Разработка и расчёт тепловой схемы энергоблока ВВЭР 1200 с тремя ПВД

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

На основании сведений из литературы о прототипах тепловых схем энергоблоков АЭС, исходя из индивидуального задания, определено количество, и распределение давления пара в отборах из цилиндров турбоагрегата, принята каскадной система слива дренажей для ПВД, определены номера отборов пара на сетевые подогреватели и место возврата дренажа из них в конденсатный тракт. Все эти решения обоснованы и описаны далее в настоящей записке. Выполнен чертеж принципиальной схемы, построена h.s-диаграмма процесса расширения пара в турбине, вычислен КПД и установлены необходимые площади теплообмена.

Количество страниц - 50, рисунок - 1, таблиц - 8, источников литературы - 15, а также количество листов графической части КП - 2 формата А1.



Оглавление

Список сокращений

Введение

1. Разработка и расчёт тепловой схемы энергоблока с реактором ВВЭР-1200

1.1 Процесс расширения в турбине

1.2 Параметры сред в теплообменниках

1.3 Метод относительных расходов

1.4 Тепловой и материальный баланс СПП

1.5 Тепловой и материальный баланс ПВД

1.6 Тепловой и материальный баланс ПНД и деаэратора

1.7 Питательный насос

1.8 Материальный баланс турбоустановки

1.9 Тепловые балансы ТФУ

1.10 Итоговая система уравнений

1.11 Технико-экономические показатели ЯЭУ

1.12 Расчёт оборудования ЯЭУ

2. Радиационно - техническое обследование источников выбросов радиоактивных веществ Ростовской АЭС

2.1 Характеристика Ростовской АЭС как источника выбросов радиоактивных веществ в атмосферу

2.2 Радиационный мониторинг окружающей среды в районе расположения Ростовской АЭС

Заключение

Список используемой литературы



Список сокращений

АЭС - атомная электрическая станция

ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор

ЯЭУ - ядерная энергетическая установка

ОП - охладитель пара

ПВД - подогреватель высокого давления

ПНД - подогреватель низкого давления

ЦВД - цилиндр высокого давления

ЦНД - цилиндр низкого давления

ТФУ - теплофикационная установка

СРК - стопорный регулирующий клапан

ПП - пароперегреватель

СПП - сепаратор пароперегреватель

ПН - питательный насос

Д - деаэратор

ПГ - парогенератор

Б - бойлер

ОД - охладитель дренажа

КПД - коэффициент полезного действия

АС - атомная станция

АСКРО - автоматизированная система контроля радиационной обстановки

ББ - брызгальные бассейны

ДВ - допустимый выброс

ДЖН - долгоживущие нуклиды

ЗН - зона наблюдения

ИРГ - инертные радиоактивные газы

МДА - минимально детектируемая активность

МП - методика пробоотбора

НПИ - нижний предел измерения

ОРБ - отдел радиационной обстановки

ПДВ - предельно допустимый выброс

ППН - пункт постоянного наблюдения

РАЭС - Ростовская АЭС

РВ - радиоактивные вещества

РК - радиационный контроль

РКОС - радиационный контроль окружающей среды

РУ - реакторная установка

САРК - система акредитации лабораторий РК

СЗЗ - санитарно-защитная зона

ТЛД - термолюминисцентный дозиметр



Введение

Тема проекта «Разработка и расчёт тепловой схемы энергоблокаВВЭР_1200 с тремя ПВД».

Целью курсовой работы является: расчёт процесса расширения пара в отсеках турбины и построение h,s-диаграммы, определение параметров воды и пара в тепловой схеме, расчёт тепловых и материальных балансов, определение показателей турбоустановки, определение среднелогарифмических температурных напоров, определение необходимой площади теплообмена.



1. Разработка и расчёт тепловой схемы энергоблока с реактором ВВЭР-1200

1.1 Процесс расширения в турбине

Определим температуру конденсации пара в конденсаторе

,

где t_ов2 - температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора.

Недогрев охлаждающей воды в конденсаторе примем

Температуру воды на выходе из конденсатора можно найти из теплового баланса конденсатора:

,

где m - кратность охлаждения, С_р - средняя теплоёмкость охлаждающей воды, [кДж/(кг?К)], Дh_к - разность энтальпий между паром на входе в конденсатор и сконденсировавшейся водой:

Давление в конденсаторе соответствует температуре насыщения t_к:

Распределим нагрев питательной воды по ступеням.

