РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ПОДОГРЕВ
ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ

4.1. Предельный регенеративный цикл и реализация регенеративного подогрева в тепловых схемах АЭС

В § 3.2 были показаны преимущества регенеративного подогрева. Чем больше число регенеративных подогревателей, тем выше тепловая экономичность цикла (рис. 4.1). Если число ступеней регенерации будет бесконечно большим и соответственно теплоперепады на в′ б′ может быть заменена кривой в′ б′ . При этом получается цикл аа′ вв′ б с максимально возможной тепловой экономичностью, называемой предельным регенеративным циклом. Из рис. 4.1 видно, что если бы кривая в′ б′ была эквидистантна линия аа′ в, то значения термического КПД предельного регенеративного цикла и КПД цикла Карно при одинаковых значениях начальной и конечной температуре циклов были бы равны. Так как это условие не соблюдается, то термический КПД даже для предельного регенеративного цикла несколько меньше, чем для цикла Карно. Сказанное полностью относится к циклам на насыщенном паре, характерным для АЭС с водным теплоносителем. Так как предельная температура питательной воды после системы регенерации не может быть равна температуре перегрева, то в циклах с перегревом различие между предельным регенеративным циклом и циклом Карно значительнее. Геотермальная энергия Солнечная энергетика в России

Предельный регенеративный цикл, для которого КПД максимален (ηр макс), отвечает бесконечно большому числу ступеней регенерации. В реальных условиях число ступеней является конечным и выбирается по соображениям, изложенным ниже. КПД регенеративного цикла ηp будет меньше чем ηр макс, но

Рис. 4.1. Сопоставление предельного регенеративного цикла и цикла Карно
Рис. 4.1. Сопоставление предельного регенеративного цикла и цикла Карно

больше, чем КПД цикла без регенерации ηк . На рис. 4.1, так же как и на рис. 3.5, представлен процесс, при котором все количество пара, поступающего в турбину, направляется последовательно в регенеративные подогреватели и возвращается из них в турбину для продолжения производства работы в ней (рис. 4.2). В реальных условиях такой процесс не осуществляется по двум причинам. Во-первых (и это ясно видно из рис. 3.5 и 4.1), в последних ступенях турбины влажность пара достигла бы весьма большого, недопустимого значения, во-вторых, пропуск полного расхода пара через систему регенерации требует увеличения числа цилиндров турбины, огромного расхода металла на паропроводы больших диаметров и значительных габаритов строительных конструкций АЭС. В связи с этим в реальных условиях в регенеративные подогреватели направляют только часть общего расхода пара и в них полностью этот пар конденсируют, без возврата в турбину, что конструктивно предпочтительнее. В термодинамическом отношении отвод полного расхода пара на регенерацию с частичной конденсацией и последующим возвратом его для работы в турбине эквивалентен отбору части пара с его полной конденсацией в регенеративном подогревателе. Однако в последнем случае влажность пара в конце турбины получается существенно меньшей, что благоприятно. Расход пара по ступеням турбины после каждого отбора пара на регенерацию уменьшается. Расход отбираемого пара, являющегося греющим паром подогревателей, обозначают через а в долях от полного расхода пара на турбину, то есть α = D/Do. Нумерацию отборов пара из турбины (1, 2, 3 и т. д.) ведут по ходу пара от головной части машины к конденсатору; подогреватели нумеруют по ходу воды от конденсатора до входа в реактор одноконтурной АЭС или в парогенератор двухконтурной АЭС.

Рис. 4.2. Организация регенеративного подогрева питательной воды при отводе в подогреватели полного расхода пара:
Рис. 4.2. Организация регенеративного подогрева питательной воды при отводе в подогреватели полного расхода пара:

1 — парогенератор; 2 — турбина; 3 — конденсатор; 4 — насос; 5 — регенеративные подогреватели

Источники ионизирующих излучений в ядерных энергетических установках. Система теплоносителя как источник излучений. Закономерности ослабления ионизирующих излучений в веществе. Радиационное повреждение реакторных материалов. Тепловые и гидравлические процессы в ядерных энергетических установках. Особенности контура отвода тепла. Теплогидравлический расчет активных зон, охлаждаемых однофазным, двухфазным водным, жидкометаллическим, газовым теплоносителем. Кризис теплообмена. Запасы до кризиса.

Атомные электрические станции учебник для высшей школы