Расчет принципиальной тепловой схемы турбины К-1000-60, оценка технико-экономических показателей работы энергоблока

Тепловая схема энергоблока. Параметры пара в отборах турбины. Построение процесса в hs-диаграмме. Сводная таблица параметров пара и воды. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Расчет дэаэратора и сетевой установки.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 17.09.2012
Размер файла 767,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Принципиальная тепловая схема электростанции определяет основное содержание технологического процесса преобразования тепловой энергии на электростанции. Она включает основное и вспомогательное теплоэнергетическое оборудование, участвующее в осуществлении этого процесса, и входящее в состав пароводяного тракта электростанции.

На чертеже, изображающем принципиальную тепловую схему, показывают теплоэнергетическое оборудование вместе с трубопроводами пара и воды (конденсата), связывающими это оборудование в единую установку. Принципиальная тепловая схема изображается обычно как одноагрегатная и однолинейная схема.

В состав ПТС, кроме основных агрегатов и связывающих их линий пара и воды, входят регенеративные подогреватели высокого и низкого давления с охладителями пара и дренажей, сетевые подогревательные установки, деаэраторы питательной и добавочной воды, трубопроводы отборов пара от турбин к подогревателям, питательные, конденсатные и дренажные насосы, линии основного конденсата и дренажей, добавочной воды.

ПТС является основной расчетной технологической схемой проектируемой электростанции, позволяющей по заданным энергетическим нагрузкам определить расходы пара и воды во всех частях установки, ее энергетические показатели.

На основе расчета ПТС определяют технические характеристики и выбирают тепловое оборудование, разрабатывают развернутую (детальную) тепловую схему энергоблоков и электростанции в целом.

1. Тепловая схема энергоблока

2. Начальные данные

Для расчета принимаем следующие исходные данные:

P0=6 МПа; Х0=1; Рк=3.5кПа; Q=20 МВт; tпп=t0; N=1000 МВт.

Данные по состоянию пара в отборах турбины приведены в таблице 2.1.

Параметры пара в отборах турбины таблица 2.1

№ отбора

Подогреватель

P, Мпа

1

ПВД 7

2,87

2

ПВД 6

1,822

3

ПВД 5

1,122

31

Деаэратор

1,122

32

турбопривод

1,065

4

ПНД 4

0,582

5

ПНД 3

0,312

6

ПНД 2

0,08

7

ПНД 1

0,021

3. Построение процесса в hs-диаграмме

1. Принимаем потери в регулирующих клапанах ЦВД - 3%, в сепараторе влаги - 2%;

2. Вычисляем внутренний относительный в КПД: ЦВД - 0,77; ЦНД - 0,81.

3.Уточняем давление в подогревателях:

Рпj=Pj-Р,

где Р - потери давления в паропроводах отборов, принимаем 6 %.

4. Температура воды в подогревателях:

tв=tн-t,

где t - температурный напор, принимаем 3 оС.

5. Принимаем давление воды pf питательным насосом:

Рв=1,30 Ро=1,30 6.0=7,8 МПа.

6. Давление в дэаэраторе принимаем равным P=0.65МПа.

Строим процесс расширения в h-s диаграмме:

Рис.2.1 Процесс расширения в hs-диаграмме

4. Сводная таблица параметров пара и воды

Наименование величины

Точки процесса

0

0'

1(П7)

2(П6)

3(П5)

4(Д)

5(C)

6(ПП)

7(ТП)

8(П4)

9(П3)

10(П2)

11(П1)

12(КТП)

13(К)