Подогрев питательной воды в тракте высокого давления:

где t_д - температура насыщения при давлении в деаэраторе:

Подогрев основного конденсата в тракте низкого давления

где t_ок - температура основного конденсата на входе в деаэратор:

,

где ?t_д - подогрев основного конденсата в деаэраторе; принимается предварительно:

t_к' - это температура воды перед первым ПНД, прошедшей через конденсатные насосы, холодильники эжекторов и другое оборудование низкопотенциальной части тракта конденсата.

Принимаем:

Подогрев питательной воды в каждом ПВД:

Подогрев основного конденсата в каждом ПНД:

Температура воды за подогревателями низкого давления:

,

,

,

Температура воды за подогревателями высокого давления:

,

Зададимся значениями и - недогрева воды до температуры насыщения. Для ПВД и = 3 °С, для ПНД и = 2,0 °С.

Температуру насыщения t_sj в j-том подогревателе определим:

Определим давления пара в отборах. Соответствующее давление отбора следует вычислить с учётом потерь давления в линии отбора

Таблица 1 - Определение давления в отборах

Подогреватель	Температура основного конденсата/ питательной воды за подогревателем, °С	Недогрев, °С	Температура насыщения, °С	Давление насыщения, МПа	Давление пара в отборе, МПа
ПНД-1	67,8	2	69,8	0,031	0,032
ПНД-2	101,2	2	103,2	0,113	0,116
ПНД-3	134,6	2	136,6	0,327	0,337
ПНД-4	168,0	2	170,0	0,789	0,813
Деаэратор	180,0	-	180,0	1,000	-
ПВД-6	193,3	3	196,3	1,430	1,47
ПВД-7	206,6	3	209,6	1,890	1,95
ПВД-8	220,0	3	223,0	2,450	2,52

Расчётная схема ТФУ.

Принимаем количество бойлеров z_б равным 2.

Распределим нагрев воды по бойлерам. Предположим равномерное распределение

где t_пс - температура прямой сетевой воды, t_ос - температура обратной сетевой воды.

Температура воды за бойлером:

,

Температуру насыщения t_sj в j-том подогревателе определим:

Определим давления пара в отборах. Соответствующее давление отбора следует вычислить с учётом потерь давления в линии отбора

Таблица 2 - Определение давления в отборах пара на сетевые подогреватели

Подогреватель	Температура основного конденсата/питательной воды за подогревателем, °С	Недогрев, °С	Температура насыщения, °С	Давление насыщения, МПа	Давление пара в отборе, МПа
Б-1	105	2	107	0,130	0,134
Б-2	130	2	132	0,287	0,296

Выберем отбор для питания деаэратора из соображения

Проанализируем отборы, у которых давления наиболее близки к разделительному. Откорректируем получившиеся давления в оборах с учетом заданного разделительного давления.

Подберём для питания сетевых подогревателей необходимое количество отборов с подходящими давлениями пара.

Полученные результаты занесем в таблицу 3.

Таблица 3 - Давление в отборах пара

Подогреватель	Температура основного конденсата/питательной воды за подогревателем, °С	Недогрев, °С	Температура насыщения, °С	Давление насыщения, МПа	Давление пара в отборе, МПа
ПНД-1	67,8	2	69,8	0,031	0,032
ПНД-2	101,2	2	103,2	0,113	0,116
ПНД-3	147,4	2	149,4	0,466	0,48
ПНД-4	168,0	2	170,0	0,789	0,813
Деаэратор	180,0	-		1,000
ПВД-6	193,3	3	196,3	1,430	1,47
ПВД-7	206,6	3	209,6	1,890	1,95
ПВД-8	220,0	3	223,0	2,450	2,52
Б-1	101,2	2	103,2	0,113	0,116
Б-2	130	2	132	0,287	0,48 (0,296)

Разделим турбину на отсеки - части между отборами, в которых не изменяется расход пара. Между первым отсеком и источником свежего пара (парогенератором или барабан-сепаратором) находится система главных паропроводов, снабжённых запорной и предохранительной арматурой, а также стопорно-регулирующими клапанами (СРК).

Найдём давление пара на входе в первый отсек турбины

где Др_срк - потери давления на СРК и главных паропроводах, которые могут быть приняты как

Для этого по справочным данным найдём энтальпию и энтропию свежего пара.

Энтальпия пара после дросселирования в СРК (на входе в ЦВД) не меняется.

,

Энтропия пара после СРК:

,

где x_цвд - степень сухости пара перед ЦВД

,

Построим процесс расширения в первом отсеке турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения первом отсеке:

,

Степень сухости пара в конце теоретического процесса расширения:

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа первого отсека

где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке первого отбора после расширения с «сухим» КПД.

