Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Исследование КПД парового модуля парогазовой установки большой мощности с разным количеством подогревателей

24.06.2019 2019 - №02 Aтомные электростанции

Чи Нгуен В.И. Белозеров

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.2.07

УДК: 621.16:621.311.25

Новейшие разработки компании Siemens в области парогазовых установок (ПГУ) [1, 2] позволяют использовать разные схемы систем подогревателей низкого давления (ПНД) для турбоустановки (ТУ), благодаря чему экономичность и надежность парового модуля ПГУ улучшаются. В настоящее время существует множество схем подогревателей, зависящих от типа ТУ.

В работе исследуются ПГУ с турбинами ЛМЗк600-166. Расчеты выполнены для следующих схем подогревателей [3 – 8]: 0 – нет подогревателей; 1 – газовый подогреватель (ГП) + ПНД1; 2 – ГП + ПНД1 + ПНД2; 3 – ГП + ПНД1+ ПНД2 + деаэратор; 4 – ГП + деаэратор.

Технические параметры подогревателей низкого давления выбраны согласно рекомендациям для турбин ЛМЗк600-166. Технические параметры газового подогревателя рассматриваются на основании входных параметров ПНД1 (схемы 1 – 3) или деаэратора (схема 4), деаэратора – на основании параметров котла-утилизатора (парогенератора).

Результаты расчетов показали, что при неиспользовании подогревателей КПД ТУ равно 36,6%. По мере увеличения числа подогревателей КПД ТУ растет, благодаря чему КПД ПГУ в целом возрастает. Но в случае нагрева питательной воды до максимально возможной, как в схеме 3, из-за потери тепла отработавшего газа в атмосферу, которую не смогла скомпенсировать система подогревателей, КПД ТУ сильно падает. А в схеме 4, когда ГП выполняет роль ПНД1, 2 и 3, с помощью тепла отработавшего газа, которое было бы сброшено в атмосферу в схеме 3, КПД ТУ достигает наивысшего значения (37,3%). Важно отметить, что в рассматриваемой версии ПГУ в настоящее время не использовалась система подогревателей для ее парового контура из-за ограничения технических параметров газового контура и котлаутилизатора. По сравнению с самой эффективной в мире ПГУ на данный момент расчетный КПД-нетто ПГУ с применением системы подогревателей для ее паровой установки выше на 1,6% (63,8% относительно 62,2%).

Ссылки

  1. Siemens HL class – The next generation of Siemens advanced air-cooled gas turbines. – Siemens Corporation, 2018. – 2 p. Электронный ресурс: https://www.siemens.com/content/dam/webassetpool/siemens/company/fairs-events/regions/russia/rew2018/documents/ru-en-hl-class-factsheet.pdf/ (дата доступа 17.09.2018).
  2. Siemens gas turbine portfolio. / Siemens Corporation. – 2018. – 24 p. Электронный ресурс: https://www.siemens.com/content/dam/webassetpool/mam/tag-siemens-com/smdb/power-and-gas/Gas%20Turbines/heavy-duty-gas-turbine/technical-paper-and-brochures/brochures/gas-turbines-siemens-int.pdf/ (дата доступа 17.09.2018).
  3. Volpi G., Penati M., Silva G. Heat Recovery Steam Generators for large combined cycle plants (250 MWe GT output): experiences with different design options and promising improvements by once-through technology development. / ANSALDO CALDAIE S.p.A. Presented at Power Gen Europe 2005, Milan, 28-30 June 2005. 16 p.
  4. Коротких А.Г. Системы регенерации тепла ЭС. – Томск: ТПУ, 2006 – 33 с. Электронный ресурс: http://portal.tpu.ru:7777/shared/k/korotkikh/educational_work/Tab/m3.pdf/ (дата доступа 17.09.2018).
  5. Heat Balance List, OMON Thermal Power Plant. / POWER GENERATION CORPORATION 3, EVN. – Hanoi, 2018. – 10 p.
  6. Кириллов П.Л., Богословская Г.П. Тепломассообмен в ядерных энергетических установках. – М.: Энерготомиздат, 2000. – 425 с.
  7. Кириллин В.А., Сычев В.В, Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. – М.: Наука, 1979. – 445 с.
  8. Ganapathy F. Heat-Recovery Steam Generators: Understand the Basics. – ABCO Industries, 1996. – 14 p.
  9. Powering a New Record at Edf 9ha.01 Sets Efficiency World Record. – GE Energy Infrastructure Co. Ltd. / General Electric Company. – Boston, 2016. – 8 p. Электронный ресурс: https://www.ge.com/content/dam/gepower-pgdp/global/en_US/documents/product/gas%20turbines/White%20Paper/gea32885-bouchain-whitepaper-final-aug-2016.pdf/ (дата доступа 17.09.2018).
  10. Белозёров В.И., Чусов И.А. Сборник задач по курсу «Техническая термодинамика». Учебное пособие. – Обнинск: ИАТЭ, 1998. – 76 с.
  11. Паровые турбины. – Санкт-Петербург, ОАО «Силовые Машины», 2018. – С. 50-68.
  12. Слободчук В.И., Шелегов А.С., Лескин С.Т. Основные системы энергоблоков АЭС. Учебное пособие. – Обнинск: ИАТЭ, 2010. – C. 142-214.
  13. Слобочук В.И. Пример выполнения курсового проекта по курсу «Атомные электрические станции». Учебное пособие. – Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ. – 2015. – 50 с.
  14. Новосельский О.Ю., Сафонов В.К., Шинов А.В. Сепараторы пара РБМК. – М.: ГУП НИКИ-ЭТ, 2005. – С. 114-120.
  15. Паротурбинная установка К-500-166 мощностью 500 МВт. – Санкт-Петербург, ОАО «Силовые Машины», 2018. – 9 с.
  16. Holmgren Magnus. IAPWS IF97 Excel Steam Tables. Электронный ресурс: http://www.x-eng.com/ (дата доступа 17.09.2018).
  17. Thermodynamic tables add in. The Excel in Mechanical Engineering Research Team. Электронный ресурс: https://www.me.ua.edu/ExcelinME/(дата доступа 17.09.2018).
  18. Study on Gas-Fired Combined Cycle Power Plant Project in Malaysia. – Tokyo Electric Power Services Co. Ltd., 2016. – 232 p.
  19. Варгавтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Наука., 1972. – 721 с.
  20. Heat Recovery Steam Generators. – Victory Energy Co. Ltd., 2017. – 4 с. Электронный ресурс: http://dev.victoryenergy.creativestate.com/pdf/VEO_HRSG_BRO_WEB.pdf/ (дата доступа 17.09.2018).

Siemens SGT-9000HL КПД ПГУ паровой модуль газовый подогреватель (ГП) турбоустановка (ТУ) подогреватель низкого давления (ПНД) барабан-сепаратор высокого давления (БСВД) барабан-сепаратор среднего давления (БССД) барабан-сепаратор низкого давления (БСНД) цилиндр высокого давления (ЦВД) цилиндр среднего давления (ЦСД) цилиндр низкого давления (ЦНД) питательная вода (ПВ) питательный насос (ПН) деаэратор (Д) конденсатный тракт (КТ)