Способ работы атомной электрической станции

Изобретение относится к теплоэнергетике. Способ работы атомной электрической станции заключается в том, что тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора, главным циркуляционным насосом направляют в парогенератор, далее подают насыщенный пар из парогенератора в паровую турбину и передают механическую энергию вращения вала паровой турбины ротору турбогенератора, при этом отработавший пар из паровой турбины направляют в конденсатор, образовавшийся в конденсаторе паровой турбины конденсат перекачивают конденсатным насосом через систему регенеративных подогревателей низкого давления в деаэратор, а затем питательным насосом через систему регенеративных подогревателей высокого давления в парогенератор, при этом осуществляют постоянное охлаждение системы газоохлаждения турбогенератора путем циркуляции охлаждающего дистиллята, затем нагретый дистиллят системы газоохлаждения турбогенератора подают в теплообменник-испаритель теплового насоса, далее нагретый дистиллят направляют в теплообменники охлаждения дистиллята, а полученную в теплообменнике-испарителе теплового насоса тепловую энергию преобразуют и подводят в теплообменник-конденсатор теплового насоса, который выполнен в едином корпусе с одним из подогревателей низкого давления первой ступени, в котором происходит нагрев части основного конденсата за счет теплоты от низкокипящего теплоносителя теплового насоса. Изобретение позволяет уменьшить расхода пара из турбины на систему регенеративных подогревателей низкого давления за счет использования тепловых потерь системы газоохлаждения турбогенератора при нагреве основного конденсата в одном из подогревателей низкого давления первой ступени. 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на атомных электрических станциях.

Известен способ работы атомной электрической станции [Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Изд. 2-е, перераб. и дополн. Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1974. - 359 с: ил.] реализующийся следующим образом: тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора главным циркуляционным насосом, направляют в парогенератор, при этом вырабатываемый в парогенераторе насыщенный пар поступает в цилиндр высокого давления паровой турбины, далее нар направляют в сепаратор-пароперегреватель, затем перегретый пар поступает в цилиндры низкого давления паровой турбины, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины передают ротору турбогенератора, в турбогенераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию, а полностью отработавший пар из паровой турбины направляется в конденсатор, где он конденсируется при охлаждении его охлаждающей водой. Образовавшийся конденсат из конденсатора перекачивают конденсатным насосом через систему регенеративных подогревателей низкого давления в деаэратор, а затем питательным насосом через систему регенеративных подогревателей высокого давления в парогенератор. В регенеративных подогревателях происходит нагрев конденсата и питательной воды паром регенеративных отборов турбины.

Недостатком аналога является малая энергетическая эффективность работы такой атомной электрической станции.

В качестве прототипа принимаем способ работы атомной электрической станции [см. пособие: «Пособие службы подготовки персонала Балаковской АЭС по эксплуатации энергоблока ВВЭР-1000».: том 5, часть 1: «Системы турбинного отделения турбоустановки К-1000-60/1500-2», стр. 231-281 // Мин. РФ по атомной энергии концерн «Росэнергоатом» служба подготовки персонала Балаковской АЭС], заключающийся в том, что тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора, главным циркуляционным насосом направляют в парогенератор, далее подают насыщенный пар из парогенератора в цилиндр высокого давления паровой турбины, далее пар направляют в сепаратор-пароперегреватель, затем перегретый пар поступает в цилиндры низкого давления паровой турбины, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины передают ротору турбогенератора, далее отработавший пар из цилиндров низкого давления паровой турбины направляют в конденсатор, образовавшийся конденсат перекачивают конденсатным насосом через систему регенеративных подогревателей низкого давления в деаэратор, а затем питательным насосом через систему регенеративных подогревателей высокого давления в парогенератор, при этом осуществляют постоянное охлаждение системы газоохлаждения турбогенератора путем циркуляции охлаждающего дистиллята через теплообменники системы водяного охлаждения обмотки статора генератора, теплообменники газоохладителей генератора и теплообменники воздухоохладителей возбудителя и выпрямителя, затем нагретый дистиллят подают в теплообменники охлаждения дистиллята.

Недостатком данного способа работы атомной электрической станции является ее малая энергетическая эффективность вследствие потерь тепловой энергии системы газоохлаждения турбогенератора с охлаждающей водой.

Задачей изобретения является разработка способа работы атомной электрической станции, позволяющего повысить КПД атомной электрической станции.

Технический результат заключается в уменьшении расхода пара из турбины на систему регенеративных подогревателей низкого давления за счет использования тепловых потерь системы газоохлаждения турбогенератора при нагреве основного конденсата в одном из подогревателей низкого давления первой ступени.