Степень сухости пара в данной точке

КПД отсека с поправкой на влажность

,

где х_cр - средняя степень сухости пара в отсеке

,

Уточним удельную работу первого отсека

Энтальпия в точке первого отбора

,

Энтропия в данной точке

,

Уточним степень сухости за отсеком:

Построим процесс расширения во втором отсеке турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения во втором отсеке:

,

Степень сухости пара в конце теоретического процесса расширения:

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа второго отсека



где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке второго отбора после расширения с «сухим» КПД.

Степень сухости пара в данной точке

КПД отсека с поправкой на влажность

,

где х_cр - средняя степень сухости пара в отсеке

,

Уточним удельную работу второго отсека

Энтальпия в точке второго отбора

,

Энтропия в данной точке

,

Уточним степень сухости за отсеком:

Построим процесс расширения в третьем отсеке турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения в третьем отсеке:

,

Степень сухости пара в конце теоретического процесса расширения:

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа третьего отсека

где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке третьего отбора после расширения с «сухим» КПД.

Степень сухости пара в данной точке

КПД отсека с поправкой на влажность

,

где х_cр - средняя степень сухости пара в отсеке

,

Уточним удельную работу третьего отсека

Энтальпия в точке третьего отбора

,

Энтропия в данной точке

,

Уточним степень сухости за отсеком:

Построим процесс расширения в четвертом отсеке турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения в четвертом отсеке:

,

Степень сухости пара в конце теоретического процесса расширения:

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа четвертого отсека

где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке отбора после расширения с «сухим» КПД.

Степень сухости пара в данной точке

КПД отсека с поправкой на влажность



,

где х_cр - средняя степень сухости пара в отсеке

,

Уточним удельную работу четвертого отсека

Энтальпия в точке четвертого отбора

,

Энтропия в данной точке

,

Уточним степень сухости за отсеком:

Построим процесс расширения в пятом отсеке турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения в четвертом отсеке:

,

Степень сухости пара в конце теоретического процесса расширения:

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа четвертого отсека

где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке четвертого отбора после расширения с «сухим» КПД.

Степень сухости пара в данной точке

КПД отсека с поправкой на влажность

,

где х_cр - средняя степень сухости пара в отсеке

,

Уточним удельную работу четвертого отсека

Энтальпия в точке четвертого отбора

,

Энтропия в данной точке

,

Уточним степень сухости за отсеком:

Степень сухости на выходе из сепаратора допускается принять равной

х_с = 0,99

Потери давления в сепараторе примем равными

,

Тогда давление отсепарированного пара составит

,

Энтальпию и энтропию пара за сепаратором найдём как

В результате парового перегрева пара в первой ступени он нагревается до температуры t_пп:

где

- давление греющего пара ПП-1;

недогрев в пароперегревателе принимаем:

Дt_пп = 25°С

Потери давления в пароперегревателе примем равными

Тогда давление отсепарированного пара составит

,

Энтальпию и энтропию пара за пароперегревателем найдём как

В результате парового перегрева пара во второй ступени он нагревается до температуры t_пп:

где

- давление греющего пара ПП-1;

недогрев в пароперегревателе принимаем:

Дt_пп = 25°С

Потери давления в пароперегревателе примем равными

Тогда давление отсепарированного пара составит

,

Энтальпию и энтропию пара за пароперегревателем найдём как

Зададимся потерями давления в трубах и стопорной арматуре после промперегрева. Давление на входе в ЦНД найдем после процесса дросселирования

,

где Др_рес - указанные потери давления, которые могут быть приняты как

,

Нанесём на h,s-диаграмму точку состояния пара перед ЦНД. Для этого по справочным данным найдём энтальпию и энтропию свежего пара.

,

Построим процесс расширения в первом отсеке ЦНД турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения в четвертом отсеке:

,

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа первого отсека ПНД

где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке отбора после расширения:

Энтропия в данной точке

,

Построим процесс расширения во втором отсеке ЦНД турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения во втором отсеке:

,

Степень сухости пара в конце теоретического процесса расширения:

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа второго отсека

где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке отбора после расширения с «сухим» КПД.

Степень сухости пара в данной точке

КПД отсека с поправкой на влажность

,

где х_cр - средняя степень сухости пара в отсеке

,

Уточним удельную работу второго отсека

Энтальпия в точке второго отбора

,

Энтропия в данной точке

,



Уточним степень сухости за отсеком:

Построим процесс расширения в третьем отсеке ЦНД турбины.

Найдем параметры пара в конце теоретического процесса расширения в третьем отсеке:

,

Степень сухости пара в конце теоретического процесса расширения:

Энтальпия в конце теоретического процесса

Удельная работа третьего отсека

где з_oi(c) - внутренний КПД отсека турбины на сухом паре.

