ТЕПЛОРАСХОДНАЯ ДИАГРАММА ПАРА И КОНДЕНСАТА ДЛЯ АНАЛИЗА РЕЖИМОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

Аннотация

В настоящее время актуальными становятся вопросы рационального использования паротурбинных установок плавучих объектов с ядерной энергетической установкой, предназначенных для генерации тепловой и электрической энергии на внешнее потребление. Это связано с тем, что в ближайшее время будет введена в эксплуатацию первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция «Академик Ломоносов». Специфика размещения таких объектов в труднодоступных регионах с дефицитом тепловой и электрической энергии выдвигает задачи по оптимальному использованию ядерной энергии от плавучих объектов в новых условиях. При этом накоплен определенный опыт рационального применения теплофикационных паротурбинных установок в составе больших энергетических систем. До сих пор не рассматривалась возможность использования таких установок в составе малых замкнутых энергетических систем (кластерах). В предлагаемой статье формируется подход к пониманию особенностей новых задач, которые стоят перед эксплуатационным персоналом плавучих объектов с ядерной энергетической установкой. Анализируются различные подходы к определению эффективности теплофикационных установок при отпуске комбинированной энергии. Для проведения анализа предлагается использовать теплорасходную диаграмму пара и конденсата, обеспечивающую визуализацию тепловых и материальных балансов для различных режимов использования комбинированной энергии паротурбинной установки. Обсуждается эффективность применения теплорасходной диаграммы на примере паротурбинной установки плавучего энергоблока «Академик Ломоносов». При этом рассматриваются три базовых расчетных режима работы паротурбинной установки: конденсатный номинальный, теплофикационный номинальный, конденсатный максимальный. Сопоставляются теплорасходные диаграммы для конденсатного номинального и теплофикационного номинального режимов. На основании сопоставления теплорасходных диаграмм делаются выводы об эффективности использования теплоты, полученной от ядерного реактора, для использования на внешнее потребление.

Ключевые слова

плавучий объект, ядерная энергетическая установка, плавучий энергоблок, кластер, теплофикационная установка, электрическая энергия, тепловая энергия, эффективность теплофикационных установок, регулируемый отбор пара, поворотная диафрагма, давление в отборе, пар, конденсат, диаграмма

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Михеев В. Л. Арктика - важнейший оплот геополитики России / В. Л. Михеев, В. И. Королёв, А. Ю. Ластовцев // Вестник Совета Федерации. - 2010. - № 4. - С. 42-47.
Барышников С. О. Подготовка кадров для плавучих объектов с ядерной установкой в ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова / С. О. Барышников, В. И. Королёв, А. Ю. Ластовцев // Атомный проект. - 2014. - № 19. - С. 19-20.
Королев В. И. Успешное продвижение ПАТЭС в России и мире возможно при изменении подхода к проектированию и нормативно-правовой документации / В. И. Королев, В. Л. Михеев, А. Ю. Ластовцев// Материалы тезисов науч.-техн. конф. проф.-преп. сост., науч. сотр. и курсантов. - СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2011. - С. 348-349.
Иванов В. А. Режимы мощных паротурбинных установок: монография / В. А. Иванов. - Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 248 с.
Королёв В. И. Особенности формирования и теплового расчета пароконденсатного цикла судов и плавучих энергоблоков с ядерной энергетической установкой / В. И. Королев, И. И. Костылев, А. Ю. Ластовцев. - СПб.: Бэлл, 2006. - 208 с.
Боровков В. М. Тепловые схемы ТЭС и АЭС / В. М. Боровков, О. И. Демидов, С. А. Казаров. - СПб.: Энергоатомиздат, 1995. - 392 с.
Волков Э. П. Энергетические установки электростанций: учебник для вузов / Э. П. Волков, В. А. Ведяев, В. И. Обрезков. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 280 с.
Елизаров Д. П. Теплотехнические установки электростанций / Д. П. Елизаров. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - 264 с.
Ротов П. В. Сравнение показателей энергетической эффективности ТЭЦ при количественном и качественном регулировании тепловой нагрузки / П. В. Ротов // Электрические станции. - 2015. - № 10 (1011). - С. 19-23.
Шарапов В. И. Об одной из возможностей повышения энергетической эффективности теплофикационных турбоустановок / В. И. Шарапов // Энергетик. - 2014. - № 8. - С. 51-53.
Королёв В. И. Анализ технических решений, влияющих на интенсивность эрозионных процессов в проточной части турбины ТК-35/38-3,4с / В. И. Королёв, А. Ю. Ластовцев, Е. И. Гаврилов // Эксплуатация морского транспорта. - 2010. - № 3 (61). - С. 47-52.
Назаров В. И. Анализ привлечения ТЭЦ, работающей по тепловому графику, к прохождению провалов графиков электрической нагрузки / В. И. Назаров, Л. А. Тарасевич, П. В. Назаров // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2013. - № 5. - С. 56-64.
Шубенко А. Л. Рациональные режимы эксплуатации теплофикационных турбин с одноступенчатым подогревом сетевой воды / А. Л. Шубенко, О. А. Бабенко // Технические науки - от теории к практике. - 2013. - № 27 (1). - С. 139-145.
Орлов М. Е. Повышение надежности и энергетической эффективности теплофикационных систем / М. Е. Орлов, П. В. Ротов, В. И. Шарапов // Надежность и безопасность энергетики. - 2012. - № 1 (16). - С. 22-26.
Шарапов В. И. Проблемы оптимизации работы городских теплофикационных систем / В. И. Шарапов, М. М. Замалеев, П. Е. Чаукин // Надежность и безопасность энергетики. - 2015. - № 1 (28). - С. 76-79.
Лившиц М. Ю. Повышение мощности и экономичности ТЭЦ с открытой теплофикационной системой / М. Ю. Лившиц, Л. П. Шелудько // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2015. - № 1 (45). - С. 123-130.
Королёв В. И. Использование тепловых насосов для повышения эффективности работы ПАТЭС при теплоснабжении населенных пунктов / В. И. Королёв, А. Ю. Ластовцев, А. В. Терентьев // Материалы тезисов науч.-техн. конф. проф.-преп. сост., науч. сотр. и курсантов. - СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2010. - С. 295-298.
Батенин В. М. Термодинамическая оценка возможности повышения экономичности теплофикационных турбин с использованием теплового насоса, работающего на водяном паре / В. М. Батенин [и др.] // Теплоэнергетика. - 2016. - № 1. - С. 3. DOI: 10.1134/S0040363616010021.

Об авторах

Королёв Владимир Ильич - кандидат технических наук, профессор

vlikor2007@yandex.ru. kaf_snef@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова