CC BY
22
ßp ZK w 2Ow - рл )/P , (16)
где dK - диаметр подводящего канала гидрораспределителя управляющего каскада; рсл -давление жидкости в сливной магистрали.
Уравнение, описывающее перемещение запорно-регулирующего элемента гидрораспределителя управляющего каскада можно выразить из уравнения динамического равновесия клапанного запорно-регулирующего элемента
7id2( р - р ) - 4 сЗ
в \± цп ± сл s z3 =--, (17)
4 с
где de - диаметр втулки управляющего каскада; с - жесткость пружины гидрораспределителя управляющего каскада; З - предварительное натяжение пружины.
При изменении позиции гидрораспределителя и подачи жидкости в штоковую полость гидроцилиндр работает в обычном режиме.
Таким образом, разработанная математическая модель позволяет численно исследовать влияние гидравлических и конструктивных параметров преобразователя скорости перемещение штока гидроцилиндра на его статические и динамические параметры.
Список литературы /References
1. Джылкичиев А.И., Понамарева О.М. Экспериментальные исследования прочностных характеристик плоского мембранного запорно-регулирующего элемента. «Повышение эффективности транспортных, строительно-дорожных машин и оборудования в условиях высокогорья» // Сб. науч. тр. КГУСТА. Бишкек, 1999. С. 18-20.
2. Кириков Р.П. Исследование и разработка гидрораспределителей с упругими оболочками для гидроприводов дорожных и строительных машин: Дисс. ... канд. техн. наук. Омск, 1977. 197 с.
3. Бекбоев А.Р., Жылкычиев М.К. Математическое моделирование пробразователя скорости перемещение штока гидроцилиндра с цилиндрическими мембранным запорно-регулирующим элементом. // Universum: Технические науки: электрон. науч. журн., 2016. № 5 (26). [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/2403/ (дата обращения: 20.08.2019).
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ В СХЕМЕ РЕГЕНЕРАЦИИ АЭС Доронин М.С. Email: Doronin1160@scientifictext.ru
Доронин Михаил Сергеевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра тепловой и атомной энергетики, институт энергетики и транспортных систем Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А., г. Саратов
Аннотация: в статье выполнена оценка экономической эффективности использования газотурбинных установок в системе регенерации атомных электростанций. Приведено описание принципиальной схемы включения ГТУ в состав тепловой схемы АЭС. Излагаются методика и результаты оценки экономической эффективности использования ГТУ для целей получения дополнительной пиковой мощности на АЭС. Показано, что для принятых исходных данных использование газотурбинных установок в составе тепловой схемы атомных электрических станций является эффективным решением.
Ключевые слова: газотурбинная установка, система регенерации, атомная электрическая станция, экономическая эффективность.
EFFICIENCY OF USE OF A GAS TURBINE INSTALLATION IN A REGENERATION PLAN OF A NPP Doronin M.S.
Doronin Mikhail Sergeyevich - PhD in Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF THERMAL AND NUCLEAR POWER ENGINEERING, INSTITUTE OF POWER ENGINEERING AND TRANSPORT SYSTEMS SARATOV STATE TECHNICAL UNIVERSITY GAGARIN YU.A., SARATOV
Abstract: the article evaluates the economic efficiency of using gas turbine plants in the regeneration system of nuclear power plants. A description is given of a circuit diagram for including a gas turbine unit in a thermal circuit of a nuclear power plant. The methodology and results of evaluating the economic efficiency of using gas turbines for the purpose of obtaining additional peak power at nuclear power plants are described. It is shown that for the accepted initial data, the use of gas turbine plants as part of the thermal circuit of nuclear power plants is an effective solution.
Keywords: gas turbine installation, regeneration system, nuclear power plant, economic efficiency.
УДК 621.311.25
С целью эффективного участия атомных электростанций в поставках пиковой электроэнергии и мощности на оптовый рынок в тепловую схему АЭС включают газотурбинную установку. При этом уходящие газы ГТУ направляют в газоводяной подогреватель питательной воды (ГВППВ), который включен параллельно с подогревателями высокого давления (ПВД) схемы регенерации паровой турбины АЭС.
На рисунке 1 представлена принципиальная схема системы регенерации высокого давления АЭС с использование ГВППВ и ГТУ.
1 - группа ПВД паровой турбины АЭС; 2 - газоводяной подогреватель питательной воды (ГВППВ); 3 - компрессор; 4 - газовая турбина; 5 - камера сгорания ГТУ; 6 - электрогенератор
Рис. 1. Принципиальная схема системы регенерации высокого давления АЭС с использованием ГВППВ
и ГТУ
В тепловой схеме АЭС мощностью 1200 МВт предусмотрено две параллельные нитки ПВД. В рассматриваемой схеме ГВППВ используется для подогрева питательной воды, поступающей только по одной из них.