Энтальпия в точке отбора после расширения с «сухим» КПД.

Степень сухости пара в данной точке

КПД отсека с поправкой на влажность

,

где х_cр - средняя степень сухости пара в отсеке

,

Уточним удельную работу третьего отсека

Энтальпия в точке отбора

,

Энтропия в данной точке

,

Уточним степень сухости за отсеком:

1.2 Определение параметров сред в теплообменниках

Параметры пара у подогревателей определим по таблицам свойств воды и водяного пара по известному давлению греющего пара и энтальпии пара в отборе.

Найдём распределение давлений по конденсатно-питательному тракту. Принимаем число конденсатных насосов - 1.

Потери давления:

в тракте основного конденсата до ПНД-1 принимаем:

Др_ку = 0,5 МПа

в ПНД и ПВД

Др_п = 0,2 МПа

Потерями давления в деаэраторе и других неуказанных элементах допускается пренебречь.

Тогда давление за последним по ходу конденсата ПНД-4 будет равно p_д, за предпоследним

Для тракта питательной воды следует учесть, что питательный насос создаёт давление р_пн, которое можно принять

Тогда за j-тым ПВД

,

,

,

По заданию для подогревателя ПНД-4 требуется установить охладитель пара, но так как данный подогреватель греется влажным паром, охладитель пара перенесем на ПНД-2, обогреваемый перегретым паром. Для охладителей пара можно считать, что пар в них охлаждается до температуры, равной

,

где t_s - это температура насыщения в корпусе собственно подогревателя, а и_оп = 10°С - принятое недоохлаждение пара в ОП.

Энтальпию основного конденсата и питательной воды за подогревателями определяем по таблицам свойств воды и водяного пара по известному давлению и температуре.

На основании полученных данных построимt,Q-диаграммы для всех поверхностных теплообменных аппаратов: пароперегревателя, ПВД, ПНД, конденсатора.

Пароперегреватель

ПВД-8



ПВД-7

ПВД-6

ПНД-4

ПНД-3

ПНД-2

ПНД-1

Конденсатор

Бойлер-2

Бойлер-1

Рис. 1 - t,Q-диаграммы теплообменного оборудования

Все параметры воды и пара во всех элементах турбоустановки заносим в сводную таблицу 4.

Таблица 4 - Сводная таблица свойств воды и пара

Элемент ЯЭУ	Греющая среда // дренаж	Дренаж греющей среды	Вход нагреваемой среды	Выход нагреваемой среды
	р, МПа	h, кДж/кг	Т, °С или х(1)	р, МПа	h, кДж/кг	Т, °С или х(1)	р, МПа	h, кДж/кг	Т, °С или х(1)	р, МПа	h, кДж/кг	Т, °С или х(1)
Свежий пар	6,6	2770,0	0,995	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Пар после СРК	6,27	2770,0	0,993	-	-	-	-	-	-	-	-	-
ПП-1	2,52	2635,1	0,909	2,44	956	223	0,466	2724,0	0,99	0,452	2857,0	198,0
ПП-2	6,6	2770,0	0,995	6,6	1247	281,9	0,452	2857,0	199,5	0,438	2977,4	257
ПВД-8	2,52	2635,1	0,909	2,44	956	223	9,5	884,5	206,6	9,3	945,0	220,0
ПВД-7	1,95	2600,1	0,896	1,89	895,6	209,6	9,7	825,4	193,3	9,5	884,5	206,6
ПВД-6	1,47	2562,9	0,883	1,43	834,6	196,3	9,9	774,8	181,8	9,7	825,4	193,3
Д	1,47	2562,9	0,883	-	-	-	1	709,9	168,0	1	762,5	180,0
ПНД-4	0,813	2489,8	0,863	0,789	718,5	170,0	1,2	622,0	147,7	1	709,9	168,0
Выхлоп ЦВД	0,48	2428,9	0,850	-	-	-	-	-	-	-	-	-
ПНД-3	0,48	2428,9	0,850	0,466	628,8	149,4	1,4	426,8	101,7	1,2	620,9	147,4
ОП ПНД-2	0,116	2749,4	115,8	0,113	2701,0	113,0	1,4	424,5	101,2	1,4	426,8	101,7
ПНД-2	0,113	2701,0	113,0	0,113	432	103,2	1,6	284,5	67,8	1,4	424,5	101,2
ПНД-1	0,032	2572,8	0,977	0,031	292,4	69,8	1,8	122,6	34,4	1,6	284,5	67,8
Выхлоп ЦНД, конденсатор	0,0041	2371,0	0,925	-	-	-	0,3	62,6	15	0,3	89,4	21,4
Бойлер-2	0,48 (0,296)	2428,9	0,85	0,296	559,5	133,0	0,67	424,0	101,2	0,67	546,0	130
Бойлер-1	0,116	2749,4	115,8	0,113	432,0	103,2	0,67	334,8	80	0,67	424,0	101,2

1.3 Метод относительных расходов

Главной задачей расчёта тепловой схемы ЯЭУ является определение расхода свежего пара в «голову» турбины. Для этого применяется метод относительных расходов. Для каждого i-го потока рабочего тела (через отсек турбины, через пароперегреватель, через ПВД и т.д.) с истинным расходом G_i вводится относительный (безразмерный) расход б.

