CC BY
3
электрической станции / Гафуров А.М. 10.09.2015 г.
3.Гафуров А.М. Повышение энергоэффективности тепловых электрических станций за счет утилизации тепловых отходов. В сборнике: Электроэнергетика глазами молодежи-2016 Материалы VII Международной молодежной научно-технической конференции. 2016. С. 49-52.
4.Гафуров А.М., Осипов Б.М., Гафуров Н.М., Гатина Р.З. Способ утилизации тепловых вторичных энергоресурсов промышленных предприятий для выработки электроэнергии. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2016. - № 11-12. - С. 36-42.
УДК 62-176.2
Гатина Р.З. студент 4 курс
факультет «Энергонасыщенных материалов и изделий»
ФГБОУ ВО «КНИТУ» Зайнуллин Р. Р., к. ф. -м. н. старший преподаватель кафедры ПЭС
ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ БИНАРНОГО ЦИКЛА В СОСТАВЕ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ТИПА К-1200-6,8/50 ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ В 12°С Рассматривается способ работы бинарной энергоустановки в составе мощной конденсационной паровой турбины типа К-1200-6,8/50 при допустимой температуре охлаждающей воды в 12°С для осеннего и весеннего периода времени.
Ключевые слова: паровая турбина, бинарный цикл, низкокипящее рабочее тело.
Gatina R.Z.
4th year student, faculty of «Energy-intensive materials and products»
«KNRTU»
Zainullin R.R., candidate of physico-mathematical sciences senior lecturer of department «industrial electronics and lighting»
«KSPEU» Russia, Kazan
IMPLEMENTATION OF A BINARY CYCLE AS A PART OF THE CONDENSATION К-1200-6,8/50 STEAM TURBINE AT A TEMPERATURE OF COOLING WATER OF 12°С
Mode of work of binary power installation as a part of the powerful condensation K-1200-6,8/50 steam turbine at an admissible temperature of a cooling water in 12°C for an autumn and spring time span is considered. Keywords: steam turbine, binary cycle, low-boiling working fluid. Характерным отличием турбинных технологий для атомных электростанций (АЭС) является абсолютное господство паровых
ФОРУМ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ №6(10) 2017
http ://foram-nauka.m
373
конденсационных турбин насыщенного пара достаточно низких параметров. Внедрение реакторов ВВЭР-1200 на Нововоронежской АЭС-2 и Ленинградской АЭС-2 потребовало создания более мощных паровых турбин типа К-1200-6,8/50 производства Ленинградского металлического завода (ЛМЗ). Эта турбина стала эволюционным развитием конструкций советской серии К-1000-60, проект которой предусматривал запас для возможного увеличения мощности. Конденсационные паровые турбины типа К-1200-6,8/50 (номинальной мощностью 1170 МВт и начальными параметрами пара: давление 6,8 МПа и температура 284°С) характеризуются тем, что предназначены для выработки электроэнергии со значительным расходом пара в конденсатор равным около 960 кг/с [1].
В конденсаторе паровой турбины типа К-1200-6,8/50 поддерживается низкое давление пара равное 5,0 кПа, что соответствует температуре насыщения в 32,87°С. Процесс конденсации 1 кг пара сопровождается высвобождением скрытой теплоты парообразования равная примерно 2136 кДж/кг, которая в настоящее время отводиться с помощью охлаждающей воды в окружающую среду. При этом потери теплоты в конденсаторе паровой турбины (холодном источнике) могут составлять до половины (4550%) затрачиваемой теплоты в термодинамическом цикле. В осенние и весенние периоды времени конденсаторы паровых турбин типа К-1200-6,8/50 являются источниками сбросной низкопотенциальной теплоты с температурой в 32,87°С, а окружающая среда - прямой источник холода с допустимой температурой охлаждающей воды в 12°С. Имеющийся теплоперепад можно сработать с помощью бинарной энергоустановки с замкнутым контуром циркуляции на низкокипящем рабочем теле [2].
