Слайд 2
Основные вопросы
Обоснование необходимости сепарации.
Требования к качеству пара.
Понятие термина
“сепарация”.
Конструктивная схема сепарационного объема.
Способы сепарации.
Слайд 3
Обоснование необходимости сепарации
Наличие влаги в паре, образовавшемся в
испари-рителе ПГ, способствует:
эрозии паровпускных устройств и снижению КПД турбин
насыщенного пара;
заносу солями поверхностей лопаток турбин насы-щенного пара, паропроводов и т.д.;
отложению примесей на поверхности труб паро-перегревателя
Слайд 4
Обоснование необходимости сепарации
Слайд 5
Характерный вид эрозионных повреждений лопаток паровых турбин
Слайд 6
Характерный вид отложений на лопатках паровых турбин
Слайд 7
Обоснование необходимости сепарации
Слайд 8
Обоснование необходимости сепарации
В энергоблоках ВВЭР (PWR) используют, как
правило, паротурбинный цикл с насыщенным паром относительно низкого давления
(не более 7 МПа).
При таких параметрах загрязнение насыщенного пара происходит только за счет уноса паром капель влаги с растворенными в них солями и нерастворимыми продуктами (растворимость солей в паре в почти нулевая).
При высоких давлениям (свыше 7 МПа) содержание в паре некоторых веществ (оксидов железа и кремниевой кислоты) существенно повышается и более заметная доля их начинает выноситься с паром с поверхностей нагрева
Слайд 9
Солесодержание насыщенного пара
Основной задачей по обеспечению качества насыщенного
пара при низких и средних давлениях является ограничение выноса
веществ, находящихся в испаряемой воде. В общем случае солесодержание насыщенного пара
SП, SПР - солесодержание в паре и в воде парогенератора соответственно, мг/кг;
y - влажность пара (доля влаги в паре);
KP- коэффициент распределения, характеризующий растворимость веществ в паре
Слайд 10
Обоснование необходимости сепарации
При давлении пара 2,5...7,0 МПа, характерном
для современных ЯЭУ, растворимость солей в паре незначительна и
ею можно пренебречь.
Тогда общее солесодержание в паре зависит лишь от влажности пара
Следовательно, для получения пара высокого качества необходимо:
ограничить вынос капель влаги паром;
понизить солесодержание примесей в уносимой влаге
Слайд 11
Требования к качеству пара
(относительно содержания влаги)
влажность пара на
входе в турбину насыщенного пара yВХ ≤ 0,2÷0,25 %
;
влажность пара на входе в пароперегреватель
прямоточного ПГ yВХ ≤ 0,02÷0,05 %
Слайд 12
Понятие термина “сепарация”
Совокупность двух процессов: разделения пароводяной смеси
и осушки пара называют сепарацией пара
Слайд 13
Сепарационная схема горизонтального
ПГ с U-образными трубками
1
2
1
2
3
4
5
Слайд 14
Сепарационная схема горизонтального
ПГ с U-образными трубками
Слайд 15
Сепарационные схемы вертикальных ПГ
ПГ со змеевиковыми трубками
ПГ с
U-образными трубками
Слайд 16
Сепарационная схема БС реактора РБМК
Слайд 17
Состав сепарационного барабана
Погруженный дырчатый лист (щит).
Сепаратор.
Пароприемный щит (потолок).
Слайд 18
Способы сепарации
гравитационная;
принудительная (ЖС, циклоны)
Слайд 19
Гравитационная сепарация
Два механизма (транспортировка и заброс).
Основные определяющие факторы:
приведенная
скорость пара w”0;
высота парового пространства H.
Дополнительные определяющие факторы:
равномерность
нагрузки З.И.
состав парогенераторной воды
Слайд 20
Паогенераторы АЭС, 2014/15 уч.г.
Зависимость влажности пара
от высоты парового
объема
Слайд 21
Зависимость влажности пара
от высоты парового объема
Слайд 22
Зависимость влажности пара
от приведенной скорости пара
Слайд 23
Гравитационная сепарация
1 Y = 0 ÷ 0,0003;
m = 1 ÷ 2,5
2 Y = 0,0003
÷ 0,002; m = 2,5 ÷ 4
3 Y > 0,002; m = 8 ÷ 10
Зависимость влажности пара
от приведенной скорости пара
Слайд 25
Погруженный дырчатый лист (щит)
Назначение - обеспечение равномерности нагрузки
З.И.
Расположение – на 50 – 75 мм ниже массового
уровня.
Перфорация – отверстиями диаметром ≥ 10 мм.
Обязательные элементы – закраины.
Режим работы – беспровальный.
Слайд 26
Влияние ПДЛ на положение
действительного уровня в парогенераторе
I
– парогенератор с ПДЛ; II – без ПДЛ
Слайд 27
ПГ АЭС
Зависимость скорости пара в отверстиях
ПДЛ от давления
Слайд 28
Погруженный дырчатый лист
Зависимости скоростей в отверстиях
ПДЛ от давления
1-
минимальная
2-рекомендуемая
Слайд 29
Жалюзийные сепараторы
Горизонтальные ЖС.