Для решения удобно ввести промежуточную величину - относительный расход пара после ЦВД, равный б

1.4 Тепловой и материальный баланс СПП

Уравнение материального баланса (свежего пара) сепаратора

,(1)

Уравнение теплового баланса первой ступени двухступенчатого ПП

,(2)

Уравнение теплового баланса второй ступени двухступенчатого ПП

,(3)

1.5 Тепловой и материальный баланс ПВД

Относительный расход питательной воды через ПВД равен единице. Тепловой баланс ПВД:

,(4)

(5)

(6)

1.6 Тепловой и материальный баланс ПНД и деаэратора

В деаэратор заведён слив конденсата из сепаратосборника.

Тепловой баланс деаэратора, если пренебречь теплотой, уносимой с выпаром деаэратора, будет таким

,(7)

Материальный баланс

,(8)

Тепловой баланс ПНД-4

,(9)

где - энтальпия потока смешения на входе в ПНД-3.

Так как слив дренажа греющего пара их ПНД-3 принимаем с возвратом в тракт основного конденсата после ПНД-3, запишем уравнение теплового баланса точки смешения потоков:

выразим величину и подставим в уравнение (9)

и материального баланса:



Тепловой баланс ПНД-3

,(10)

где - энтальпия основного конденсата после охладителя пара.

Тепловой баланс ОП ПНД-2

,

где - энтальпия греющего пара на выходе из охладителя пара. Из данного уравнения выразим и подставим в уравнение (10).

Температура пара на выходе из ОП определяется недоохлаждением и_оп:

,

Энтальпия пара в этой же точке составит:

Тепловой баланс ПНД-2

,(11)

Тепловой баланс ПНД-1

,(12)



1.7 Питательный насос

Целью расчёта питательного насоса (ПН) является оценка потребляемой им мощности и нагрева в нём питательной воды.

Перед ПН давление воды равно давлению в деаэраторном баке с учётом подпора водяного столба, связанного с тем, что питательный насос, как правило, находится ниже, чем деаэратор.

где с - плотность воды в деаэраторном баке (кг/м³) при давлении р_д, g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения, ДН_пн - подпор водяного столба (принимаем 20 м).

Удельная работа сжатия воды в ПН (кДж/кг) определяется как

,

где давления подставляют в МПа, а плотность воды в кг/м³; КПД насоса з_ПН допускается принять равным 0,80.

Энтальпия воды за ПН определяется как

Температура питательной воды за ПН:



1.8 Материальный баланс турбоустановки

Материальный баланс ЦВД

,(13)

Материальный баланс ЦНД

(14)

1.9 Тепловые балансы ТФУ

Выберем давление сетевой воды за сетевым насосом из условия достаточного запаса до кипения:

,

Определим расход сетевой воды (или воды промконтура теплосети) по формуле

,

где среднюю удельную теплоёмкость сетевой воды С_р определяют по справочным свойствам воды и водяного пара в диапазоне температур t_пс-t_ос и давлении р_св.

Применён каскадный слив дренажа из бойлеров, поэтому расчёт начинают с последнего (запишем для примера уравнения для случая трёх бойлеров, как более сложного).

Тепловые мощности бойлеров:

Расход греющего пара на последний бойлер:

,

Расход греющего пара на Б1 выразим из теплового баланса:

,

1.10 Итоговая система уравнений

Систему уравнений (1) - (12) решаем с помощью матриц.

Решение системы уравнений представлено в таблице 5.

Также определим расход основного конденсата через ПНД-4:

Энтальпия основного конденсата в точке смешения после ПНД-3:



Таблица 5 - Определение относительных расходов.

бпп2	0,0477
б8	0,0278
бпп1	0,0478
б7	0,0303
б6	0,0239
бд	0,0208
б	0,7035
бс	0,0995
б4	0,0348
бок3	0,6040
б3	0,0634
б2	0,0286
б1	0,0381
бк	0,5372

Температура в этой точке:

Энтальпия основного конденсата после охладителя пара:

Температура в этой точке:

Когда относительные расходы найдены, можно составить энергетическое уравнение турбины и выразить из него расход свежего пара G₀.