Установка работает следующим образом.
В период пиковых нагрузок одна их ниток ПВД отключается, а питательная вода паровой турбины АЭС направляется на подогрев в ГВППВ, где ее температура повышается до расчетной величины уходящими газами ГТУ. При отключенных ПВД пар, ранее направлявшийся в них, совершает работу в проточной части турбины, тем самым
увеличивая электрическую мощность паровой турбоустановки АЭС сверх номинальной при неизменном расходе ядерного топлива.
Использование описанной схемы позволит в период пиковых нагрузок в энергосистеме производится на АЭС дополнительную мощность за счет:
- форсирования паровой турбины;
- мощности ГТУ.
Для подогрева питательной воды в ГВППВ могут использоваться, например, две газовые турбины ГТЭ-45, имеющие следующие характеристики:
- единичная электрическая мощность 45 МВт;
- КПД 34,7%;
- расход продуктов сгорания 134,3 кг/с;
- температура газов на выходе из газовой турбины 545 °С.
Выполним оценку экономической эффективности и целесообразности получения дополнительной пиковой мощности путем использования ГВППВ и ГТУ в схеме регенерации АЭС.
Исходные данные для расчета себестоимости производства пиковой электроэнергии на АЭС мощностью 1200 МВт представлены в таблице 1.
Таблица 1. Исходные данные для расчета показателей эффективности проекта использования ГВППВ и ГТУ в схеме регенерации АЭС
Наименование показателя Единица измерения Значение
Электрическая мощность двух ГТУ МВт 90,0
Дополнительная форсировочная мощность на АЭС МВт 63,0
Удельные капитальные вложения в ГТУ руб./кВт 15000
Расход топлива в ГТУ т у.т. 43000
Стоимость топлива для ГТУ руб./т у.т. 4200
Среднегодовая численность персонала пиковой установки чел 20
Годовой фонд оплаты труда одного работника тыс. руб. 600
Срок полезного использования пиковой установки лет 25
Показатели эффективности инвестиционного проекта использования ГВППВ и ГТУ в схеме регенерации АЭС определяются по формулам [1, 2]:
Т Т
ЧДД = 2(^ -З)<-XКt<
г=0 г=0
Т
X (- )<
Г=о_
Т
X К t <
Г=0
2 (Я, - 3( ) - (1 + Евн )Го -Г = 2 Кг - (1 + ЕВН )Г0-Г
Г=0 Г=0
где Я, - выручка от реализации пиковой электроэнергии на оптовом рынке на шаге £ расчетного периода, млн. руб.; 31 - затраты на производство пиковой электроэнергии на шаге
£ расчетного периода, млн. руб.; < - коэффициент дисконтирования на шаге t расчетного
ИД
периода; К - капиталовложения в ГТУ и ГВППВ на шаге £ расчетного периода, млн. руб.; ЕВН - внутренняя норма доходности.
Результаты расчетов представлены на рисунке 2.
1800
1600
1400
1200
а 1000 =
800
600
400
200
Тариф на электроэнергию 360 кон'кВт*ч
• • Тарифна электроэнергию 340 копАкВТ*ч
• • 1—
• •
- *
0
15000
20000
Удельные капитальные вложения в ГТУ и ГВППВ, руб./кВг
25000
Рис. 2. Зависимость ЧДД от тарифа на пиковую электроэнергию и удельных капиталовложений ГТУ
и ГВППВ
Из рисунка видно, что для принятых исходных данных величина ЧДД изменяется от 92 до 1604 млн руб. При этом с ростом тарифа на электроэнергию ЧДД растет, а с ростом капиталовложений в ГТУ и ГВППВ он уменьшатся, но остается положительным.
Таким образом, для принятых исходных данных включение ГТУ и ГВППВ в схему регенерации АЭС с целью получения дополнительной пиковой мощности является приемлемым решением, имеющим высокие показатели экономической эффективности.
Список литературы /References
1. Доронин М.С., Доронина В.Д. О способах расчета положительного эффекта при оценке доходности инвестиционных проектов в энергетике / International Scientific Review of the Problems and Prospects of Modern Science and Education // International Scientific Review № 13 (23) / XXI International Science Conference (Boston. USA, 21-22 August, 2016).
2. Основы расчета технико-экономических показателей тепловых электрических станций: Учеб. пособие / М.С. Доронин. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2016. 72 с. ISBN 978-57433-2952-6.