Наклонные ЖС.
Вертикальные ЖС.
Слайд 30
Горизонтальный ЖС
Установка горизонтального ЖС
Предельные скорости перед ЖС
Слайд 31
Горизонтальный ЖС
Жалюзийные сепараторы обладают многими
достоинствами:
- высокая эффективность осушения пара;
- высокая надежность эксплуатации;
-
малое гидравлическое сопротивление;
- простота конструкции, изготовления и монтажа.
К недостаткам ЖС относят:
- значительную металлоемкость;
- сложность дренажа отсепарированной воды.
Слайд 32
Вертикальный ЖС
1 – дырчатые щиты;
2- жалюзи;
3- глухая крышка;
4-
сборники сепарата;
5- сепаратоотводящие трубы
Слайд 33
Типы сепарационных элементов вертикального ЖС
Слайд 34
Изменение сепарационной схемы ПГВ-1000
1-начальная схема с жалюзи
2-закрыт канал
с горячей стороны
3- удалены жалюзи
4- новая схема
Слайд 35
Изменение сепарационной схемы ПГВ-1000
В настоящее
время в новых проектах парогенераторов ПГВ-1000М (ПГВ-1000М(В) и др.
используется сепарационная схема, основанная на
использовании гравитационной сепарации.
Для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения используется погруженный дырчатый лист (ПДЛ), а вместо жалюзийного сепаратора устанавливается плоский пароприемный дырчатый лист (ППДЛ)
6 – ППДЛ; 7 - ПДЛ
Слайд 36
Сепарационные характеристики ПГВ-1000
1,2 схемы…рис.1-6 (100%)
3 схема… рис.7 (100%)
4
схема…рис.8 (100%)
4 схема…рис. 9 (105%)
Слайд 37
Перспективные сепарационные схемы горизонтальных ПГ ВВЭР
Сепарационная схема без
ЖС применена на еще более мощном перспективном ПГВ-1500 реакторной
установки с ВВЭР-1500.
В ПГВ-1500 существенно изменилась схема вывода пара из парогенератора.
Вместо 10 пароотводящих патрубков (ПГВ-1000, распределенных равномерно по верхней поверхности корпуса ПГ, в ПГВ-1500 устанавливается 2 патрубка
Слайд 38
Перспективные сепарационные схемы горизонтальных ПГ ВВЭР
Слайд 39
Перспективные сепарационные схемы горизонтальных ПГ ВВЭР
Уменьшение количества патрубков
приводит к появлению неравномерности отвода пара из парогенератора (ПГ),
и вследствие этого, к ухудшению сепарационных характеристик ПГ.
Для устранения этой неравномерности ППДЛ, устанавливаемый в верхней части парового пространства, должен иметь переменную по длине ПГ перфорацию.
Слайд 40
Центробежные сепараторы
В настоящее время в кипящих реакторах и
в вертикальных парогенераторах реакторных установок с водо-водяными реакторами нашли
применение центробежные сепарационные устройства с осевым или радиальным подводом пароводяной смеси.
Слайд 41
Центробежные сепараторы
Сепарация в осевых устройствах осуществляется с использованием
закручивания потока специальными завихрителями, в радиальных сепараторах - тангенциальной
подачей двухфазной смеси в объем сепарационного устройства, например, циклоны
Слайд 42
Центробежные сепараторы
Такие устройства компактны и достаточно эффективны, но
имеют значительные гидравлические сопротивления, что, как правило, требует организации
принудительной циркуляции пароводяной смеси.
Слайд 43
Конструкция одноступенчатого осевого сепаратора для установки в вертикальных
парогенераторах
1 – подводящий патрубок;
2 – завихритель;
3 –
перфорированный корпус
Слайд 44
Принципиальная схема центробежного сепаратора
1 - пароводяная смесь;
2 –
отсепарированная вода;
3 – пар;
4 - завихритель
Слайд 45
Принцип действия циклона
Пароводяная смесь поступает во входной патрубок
1 и далее, проходя через лопаточный завихритель 2, получает
вращательное движение.
Вода центробежной силой отжимается к стенке корпуса 3 сепаратора и через отверстия отводится в объем между сепараторами. Пар выходит из сепаратора в паровой объем.
Сепараторы крепятся на плите над пучком трубок теплопередающей поверхности.
Слайд 46
Продольный разрез вертикального ПГ PWR
Слайд 47
Условия эффективной работы циклона
Нормальная работа циклона обусловлена правильным
выбором расхода пара, от чего зависит влажность отсепарированного пара.
Расход пара через циклон стандартного размера нормируется.
Слайд 48
Рекомендуемые нагрузки единичного циклона диаметром 290 мм
1
– нормальные; 2 – минимальные
Слайд 52
Сравнение разных способов сепарации
Слайд 53
Сравнение разных способов сепарации
Слайд 54
Сравнение разных способов сепарации