CC BY
19
ECONOMICS
ON ECONOMIC EFFICIENCY OF USE OF STP IN THE SYSTEM OF
INTERMEDIATE STEAM HEATING AT NPP Doronin M.S. (Russian Federation) Email: Doronin562@scientifictext.ru
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 BY GAGARIN YUA., SARATOV
Abstract: the publication discusses the increase in the economic efficiency of nuclear power plants through the use of gas turbines in an intermediate steam overheating system. A description is given of a circuit diagram for combining gas turbines and steam-powered equipment of nuclear power plants. The methodology is presented and the results of evaluating the economic efficiency of using gas turbines for intermediate overheating are presented. It is shown that for the adopted initial data the inclusion of gas turbines is an acceptable solution having high indicators of economic efficiency.
Keywords: nuclear power plant, intermediate superheating of steam, gas turbine unit, economic efficiency.
ОБ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГТУ В СИСТЕМЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПЕРЕГРЕВА ПАРА НА АЭС Доронин М.С. (Российская Федерация)
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 публикации рассматривается повышение экономической эффективности АЭС путем использования ГТУ в системе промежуточного перегрева пара. Дается описание принципиальной схемы комбинирования ГТУ и паросилового оборудования АЭС. Приводится методика и излагаются результаты оценки экономической эффективности использования ГТУ для целей промежуточного перегрева. Показано, что для принятых исходных данных включение ГТУ является приемлемым решением, имеющим высокие показатели экономической эффективности.
Ключевые слова: атомная электростанция, промежуточный перегрев пара, газотурбинная установка, экономическая эффективность.
С целью повышения экономической эффективности АЭС, увеличения выработки электрической мощности в период пиковых нагрузок в систему промежуточного перегрева пара вводится газопаровой подогреватель пара (Г1IIIII). который включен параллельно с первой ступенью пароперегревателя (ПП1). ГППП является общим элементом новой комбинированной установки. так как подогрев пара в нем выполняется теплотой уходящих газов ГТУ перед их отводом в атмосферу.
На рисунке 1 представлена схема системы промежуточного перегрева пара на АЭС с использованием ГППП и ГТУ.
1 - ЦВД паровой турбины АЭС; 2 - электрогенератор; 3 - сепаратор; 4 - пароперегреватель первой ступени (ПП1); 5 - пароперегреватель второй ступени; 6 - газопаровой подогреватель пара (ГППП);
7 - газовая турбина; 8 - компрессор; 9 - камера сгорания ГТУ
Рис. 1. Принципиальная схема системы промежуточного перегрева пара на АЭС с ГППП и ГТУ
Предлагаемая установка работает следующим образом.
В период пиковых нагрузок ПП1 отключается, а пар после ЦВД паровой турбины АЭС направляется на перегрев в ГППП, где подогревается до расчетной температуры уходящими газами ГТУ.
При отключённом ПП1 пар, ранее направлявшийся в него, совершает работу в проточной части турбины, тем самым увеличивая электрическую мощность турбоагрегата сверх номинальной при неизменном расходе ядерного топлива.
Таким образом, в период пиковых нагрузок в энергосистеме на АЭС с ГТУ и ГППП производится следующая дополнительная мощность за счет:
- форсирования паровой турбины;
- мощности ГТУ.
Для подогрева пара в ГППП могут использоваться, например, две газовые турбины ГТЭ-45, имеющими следующие характеристики: 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 промежуточного перегрева пара на АЭС и получения дополнительной пиковой мощности путем использования ГППП и ГТУ.
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 системы промежуточного перегрева пара на АЭС с ГППП и ГТУ
Наименование показателя Единица измерения Значение
Электрическая мощность двух ГТУ МВт 90,0
Дополнительная форсировочная мощность на АЭС МВт 74,33
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 ГТУ в системе промежуточного перегрева пара на АЭС определяются по формулам [1, 2]:
Т т
ЧДД = £(Я( -З()-а,-XК,-а,
t=0 С=0
т
X(К, -З,)-а, ИД = ^-
X К,-а,
,=0
т г
X (К - З,) - (1 + Евн),0 - = X К, - (1 + Евн) '0-
,=0 ,=0
где Кг, - выручка от реализации пиковой электроэнергии на оптовом рынке на шаге £ расчетного периода, млн. руб.; Зг - затраты на производство пиковой электроэнергии на шаге
£ расчетного периода, млн. руб.; а1 - коэффициент дисконтирования на шаге t расчетного
периода; Кг - капиталовложения в ГТУ и ГПП на шаге £ расчетного периода, млн. руб.; Евн -внутренняя норма доходности.
Результаты расчетов представлены на рисунке 2.
о
12000 16000 20000 Удел ьные капитальны? к. i ожения в ГТУ и 1111111, руб./кВт
Рис. 2. Зависимость ЧДД от тарифа на пиковую электроэнергию и удельных капиталовложений ГТУ
и ГПП
Из рисунка видно, что для принятых исходных данных величина ЧДД изменяется от 190 до 1260 млн руб. При этом с ростом тарифа на электроэнергию ЧДД растет, а с ростом капиталовложений в ГТУ и ГППП он уменьшатся, но остается положительным.
Таким образом, для принятых исходных данных включение ГТУ и ГППП в схему 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.