Технический результат достигается за счет способа работы атомной электрической станции, заключающегося в том, что тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора, главным циркуляционным насосом направляют в парогенератор, далее подают насыщенный пар из парогенератора в цилиндр высокого давления паровой турбины, далее пар направляют в сепаратор-пароперегреватель, затем перегретый пар поступает в цилиндры низкого давления паровой турбины, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины передают ротору турбогенератора, далее отработавший пар из цилиндров низкого давления паровой турбины направляют в конденсатор, образовавшийся конденсат перекачивают конденсатным насосом через систему регенеративных подогревателей низкого давления в деаэратор, а затем питательным насосом через систему регенеративных подогревателей высокого давления в парогенератор, при этом осуществляют постоянное охлаждение системы газоохлаждения турбогенератора путем циркуляции охлаждающего дистиллята через теплообменники системы водяного охлаждения обмотки статора генератора, теплообменники газоохладителей генератора и теплообменники воздухоохладителей возбудителя и выпрямителя, затем нагретый дистиллят подают в теплообменники охлаждения дистиллята, при этом перед подачей нагретого дистиллята в теплообменники охлаждения дистиллята его предварительно подают в теплообменник-испаритель теплового насоса, а полученную от нагретого дистиллята тепловую энергию преобразуют и подводят в теплообменник-конденсатор теплового насоса, который выполнен в едином корпусе с одним из подогревателей низкого давления первой ступени, в котором происходит нагрев части основного конденсата за счет теплоты от низкокипящего теплоносителя теплового насоса.

На фиг. представлена схема атомной электрической станции, в которой может быть реализован данный способ.

Сущность данного способа заключается в следующем: тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора, главным циркуляционным насосом направляют в парогенератор, при этом вырабатываемый в парогенераторе насыщенный пар поступает в цилиндр высокого давления паровой турбины, далее пар направляют в сепаратор-пароперегреватель, затем перегретый пар поступает в цилиндры низкого давления паровой турбины, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины передают ротору турбогенератора, полностью отработавший пар из цилиндров низкого давления паровой турбины направляют в конденсатор, где он конденсируется при охлаждении его охлаждающей водой, образовавшийся конденсат из конденсатора перекачивают конденсатным насосом через систему регенеративных подогревателей низкого давления в деаэратор, а затем питательным насосом через систему регенеративных подогревателей высокого давления в парогенератор, при этом осуществляют постоянное охлаждение системы газоохлаждения турбогенератора путем циркуляции охлаждающего дистиллята через теплообменники системы водяного охлаждения обмотки статора генератора, теплообменники газоохладителей генератора и теплообменники воздухоохладителей возбудителя и выпрямителя, далее нагретый дистиллят системы газоохлаждения турбогенератора подают в теплообменник-испаритель теплового насоса, затем дистиллят охлаждают в теплообменниках охлаждения дистиллята охлаждающей водой из системы технического водоснабжения, полученную от нагретого дистиллята тепловую энергию в теплообменнике-испарителе теплового насоса преобразуют в абсорбере теплового насоса и генераторе теплового насоса, где между генератором теплового насоса и абсорбером теплового насоса происходит тепломассообмен и преобразование энергий низкокипящего теплоносителя, далее тепловую энергию подводят в теплообменник-конденсатор теплового насоса, выполненного в едином корпусе с одним из подогревателей низкого давления первой ступени в системе регенеративных подогревателей низкого давления.

Способ реализуется атомной электрической станцией с абсорбционным тепловым насосом, изображенной на фиг., которая состоит из ядерного реактора 1, главного циркуляционного насоса 2, парогенератора 3, цилиндра высокого давления паровой турбины 4, сепаратора-пароперегревателя 5, цилиндров низкого давления паровой турбины 6, турбогенератора 7, системы газоохлаждения турбогенератора (на фиг. не обозначено), состоящей из теплообменников системы водяного охлаждения обмотки статора генератора 8, теплообменников газоохлаждения генератора 9, теплообменников охлаждения возбудителя и выпрямителя 10, теплообменников охлаждения дистиллята 11, абсорбционного теплового насоса (па фиг. не обозначен), состоящего из теплообменника-испарителя теплового насоса 12, абсорбера теплового насоса 13 и генератора теплового насоса 14, теплообменника-конденсатора теплового насоса 17, также атомная электрическая станция включает конденсатор паровой турбины 15, конденсатный насос 16, систему регенеративных подогревателей низкого давления 18, состоящую из трех подогревателей низкого давления первой ступени 19, двух подогревателей низкого давления второй ступени 20, одного подогревателя низкого давления третей ступени 21 и одного подогревателя низкого давления четвертой ступени 22, а также деаэратора 23, питательного насоса 24 и подогревателей высокого давления 25.