Давление в патрубке отбора турбины рi ,МПа

6.0

5.76

2.87

1.82

1.122

1.122

1.122

-

0.88

0.58

0.31

0.08

0.021

0.006

0.0035

Давление в корпусе подогревателя рпi, Мпа

-

-

2.76

1.73

1.06

0.65

1.09

0.98

-

0.54

0.285

0.073

0.019

-

-

Температура пара ti ,°C и х, (если пар влажный)

t,C

-

-

229

205

182

162

183

275

275

155

131

90

59

-

-

X

1

0.995

0.94

0.92

0.9

0.9

0.99

-

-

-

-

0.995

0.96

0.91

0.91

Энтальпия пара в отборе турбины hi, кДж/кг

2785

2785

2688

2640

2580

2580

2764

2996

-

2924

2848

2680

2536

2380

2368

Температура насыщения в подогревателе tнi, °С

-

-

229

205

182

162

-

-

-

155

131

90

59

36

28

Энтальпия насыщенной водыhBнi, кДж/кг

-

-

986

875

772

684.2

-

-

-

653

551

386

247

151.5

111.84

Температура дренажа за охладителем дренажа tiдр,°C

-

-

205

182

162

-

-

-

-

131

90

62

59

-

-

Энтальпия дренажа за охладителем дренажа hBiдр, кДж/кг

-

-

875

772

684.2

-

781

1197

550.6

377

255.3

247

-

-

Температура нагреваемой воды после подогревателя tпi, °C

-

-

224

200

177

157

-

-

-

152

128

87

56

-

-

Энтальпия нагреваемой воды после подогревателя hBпi , кДж/кг

-

-

962

852.4

750

662.4

-

-

-

641

538

364.32

234.35

-

-

5. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы

Расчет сепаратора-пароперегревателя.

Примем б0=1.

Рис.2.2 Схема сепаратора-пароперегревателя.

Тепловой баланс СПП:

(2.3)

(2.4)

Расчет ПВД

Рис. 2.3 Схема ПВД.

энергоблок турбина тепловой схема

Энтальпия питательной воды на входе в ПВД-3(П5) определяется с учетом нагрева ее в питательном насосе:

.

Повышение энтальпии воды в питательном насосе:

где - удельный объем воды при температуре насыщения в дэаэраторе,

- давление питательной воды

- давление в дэаэроторе

- КПД насоса, принимаем равным 0.8

Тогда энтальпия питательной воды на входе в ПВД-3 будет равен:

Уравнение баланса для П7:

(2.5)

Уравнение баланса для П6:

(2.6)

Уравнение баланса для П5:

(2.7)

Расчет дэаэратора.

Составим систему уравнений материального и теплового баланса:

где - расход выпара из дэаэратора и его энтальпия. Оптимальный расход выпара примем равным 2.5 кг на одну тонну дэаэрируемой воды. Т.О.

,

=2760 кДж/кг.

Решая эту систему получим:

Рассчитываем в явном виде определяющее значение расхода пара через промежуточный перегреватель:

Определяем значения величин выраженных через :

Расчёт ТП

Уравнение мощности для насоса:

Мощность турбопривода:

Где - КПД насоса принимаем равным =0.8;

- механический КПД турбины = 0.99; - удельный объем воды м3/т;

Расчет сетевой установки.

Расход сетевой воды на ТЭС:

Gсв = Qт /(с t) = 72 103 / (4,19 (140-70)) = 245.5 т/ч,

где t - разность температур сетевой воды в подающей и обратной магистрали,

с - теплоемкость воды,

с = 4,19 кДж/(кг °C),

Qт - общая тепловая нагрузка

Qт =72 ГДж/ч.

Определение температуры t1 и t2

t1 = t6 - =90 - 4=86

t2 = t5 - = 131- 4 = 127

t3 = t4 - = 155 - 4 = 151

Определение температуры, давления и энтальпии насыщенного пара, идущего на сетевые подогреватели:

t1он = 90°С;

t2он = 131°С;

t3он = 155 °С;

по [3] определяются давления пара в корпусе подогревателя по найденным t1он, t2он ,t3он:

р1о = 0.07 МПа,

р2о = 0, 278 МПа.

р3о = 0, 54 МПа.

пo h,s-диаграмме определяются энтальпии:

h6 = 2680 кДж/кг,

h5 = 2848 кДж/кг.

h4 = 2924 кДж/кг.

Энтальпии конденсата греющего пара находятся по [3]:

h1ок = 386 кДж/кг,

h2ок = 551 кДж/кг.

h3ок = 653.3 кДж/кг.