,

где N_э - электрическая мощность турбогенератора, кВт; з_эм - «электромеханический» КПД турбогенератора; б_m - относительный расход через m-й отсек турбины, h_вх.mи h_вых.m - соответственно энтальпии пара на входе и на выходе из этого отсека. Относительный расход через m-й отсек вычисляется как,

где б_i - расходы в отборы, расположенные выше по ходу пара от m-го отсека, найденные из тепловых балансов установки (отборы на ПП, ПВД, Д, отделение сепарата, отборы на ПНД и турбопривод и т.п.).

Расходы в бойлеры выражают через неизвестный расход G₀ как

,

Таблица 6 - Расчёт расхода свежего пара

Номер отсека	Относительный расход бm	Энтальпия пара на входе в отсек hвх.m, кДж/кг	Энтальпия пара на выходе из отсека hвых.m, кДж/кг	Удельная работа отсека, кДж/кг
1		2770,0	2635,1	128,5
2		2635,1	2600,1	30,7
3		2600,1	2562,9	31,5
4		2562,9	2489,8	58,6
5		2489,8	2428,9	46,7
6		2977,4	2749,4	137,7
7		2749,4	2572,8	101,6
8		2572,8	2371,0	108,4
Сумма	643,7

бпп2	90,23
б8	52,59
бпп1	90,42
б7	57,32
б6	45,21
бд	39,35
б	1330,81
бс	188,22
б4	65,83
бок3	1142,59
б3	119,93
б2	54,10
б1	72,07
бк	1016,22

1.11 Технико-экономические показатели ЯЭУ

После этого возможно найти теплоту, передаваемую в паропроизводящей установке

где б_прод - доля воды, отбираемая на продувку ПГ, принимаем б_прод = 0,005

КПД АЭС брутто по производству электроэнергии

,

где з_пк - коэффициент, определяющий потери тепла в контуре теплоносителя реактора. Допускается принять

з_пк = 0,99

КПД АЭС нетто по производству электроэнергии

,

где k_с.н. - коэффициент, показывающий долю затрат электроэнергии на собственные нужны. k_с.н. = 0,065 для энергоблоков ВВЭР.

1.12 Расчёт оборудования ЯЭУ

Определим тепловую мощность теплообменного оборудования по греющей и нагреваемой среде (кВт).

,

Разница между тепловой мощностью по греющей и нагреваемой среде не должна превышать 5%.

Параметры для расчетов тепловой мощности приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Расчет тепловой мощности

	ПП-1	ПП-2	ПВД-8	ПВД-7	ПВД-6	ПНД-4
Gгр, кг/с	90,42	90,23	52,59	57,32	45,21	65,83
hгр, кДж/кг	2635,1	2770,0	2635,1	2600,1	2562,9	2489,8
hдр, кДж/кг	956	1247	956	895,6	834,6	718,5
Gслив, кг/с	0	0	90,23	233,25	290,57	0
hслив, кДж/кг	-	-	1247	956	895,6	-
hдр, кДж/кг	-	-	956	895,6	834,6	-
Qто, МВт	151,8	137,4	114,6	111,8	95,9	116,6
Gнагр, кг/с	1142,59	1142,59	1891,7000	1891,7000	1891,7000	1328,35
hвх, кДж/кг	2724,0	2857,0	884,5	825,4	774,8	622,0
hвых, кДж/кг	2857,0	2977,4	945,0	884,5	825,4	709,9
Qто, МВт	152,0	137,6	114,4	111,8	95,7	116,8
Д, %	-0,088	-0,103	0,099	-0,011	0,150	-0,133
	ПНД-3	ОП-2	ПНД-2	ПНД-1	Б-2	Б-1
Gгр, кг/с	119,93	54,10	54,10	72,07	36,97	19,92
hгр, кДж/кг	2428,9	2749,4	2701,1	2572,8	2428,9	2749,4
hдр, кДж/кг	628,8	2701,1	432	292,4	628,8	432
Gслив, кг/с	65,83	0	0	54,10	0	36,97
hслив, кДж/кг	718,5	-	-	432	-	628,8
hдр, кДж/кг	628,8	-	-	292,4	-	432
Qто, МВт	221,8	2,6	122,8	171,9	66,5	53,4
Gнагр, кг/с	1142,59	1142,59	1142,59	1016,22	568,7	568,7
hвх, кДж/кг	424,5	424,5	284,5	122,6	424,0	334,8
hвых, кДж/кг	620,9	426,8	424,5	284,5	546,0	424,0
Qто, МВт	224,4	2,6	160,0	164,5	69,4	50,7
Д, %	-1,18	-0,57	-3,30	4,30	-4,26	5,07

Для теплообменников ранее были построены t,Q-диаграммы. Определим по ним среднелогарифмические температурные напоры по формуле

,

где температурные напоры дt_м и дt_б определяются по t,Q-диаграмме ПНД, ПВД, ОД, ОП, Б или ПП.