Предлагается использование бинарной энергоустановки в составе мощной конденсационной паровой турбины типа К-1200-6,8/50, где реализуется термодинамический цикл Ренкина на основе парового контура с отводом теплоты в холодном источнике второму контуру на низкокипящем рабочем теле (рис. 1). В качестве низкокипящего рабочего тела для бинарной энергоустановки в составе паровой турбины типа К-1200-6,8/50 предлагается использовать сжиженный пропан С3Н8 [3].
регенерации
Рис. 1. Схема бинарной энергоустановки в составе конденсационной паровой турбины типа К-1200-6,8/50.
Представленная бинарная энергоустановка (рис. 1) работает следующим образом. Отработавший в турбине пар при давлении в 5,0 кПа охлаждается и конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость. Полученный основной конденсат с помощью конденсатного насоса направляют в систему регенерации. В качестве охлаждающей жидкости используется сжиженный пропан С3Н8, который сжимают в насосе до давления 1,0 МПа и направляют в конденсатор паровой турбины типа К-1200-6,8/50 для охлаждения отработавшего в турбине пара. Конденсация 960 кг/с пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования равного примерно 2050 МВт, которая отводится на нагрев и испарение сжиженного газа С3Н8 с расходом в 5760 кг/с до температуры перегретого газа в 28°С. На выходе из конденсатора паровой турбины полученный перегретый газ С3Н8 направляют в турбодетандер, где в процессе расширения газа происходит снижение его температуры и давления, а мощность на валу турбодетандера передается соединенному на одном валу электрогенератору. После турбодетандера газообразный пропан с температурой в 22°С направляют в конденсатор водяного охлаждения, который охлаждается технической водой окружающей среды при допустимой температуре в 12°С для осеннего и весеннего периода времени. В процессе охлаждения газообразного пропана ниже его температуры насыщения происходит процесс интенсивного
сжижения, после чего сжиженный газ с температурой в 20°С направляют в насос и цикл повторяется [4, 5].
Таким образом, минимально допустимый температурный перепад в 21°С обеспечивает дополнительную полезную выработку электроэнергии бинарной энергоустановкой в 8,5 МВт при использовании в качестве источника холода - водные ресурсы окружающей среды в осенние и весенние периоды времени. В данном случаи дополнительная выработка электроэнергии в осенние и весенние периоды времени позволяет экономить на станции расход условного топлива на 2,7 т.у.т./час при использовании в качестве низкокипящего рабочего тела - сжиженный пропан C3H8.
Использованные источники:
1.Россия на турборынке: быстро - не всегда хорошо. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://atomicexpert-old.com/content/turborynok.
2.Гафуров А.М. Способ преобразования сбросной низкопотенциальной теплоты ТЭС. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2015. - №4 (28). - С. 28-32.
3.Патент на изобретение № 2562506 РФ. Способ работы тепловой электрической станции / Гафуров А.М. 10.09.2015 г.
4.Гафуров А.М. Повышение энергоэффективности тепловых электрических станций за счет утилизации тепловых отходов. В сборнике: Электроэнергетика глазами молодежи-2016 Материалы VII Международной молодежной научно-технической конференции. 2016. С. 49-52.
5.Гафуров А.М., Осипов Б.М., Гафуров Н.М., Гатина Р.З. Способ утилизации тепловых вторичных энергоресурсов промышленных предприятий для выработки электроэнергии. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2016. - № 11-12. - С. 36-42.
УДК 62-176.2
Гатина Р.З. студент
4 курс, факультет «Энергонасыщенных материалов и изделий»
ФГБОУ ВО «КНИТУ» Зайнуллин Р. Р., к. ф. -м. н. старший преподаватель кафедры ПЭС
ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ БИНАРНОГО ЦИКЛА В СОСТАВЕ КОНДЕНСАЦИОННОЙ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ ТИПА К-1000-5,9/25 ХТЗ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ В 5°С Рассматривается способ работы бинарной энергоустановки в составе конденсационной паровой турбины типа К-1000-5,9/25 ХТЗ при допустимой температуре охлаждающей воды в 5°С для зимнего периода. Ключевые слова: паровая турбина, бинарный цикл, рабочее тело.
ФОРУМ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ №6(10) 2017
http ://foram-nauka.m
376
