.

Турбоагрегат работает с нагрузкой 480 МВт при номинальных условиях, соответствующих рис.3.

Из II и III отборов необходимо отбирать сверх нужд регенерации теплоту в количестве соответственно 7 и 20 Гкал/ч. Требуется определить в новом режиме удельный расход теплоты () и расход свежего пара ().

В соответствии с рис.3 при 480 МВт и условиях характеристики

2621,9 ккал/(кВт·ч);

2535,8 т/ч.

По рис.19, д и 20, д соответственно мощности 480 МВт и заданным значениям отбора теплоты определяются поправки:

- к удельному расходу теплоты (): на II отбор в количестве 7 Гкал/ч

-0,0235х7=-0,1645%;

на III отбор в количестве 20 Гкал/ч

-0,03х20=-0,6%;

суммарная -0,7645%;

- к расходу свежего пара ():

на II отбор в количестве 7 Гкал/ч

+0,054х7=+0,378%;

на III отбор в количестве 20 Гкал/ч

+0,049х20=+0,98%;

суммарная +1,358%.

Удельный расход теплоты и расход свежего пара в новых условиях составят:

• ккал/(кВт·ч);

• т/ч.

При эксплуатации турбоагрегата с включенными подогревателями сетевой воды (бойлерами) в данные характеристики вносятся поправки, которые определяются по рис.19, д и 20, д в соответствии с часовыми отпусками теплоты через основные и пиковый подогреватели сетевой воды, вычисленными по формулам:

;

;

где и - часовые расходы теплоты, отпущенной через основные и пиковый подогреватели сетевой воды тепловому потребителю, Гкал/ч;

- расход сетевой воды через подогреватели сетевой воды, замеренный по штатному расходомеру, т/ч;

, - энтальпии сетевой воды на входе в основной подогреватель сетевой воды и выходе из него, ккал/кг;

, - энтальпии сетевой воды на входе в пиковый подогреватель сетевой воды и выходе из него, ккал/кг.

Поправки к мощности турбоагрегата на рис.21 построены при постоянном расходе пара через стопорные клапаны турбины. Система поправочных кривых, охватывающая практически весь диапазон возможных отклонений условий эксплуатации турбоагрегата К-500-65/3000 ПОАТ ХТЗ от номинальных, обеспечивает возможность планирования и нормирования его работы в условиях электростанции.

5. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕТТО ТУРБОАГРЕГАТА

Типовая энергетическая характеристика нетто турбоагрегата К-500-65/3000 ХТГЗ рассчитана на основе характеристики брутто при давлении пара в конденсаторе 4,15 и 5,15 кПа (0,0415 и 0,0515 кгс/см) и соответствует следующим условиям эксплуатации турбоагрегата.

Циркуляционное водоснабжение - прямоточное, оборотное:

- расчетная тепловая схема - см. рис.1;

- параметры установки - см. рис.2;

- давление, развиваемое циркуляционными насосами, - 100 кПа (10 м вод.ст.);

- расход циркуляционной воды через конденсаторы турбины - 82880 м/ч, в целом на турбоагрегат - 86600 м/ч;

- КПД циркуляционного насосного агрегата - 80%.

Циркуляционное водоснабжение - прямоточное, оборотное;

- расчетная тепловая схема - см. рис.1;

- параметры установки - см. рис.4;

- давление, развиваемое циркуляционными насосами, - 100 кПа (10 м вод.ст.);

- расход циркуляционной воды через конденсатор турбины - 94920 м/ч, в целом на турбоагрегат - 99200 м/ч;

- КПД циркуляционного насосного агрегата - 80%.

Расход теплоты на собственные нужды турбоагрегата составляет 1,31 Гкал/ч (0,1% расхода теплоты турбоагрегата при номинальной мощности). При определении расхода электроэнергии на собственные нужда турбоагрегата учитывается работа насосов (циркуляционных, конденсатных, насосов смазки), а также 0,3% электрической мощности турбоагрегата на прочие механизмы и двигатели.

При определении мощности нетто () из суммарной мощности на выводах основного генератора () вычитается мощность, затраченная на собственные нужды турбоагрегата ().

Типовая энергетическая характеристика нетто по расходу теплоты (Гкал/ч) аналитически выражается следующими уравнениями:

для турбоагрегатов с конденсаторами К-10120 ПОАТ ХТЗ

;

для турбоагрегатов с конденсаторами К-12150 ПОАТ ХТЗ

;

Удельный расход теплоты нетто [ккал/(кВт·ч)] на выработку электроэнергии составляет

.

При отклонении давления, развиваемого циркуляционными насосами, от принятого в качестве номинального 100 КПа (10 м вод.ст.) к расходу теплоты нетто, определенному по уравнению для заданной мощности нетто, вводится поправка.

Пользование характеристикой нетто и поправками к полному и удельному расходам теплоты нетто на изменение давления циркуляционных насосов поясняется следующим примером.

Мощность турбоагрегата 450 МВт; циркуляционное водоснабжение прямоточное, оборотное для турбоагрегатов с конденсаторами К-10120 ПОАТ ХТЗ; давление, развиваемое циркуляционными насосами, равно 150 кПа (15 м вод.ст.). Требуется определить расход теплоты нетто турбоагрегата. По уравнению характеристики нетто определяется расход теплоты нетто при номинальном значении давления циркуляционных насосов 100 кПа (10 м вод.ст.);

=158,05+2,343·450=1212,40 Гкал/ч.

Поправка к расходу теплоты нетто:

+0,36%.

Искомый расход теплоты нетто при давлении, развиваемом циркуляционными насосами, равном 80 кПа (8 м вод.ст.) и неизменной мощности нетто 450 МВт:

Гкал/ч.

Нормативные графические зависимости действительны в диапазонах, указанных на соответствующих рисунках данной Типовой энергетической характеристики.

Примечание. Для перевода из системы МКСС в систему СИ необходимо пользоваться коэффициентами:

• 1 кгс/см = 98066,5 Па;

• 1 мм вод.ст. = 9,81 Па;

• 1 кал = 4,1868 Дж;

• 1 ккал/кг = 4,1868 кДж/кг;

• 1 кВт·ч = 3,6 МДж.

/ Министерство энергетики и электрификации СССР;
Главное научно-техническое управление
энергетики и электрификации. -
М.: СПО Союзтехэнерго, 1986