Зададимся ориентировочным значением коэффициента теплопередачи в теплообменниках:

- пароперегреватель К = 350 Вт/(м²?К)

- ПНД и БК = 3500 Вт/(м²?К)

- ПВД К = 2500 Вт/(м²?К)

- охладитель параК = 600 Вт/(м²?К)

Определим необходимую площадь теплообмена для всех поверхностных аппаратов ЯЭУ по формуле

,

где 1,1 - коэффициент, учитывающий запас по площади теплообмена.

Таблица 8 - расчет поверхности теплообмена оборудования

	ПП-1	ПП-2	ПВД-8	ПВД-7	ПВД-6	ПНД-4
Qто, МВт	151,8	137,4	114,6	111,8	95,9	116,6
Дtб, °С	74,0	82,5	16,4	16,3	14,5	35,5
Дtм, °С	25,0	25,0	3,0	3,0	3,0	2,0
Дtср, °С	45,2	48,2	7,9	7,9	7,3	11,6
k, Вт/(м2К)	350,0	350,0	2500,0	2500,0	2500,0	3500,0
Fто, м2	10568,0	8968,0	6390,0	6259,0	5779,0	3147,0
	ПНД-3	ОП-2	ПНД-2	ПНД-1	Б-2	Б-1
Qто, МВт	221,8	2,6	122,8	171,9	66,5	53,4
Дtб, °С	47,8	4,2	35,5	35,4	30,8	23,2
Дtм, °С	2	4	2	2	2	2
Дtср, °С	14,4	4,1	11,6	11,6	10,5	8,6
k, Вт/(м2К)	3500	600	3500	3500	3500	3500
Fто, м2	4831,0	1169,0	3313,0	4648,0	1986,0	1942,0

Мощность питательного насоса (кВт) можно определить как



2. Радиационно - техническое обследование источников выбросов радиоактивных веществ Ростовской АЭС

2.1 Характеристика Ростовской АЭС как источника выбросов радиоактивных веществ в атмосферу

В процессе эксплуатации Ростовской АЭС образуются радиоактивные вещества, которые могут поступать в атмосферный воздух. В режиме нормальной эксплуатации станции основными источниками поступления радиоактивности в атмосферу являются газообразные выбросы станции, содержащие примеси активных аэрозолей и газов.

Основные каналы формирования газообразных выбросов АЭС:

- процесс технологических сдувок с работающего оборудования систем, обеспечивающих безопасное функционирование этих систем. Газовые сдувки из деаэратора продувки-подпитки, обуславливающие основные поступления ИРГ, проходят очистку в системе спецгазоочистки СГО (туда же направляются сдувки из баков слива первого контура и другого оборудования РО). Газовые сдувки, формирующиеся в системе бакового хозяйства спецкорпуса и в емкостях гидровыгрузки фильтров, перед сбросом в вентрубу проходят очистку на аэрозольных фильтрах;

- процесс вентиляции зон контролируемого доступа зданий реакторного отделения, спецкорпуса и, в очень малой степени, - зданий ОС - ХТРО, в атмосфере которых может присутствовать незначительное количество радиоаэрозолей или радиоактивных газов. Наличие раиоактивных примесей в воздухе вытяжной вентиляции ЗКД обусловлено некотролируемыми протечками из оборудования и трубопроводов систем, размещенных в помещениях ЗКД. Выход активных сред в помещение приводит к переходу в вентилируемый воздух помещения некоторого количества активных примесей, которые по вентиляционному тракту, содержащему комплекс фильтров, могут в незначительном количестве поступать в атмосферу.

Кроме вышеперечисленных путей поступления газообразных РВ с газовоздушными выбросами в атмосферу, менее значимыми каналами поступления являются выходы радиогазоаэрозолей из бассейна выдержки, их РУ при снятой крышке при перегрузке топлива, из вытяжных шкафов радио- и химлабораторий, с местными «отсосами» от оборудования при реализации некоторых технологических процессов (ремонтах, переработке), с отходящими дымовыми газами установки сжигания и пр.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.2 Радиационный мониторинг окружающей среды в районе расположения Ростовской АЭС

- СТО 1.1.1.04.001.0143-2015 «Положение о годовых отчетах по оценке состояния безопасной эксплуатации атомных станций» (далее - СТО);

- Распоряжение Правительства Российской Федерации от 08июля 2015 г. № 1316-р (далее - РП РФ).