Рассмотрим примеры осуществления способа работы атомной электрической станции.

Пример реализации способа работы атомной электрической станции с использованием абсорбционного теплового насоса (фиг.). Тепловую энергию, отбираемую теплоносителем (на фиг. не обозначено) в активной зоне ядерного реактора 1, направляют главным циркуляционным насосом 2 в парогенератор 3, при этом вырабатываемый в парогенераторе 3 насыщенный пар подают в цилиндр высокого давления паровой турбины 4, далее пар направляют в сепаратор-пароперегреватель 5, откуда перегретый пар поступает в цилиндры низкого давления паровой турбины 6, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины передают ротору турбогенератора (на фиг. не обозначено), в турбогенераторе 7 механическая энергия преобразуется в электрическую энергию, при этом осуществляют постоянное охлаждение системы газоохлаждения турбогенератора путем циркуляции охлаждающего дистиллята через теплообменники системы водяного охлаждения обмотки статора генератора 8, теплообменники газоохладителей генератора 9, теплообменники воздухоохладителей возбудителя и выпрямителя 10, затем нагретый дистиллят подают в теплообменник-испаритель теплового насоса 12, в котором происходит испарение низкокипящего теплоносителя теплового насоса. Испарившийся низкокипящий теплоноситель теплового насоса направляется в абсорбер теплового насоса 13, между генератором теплового насоса 14 и абсорбером теплового насоса 13 происходит тепломассообмен и преобразование энергий низкокипящего теплоносителя, затем дистиллят доохлаждают в теплообменниках охлаждения дистиллята 11 охлаждающей водой из системы технического водоснабжения.

Полностью отработавший пар из цилиндров низкого давления паровой турбины 6 направляется в конденсатор паровой турбины 15, где он конденсируется при охлаждении его охлаждающей водой. Образовавшийся конденсат из конденсатора паровой турбины 15 перекачивается конденсатным насосом 16 через систему регенеративных подогревателей низкого давления 18, состоящую из трех подогревателей низкого давления первой ступени 19, при этом к теплообменнику конденсатору теплового насоса 17, выполненному в едином корпусе с одним из подогревателей низкого давления первой ступени 19, подводится тепловая энергия от низкокипящего теплоносителя теплового насоса, полученная от дистиллята системы газоохлаждения турбогенератора, тем самым достигается технический результат, затем конденсат подогревается в двух подогревателях низкого давления второй ступени 20, одном подогревателе низкого давления третей ступени 21 и одном подогревателе низкого давления четвертой ступени 22, деаэрируется в деаэраторе 24, затем питательным насосом 23 подается в подогреватели высокого давления 25 и далее в парогенератор 3.

Способ работы атомной электрической станции, заключающийся в том, что тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора, главным циркуляционным насосом направляют в парогенератор, далее подают насыщенный пар из парогенератора в цилиндр высокого давления паровой турбины, далее пар направляют в сепаратор-пароперегреватель, затем перегретый пар поступает в цилиндры низкого давления паровой турбины, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины передают ротору турбогенератора, далее отработавший пар из цилиндров низкого давления паровой турбины направляют в конденсатор, образовавшийся конденсат перекачивают конденсатным насосом через систему регенеративных подогревателей низкого давления в деаэратор, а затем питательным насосом через систему регенеративных подогревателей высокого давления в парогенератор, при этом осуществляют постоянное охлаждение системы газоохлаждения турбогенератора путем циркуляции охлаждающего дистиллята через теплообменники системы водяного охлаждения обмотки статора генератора, теплообменники газоохладителей генератора и теплообменники воздухоохладителей возбудителя и выпрямителя, затем нагретый дистиллят подают в теплообменники охлаждения дистиллята, отличающийся тем, что перед подачей нагретого дистиллята в теплообменники охлаждения дистиллята его предварительно подают в теплообменник-испаритель теплового насоса, а полученную от нагретого дистиллята тепловую энергию преобразуют и подводят в теплообменник-конденсатор теплового насоса, который выполнен в едином корпусе с одним из подогревателей низкого давления первой ступени, в котором происходит нагрев части основного конденсата за счет теплоты от низкокипящего теплоносителя теплового насоса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установкам промысловой подготовки нефти для нагрева нефтяной продукции скважин и воды с использованием тепла, полученного при сгорании природного, попутного нефтяного газа или их смеси.