Уравнение теплового баланса третьего сетевого подогревателя:

= =11.03т /ч

Уравнение теплового баланса второго сетевого подогревателя:

= =17.56т/ч

Уравнение теплового баланса первого сетевого подогревателя:

= =5.8т /ч

Составление теплового баланса для подогревателей низкого давления. 5.6.1 Расчет П4.

Составим уравнения теплового баланса для П4:

;

Откуда находим:

Расчет П3.

Составим уравнения теплового баланса для П3:

;

Откуда находим:

0.05

Расчет П2

Составим уравнения теплового баланса для П2:

;

Откуда находим:

Расчет П1

Составим уравнения теплового баланса для П1 и См:

Откуда находим:, и

Контроль материального баланса пара и конденсата.

Пропуск пара в конденсатор главной турбины:

Поток конденсата из главной турбины:

Погрешность сведения материального баланса пара и конденсата

,что допустимо.

Определим расход пара на отдельные отборы:

Сводная таблица материального и теплового баланса.

Номер отбора

Величина потока,кг/с

Используемый в потоке теплоперепад, кДж/кг

Внутренняя мощность потока, МВт

1

79.5

97

7.7

2

83.2

145

12.6

3

48.8

205

10

Дэаэратор

11.7

205

2.4

Сепаратор

112.1

205

22.9

Турбопривод

30.75

205

6.3

Перегреватель

166.4

-

-

4

61.4

277

17

5

95.27

353

33.6

6

70.3

521

36.6

7

39.8

665

26.5

К

1025.7

821

842.1

У

1806

987.7

Суммарная мощность потоков пара в турбине УНi = 987.7МВт. Расхождение с предварительно заданной мощностью составляет 0,77% < 1 %.

6. Определение технико-экономических показателей энергоустановки

1. Расход тепла турбогенераторной установки:

2. Удельный расход пара на турбину:

3. Расход теплоты на выработку электроэнергии :

4. Удельный расход теплоты на выработку электроэнергии:

5. КПД по выработке электроэнергии:

6. Абсолютный КПД турбоустановки:

7. Тепловая нагрузка парогенератора:

8. КПД транспорта теплоты второго контура:

9. КПД АЭС брутто:

10.Тепловая мощность реактора:

11.Удельный расход выгоревшего ядерного топлива:

12.Годовая потребность в ядерном топливе:

7. Выбор основного и вспомогательного оборудования

Питательные насосы выбираем на подачу питательной воды при максимальной мощности установки с запасом 5 %:

Gпн=1,05 Gпв=1,056512=6838 т/ч. (7.1)

Выбираем два питательных турбонасоса 50 % производительности с одним резервным на складе типа ПНТ-3750-100.

Конденсатные насосы выбираем по максимальному расходу пара в конденсатор с запасом:

Gкн=1,2 Gк=1,23690=4428 т/ч. (7.2)

Выбираем два рабочих насоса 50 % производительности и один резервный типа КСВА-2200-120.

Подогреватели высокого давления в количестве четырёх штук типа ПВ-2500-97-18-А.

Сетевые подогреватели

Производительность подогревателей сетевой воды выбирается по величине тепловой нагрузки Qсп. Исходя из величины тепловой нагрузки, по уравнению теплопередачи определяется необходимая поверхность теплообменника сетевого подогревателя:

F = Qсп 103 / k /tcp

где Qсп -- тепловая нагрузка сетевого подогревателя, МВт:

Qсп = Qт / 3 = 20 / 3 = 6.67МВт;

k - коэффициент теплопередачи в сетевом подогревателе, кВт/м2°С:

k = 3,5 кBт/м2°C;

tcp - средняя логарифмическая разность температур, °С:

tcp1 = t / ln ((t1 + tсп) /tсп) = 16 / ln ((16+4) / 4) = 9.94 °C,

tcp2 = t / ln ((t2 + tсп) /tсп) = 41 / ln ((41+4) / 4) = 16.9 °C

tcp1 = t / ln ((t3 + tсп) /tсп) = 24 / ln ((24+4) / 4) = 12.33 °C

где t - нагрев сетевой воды в сетевом подогревателе, °С:

t1 = t1-to6p=86-70=16°C.

t2 = t2-t1=127-86=41°C

t3 = t1-to6p=151-127=24°C

F1 = 6.67 *103/ 3,5 / 9.94 = 191.7м3.