Отбор проб радиоактивных аэрозолей проводился с помощью воздухофильтрующей установки УВМ-2 с использованием различных аэрозольных фильтров. Информация по отбору проб радиоактивных аэрозолей и йода приведена в таблице 4.1.

При помощи набора аэрозольных фильтров АФА-3ДА была выполнена оценка дисперсности радиоактивных аэрозолей в выбросах вентиляционной трубы спецкорпуса.

Объемная активность прочих радионуклидов находилась ниже минимально детектируемой на одном из слоев набора аэрозольных фильтров, что не позволяет оценить их дисперсность. Отсутствие в выбросах радиоактивного йода также не позволило определить его физико-химические формы.

Отбор проб трития и углерода-14 производился с помощью пробоотборного стенда «ПО МАЯК». Информация по отбору проб трития и углерода-14 приведена в таблице 4.2.



Отбор проб инертных радиоактивных газов производился с помощью сосуда Маринелли. Присутствие ИРГ в выбросах через ВТ спецкорпуса Ростовской АЭС технологически не возможно.

Для измерения объемной активности трития в выбросах с брызгальных бассейнов Ростовской станции оценивалась интенсивность поступления трития в атмосферный воздух.

Результаты радиационно-технического обследования и прецизионных измерений будут использованы при разработке обоснования нормативов ПДВ радиоактивных веществ Ростовской АЭС в атмосферный воздух в части обоснования перечня нормируемых радионуклидов для источников выбросов Ростовской АЭС и оценке интенсивности поступления трития из брызгальных бассейнов.

Заключение

Была разработана и рассчитана тепловая схема ВВЭР - 1200 с тремя ПВД. Построена h,s_диаграмма расширения пара в отсеках турбины, t,Q-диаграммы для всех поверхностных теплообменных аппаратов. Рассчитаны относительные расходы пара и площади теплообмена для всех поверхностных теплообменников.

В результате были получены следующие значения:

- расход свежего пара 1891,7 кг/с;

- КПД АЭС брутто 34,38%;

- КПД АЭС нетто 32,15%.

В специальном разделе было рассмотрено радиационно - техническое обследование источников выбросов радиоактивных веществ Ростовской АЭС.



Список используемой литературы

1. Бекетов, В.Г.. Атомные электростанции [Текст]: методические указания по выполнению курсового проекта / В.Г. Бекетов, А.А. Лапкис, А.Ю. Смолин. - Волгодонск: ВИТИ НИЯУ МИФИ, 2017. - 87 с.

2. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойстваводы и водяного пара -3-е изд. 2003г.

3. Острейковский В. А. Эксплуатация атомных станций: Учебник для вузов. - Москва: Энергоатомиздат, 1999.

4. ГОСТ 30319-96 Группа Б19. МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. Газ природный. Методы расчета физических свойств.

5. Шаммазов А.М. Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций: учебник / Шаммазов А.М., Александров В.Н., А. И. Гольянов А.И. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2003. - 404 с.

6. Рафиков Л.Г. Эксплуатация газокомпрессорного оборудования компрессорных станций/ Рафиков Л.Г., Иванов В.А. - М.: Недра, 1992. - 237 с.

7. Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд. Свойства газов и жидкостей. - Л.: Химия, 1982. - 592 с.

8. Методика разработки и установления нормативов предельно допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферный воздух (утверждена приказом Ростехнадзора от 07.11.2012 № 639).

9. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): Санитарно-эпидемологические правила и нормативы.

10. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП-АС-03).

11. Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Рекомендации по содержанию документов, обосновывающих нормативы предельно допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферный воздух и нормативы допустимых сбросов радиоактивных веществ в водные объекты», утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 19.08.2013 г. № 362.

12. Разработка и установление нормативов предельно допустимых выбросов радиоактивных веществ атомных станций в атмосферный воздух. Методика. МТ 1.2.1.15.1176-2016. АО «Концерн Росэнергоатом».

13. РБ-106-15 Руководство по безопасности при использовании атомной энергии. Рекомендованные методы расчета параметров, необходимых для разработки и установления нормативов предельно допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферный воздух.

14. СП 2.6.1.2612-10. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010).

15. Бекетов В.Г., Кольченко О.Л., Домрина Г.В., Матевосян Ю.М. Управление аэродинамической тенью над брызгальными бассейнами АЭС. Гидродинамическое моделирование. Глобальная ядерная безопасность, 2014. № 3 (12), с. 78 - 84.

Размещено на Allbest.ru

...