Изобретение относится к энергетике. Система тестирования показателя работы паровой турбины включает по меньшей мере одно компьютерное устройство, включающее нейронную сеть, сформированную с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины и предварительных данных, собранных от паровой турбины; устройство тестирования сети для тестирования упомянутой нейронной сети с использованием данных тестирования; вычислитель текущего показателя работы для вычисления текущего показателя работы упомянутой паровой турбины на основе эксплуатационных данных паровой турбины; и вычислитель прогнозируемого показателя работы для вычисления прогнозируемого показателя работы паровой турбины на основе текущего показателя работы.

Изобретение относится к энергетике. При эксплуатации паротурбинной установки, характеризующейся чередующимися режимами работы и простоя, в период простоя конденсатор с межтрубным и внутритрубным пространствами и очищенными от отложений латунными трубками отключают от системы оборотного водоснабжения и подключают к внутритрубному пространству конденсатора внешний источник горячей химически обессоленной воды, к межтрубному пространству конденсатора источник пара.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения.

Изобретение относится к энергетике. Высокотемпературная паросиловая установка докритического давления содержит систему топочного котла, генераторную систему паровой турбины и систему конденсата и питательной воды, причем параметры пара, вырабатываемого в системе котла и подаваемого в генераторную систему паровой турбины, являются докритическим давлением и высокой температурой - температура на входе турбины 593°С или выше.

Изобретение относится к энергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция, содержащая котельную установку, производящую пар высоких параметров, паротурбинную установку, преобразующую теплоту пара в механическую энергию, и электрические устройства, обеспечивающие выработку электроэнергии потребителю, причём ороситель градирни содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов, или выполнен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, трубы в модуле расположены наклонно, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки труб.

Изобретение относится к способам выработки электроэнергии. Способ выработки электроэнергии путем сжигания углеродосодержащих топлив и захвата CO2, в котором рециркулируемую охлаждающую воду из охладителя прямого контакта в трубе (16) рециркуляции охлаждают в теплообменнике (17), который расположен в трубе (16) рециркуляции.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения.

Изобретение относится к энергетике. Термодинамический цикл насыщенного пара или слабо перегретого пара для электростанции, содержащей по меньшей мере один ядерный источник энергии и турбину, имеющую один модуль высокого давления, один модуль среднего давления и один модуль низкого давления, при этом пар протекает последовательно через модули высокого давления, среднего давления и низкого давления.

Изобретение относится к энергетике, в частности к установкам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и для автономного энергоснабжения различных объектов.

Изобретение относится к области генерации солнечной тепловой энергии, а более конкретно к устройству/системе генерации тепловой мощности, содержащему солнечные термоколлекторы желобкового типа, заполненные водой, а также к способу генерации мощности, использующему подобное устройство/систему. Солнечная энергетическая трубка с автоматической выдержкой и сбором тепла содержит стеклянную трубку (1b2) и поглотительную трубку (1b3), покрытую теплопоглощающим слоем, нанесенным на нее, между стеклянной трубкой (1b2) и поглотительной трубкой (1b3) существует вакуум. Отражательная пластина (1b4) способна обеспечить текучей среде в поглотительной трубке (1b3) поочередно поток вверх и вниз во внутренней камере поглотительной трубки (1b3), разделительная пластина (1b4) представляет собой спиральную форму и фиксируется в поглотительной трубке (1b3). Также раскрыта система генерации тепловой мощности и технология, использующая дополнительный свет и генерацию тепловой мощности при воздействии погодных условий и поддерживающая устойчивую генерацию мощности в ночное время или когда нет достаточного солнечного света. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Технический результат данной группы изобретений - существенное повышение термодинамического КПД силовой установки и парогазогенератора за счет понижения потерь тепловой энергии сжигаемого топлива, отводимой вовне через систему охлаждения и вместе с выхлопными газами. Заявляемая силовая установка может работать с различными парогазовыми установками, обеспечивающими постоянную или цикличную выдачу на выходе парогазовой смеси. Второе самостоятельное техническое решение - парогазогенератор возможно использовать как в составе силовых установок, так и самостоятельно. Согласно второму техническому решению, рабочее тело, участвующее в выполнении работы в многосекционной расширительной машине, формируется за счет сжигания топлива и смешения продуктов сгорания с паром из жидкости, нагретой в парогенераторе, установленном в камере сгорания. За счет управления процессом образования парогазовой смеси контроллером имеется возможность получения рабочего тела в камере сгорания с различными параметрами, в том числе с различной температурой, которую понижают не ниже точки росы. В силовой установке рабочее тело из парогазогенератора постоянно или циклически выдается в ресивер парогазовой смеси и затем поступает в многосекционную расширительную машину, где максимально расширяется, вращая вал отбора мощности. Последняя из секций многосекционной расширительной машины выполняет функцию вакуумного насоса и через нее в емкость для сбора конденсата собирается оставшийся конденсат с продуктами сгорания, из которого можно выделять воду и пускать ее в повторное использование, а оставшиеся продукты сгорания топлива собирать на станциях обслуживания. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Предложена паротурбинная установка, включающая пароперегреватель котла, главный паропровод с запорным органом, соединяющий пароперегреватель с турбиной, соединенной выхлопным патрубком с конденсатором, и сбросной трубопровод с размещенным на нем редукционно-охладительным устройством, соединяющий главный паропровод с выхлопным патрубком в обход запорного органа и турбины, и включающая также пусковой байпас с пусковыми вентилями. При этом сепараторы твердых частиц расположены на сбросном трубопроводе перед редукционно-охладительным устройством и на пусковом байпасе перед пусковыми вентилями. Расположение сепараторов на сбросном паропроводе и на пусковом байпасе - вне главного паропровода - исключает потери давления в паровом тракте в режиме выработки турбиной электрической и тепловой нагрузки, что обеспечивает высокую экономичность энергоблока. Кроме того, наличие сепаратора на сбросном трубопроводе обеспечивает улавливание большей части окалины при продувке котла в конденсатор при закрытом запорном органе, а наличие второго сепаратора на байпасе запорного органа при его открытии для подачи пара в турбину в процессе пуска обеспечивает улавливание остатков окалины из застойных участков главного паропровода между его соединениями со сбросным трубопроводом и байпасом запорного органа, что предотвращает абразивную эрозию лопаток и уплотнений и повышает эксплуатационную надежность энергоблока. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную экономичность и надежность энергоблока. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в энергетике, водоочистке, топливной промышленности. Система для производства электроэнергии и очищенной воды включает в себя: i) оборудование для получения электроэнергии, преобразованной из солнечного излучения; ii) оборудование для получения электроэнергии из биотоплива; iii) оборудование для очистки воды; iv) оборудование для орошения и выращивания сельскохозяйственных культур; v) оборудование для производства биотоплива, в которой по меньшей мере один выходной продукт от оборудования для производства электроэнергии питает оборудование для очистки воды, которая используется в оборудовании для орошения и выращивания сельскохозяйственных культур, по крайней мере некоторые из которых или их остатки используются в оборудовании для производства биотоплива, служащего сырьем оборудования для производства электроэнергии из биотоплива, а компост для выращивания сельскохозяйственных культур получен из побочного продукта от производства биотоплива. Способ производства электроэнергии и очищенной воды включает стадию обеспечения системы для производства электроэнергии и очищенной воды и стадию производства электричества и очищенной воды. Изобретение не требует привлечения поступающих извне энергоносителей, позволяет увеличить производительность системы, снизить уровень содержания углерода в атмосферных выбросах, улучшить качество грунтовой воды и регенерация земель. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Способ работы атомной электрической станции заключается в том, что тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора, главным циркуляционным насосом направляют в парогенератор, далее подают насыщенный пар из парогенератора в паровую турбину и передают механическую энергию вращения вала паровой турбины ротору турбогенератора, при этом отработавший пар из паровой турбины направляют в конденсатор, образовавшийся в конденсаторе паровой турбины конденсат перекачивают конденсатным насосом через систему регенеративных подогревателей низкого давления в деаэратор, а затем питательным насосом через систему регенеративных подогревателей высокого давления в парогенератор, при этом осуществляют постоянное охлаждение системы газоохлаждения турбогенератора путем циркуляции охлаждающего дистиллята, затем нагретый дистиллят системы газоохлаждения турбогенератора подают в теплообменник-испаритель теплового насоса, далее нагретый дистиллят направляют в теплообменники охлаждения дистиллята, а полученную в теплообменнике-испарителе теплового насоса тепловую энергию преобразуют и подводят в теплообменник-конденсатор теплового насоса, который выполнен в едином корпусе с одним из подогревателей низкого давления первой ступени, в котором происходит нагрев части основного конденсата за счет теплоты от низкокипящего теплоносителя теплового насоса. Изобретение позволяет уменьшить расхода пара из турбины на систему регенеративных подогревателей низкого давления за счет использования тепловых потерь системы газоохлаждения турбогенератора при нагреве основного конденсата в одном из подогревателей низкого давления первой ступени. 1 ил.

Наверх