F2 = 6.67 *103/ 3,5 / 16.9 = 112.8м3.

F3 = 6.67 *103/ 3,5 / 12.33 = 154.6м3.

В качестве ПСВ-1 и ПСВ-3 по поверхности теплообмена и давлению греющего пара принимаем к установке сетевой подогреватель типа ПСВ-200-7-15;в качестве ПСВ-2 принимаем подогреватель типа ПСВ-125-7-15.

Выводы

В курсовом проекте произведён расчёт принципиальной тепловой схемы турбины К-1000-60, выбор основного и вспомогательного оборудования и произведена оценка технико-экономических показателей работы энергоблока.

На основании проделанной работы можно сделать выводы о работе энергоблока: КПД турбоустановки получили равный 0,305.

Литература

1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. -- М: Энергоатомиздат, 1987 - 448 с.

2. Методические указания для выполнения расчётных работ по дисциплине "Теплоэнергетические установки электростанций".-Минск, 1989.- 43с.

3. С.Л. Ривкин, А.А. Александров " Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник".-М.: Энергоатомиздат, 1984.- 80 с.

4. "Паровые и газовые турбины. Курсовое проектирование." А.М. Леонков.- М.: Минск “Вышэйшая школа”, 1986.-182с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Определение параметров и расходов пара и воды на электростанции. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Предварительная оценка расхода пара на турбину.

    курсовая работа [93,6 K], добавлен 05.12.2012

  • Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.

    курсовая работа [146,5 K], добавлен 09.08.2012

  • Тепловая схема энергоблока. Построение процесса расширения пара, определение его расхода на турбину. Расчет сетевой подогревательной установки. Составление теплового баланса. Вычисление КПД турбоустановки и энергоблока. Выбор насосов и деаэраторов.

    курсовая работа [181,0 K], добавлен 11.03.2013

  • Построение процесса расширения пара в турбине в h-S диаграмме. Составление сводной таблицы параметров пара и воды. Составление материальных и тепловых балансов всех элементов схемы. Расчет показателей тепловой экономичности атомной электрической станции.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 08.11.2015

  • Расчет процесса расширения и расхода пара на турбину энергоблока. Определение расхода питательной воды на котельный агрегат. Особенности расчета регенеративной схемы, технико-экономических показателей тепловой схемы. Определение расчетной нагрузки.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.12.2011

  • Описание принципиальной тепловой схемы энергоустановки. Тепловой баланс парогенератора, порядок и принципы его составления. Параметры пара в узловых точках тепловой схемы. Расчет теплоты и работы цикла ПТУ, показателей тепловой экономичности энергоблока.

    курсовая работа [493,1 K], добавлен 22.09.2011

  • Выбор и обоснование принципиальной тепловой схемы блока. Составление баланса основных потоков пара и воды. Основные характеристики турбины. Построение процесса расширения пара в турбине на hs- диаграмме. Расчет поверхностей нагрева котла-утилизатора.

    курсовая работа [192,9 K], добавлен 25.12.2012

  • Процесс расширения пара в турбине. Определение расходов острого пара и питательной воды. Расчет элементов тепловой схемы. Решение матрицы методом Крамера. Код программы и вывод результатов машинных вычислений. Технико-экономические показатели энергоблока.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 19.03.2014

  • Расчет паровой турбины, параметры основных элементов принципиальной схемы паротурбинной установки и предварительное построение теплового процесса расширения пара в турбине в h-s-диаграмме. Экономические показатели паротурбинной установки с регенерацией.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.07.2013

  • Расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока К-330 ТЭС. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Расчет подогревателя ПН-1000-29-7-III низкого давления с охладителем пара. Сравнение схем включения ПНД в систему регенеративного подогрева.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 07.08.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.