ТЕПЛОВОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СЕПАРАТОРОВ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ ТУРБИН НАСЫЩЕННОГО ПАРА АЭС

РТМ 108.020.107—76

Издание официальное

РАЗРАБОТАН Научно-производственным объединением по исследованию и проектированию энергетического оборудования (НПО ЦКТИ)

Генеральный директор    Н.    М.    МАРКОВ

И. о. заведующего базовым отраслевым отделом стандартизации    В.    Л.    МАРКОВ

Руководители темы:    П.    А. АНДРЕЕВ,

Б. Л. ПАСКАРЬ,

Е. Д. ФЕДОРОВИЧ

Подольским машиностроительным заводом им. Орджоникидзе

Главный инженер    Е.    А.    ФАДЕЕВ

Руководитель темы    Л. Н. АРТЕМОВ

ВНЕСЕН Научно-производственным объединением по исследованию и проектированию энергетического оборудования (НПО ЦКТИ)

Генеральный директор    Н. М. МАРКОВ

И. о. заведующего базовым отраслевым отделом стандартизации    В.    Л.    МАРКОВ

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Техническим управлением Министерства энергетического машиностроения

Начальник Технического управления    В. П. ПЛАСТОВ

Начальник отдела опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ

тю атомному машиностроению    А. В. ШТАПАУК

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ указанием Министерства энергетического машиностроения от 3 декабря 1976 г. № ДК-002/8446

Заместитель министра    Д.    Г.    КУЗНЕЦОВ

PTM 108.020.107—76 Стр. 9

ектирования и эксплуатации существующих СС и КС рекомендуется их полный объем принимать равным не менее минутного расхода жидкости.

2.4.3.    Не допускается использовать КС и СС в качестве емкостей для приема потоков теплоносителей с температурой выше температуры потоков из СПП (посторонние потоки теплоносителей обязательно должны учитываться при расчете объемов СС и КС).

2.4.4.    Рабочее положение уровня рекомендуется устанавливать в средней точке по высоте СС и КС.

2.4.5.    При проектировании СС и КС в нх конструкции рекомендуется предусматривать:

противовороночные устройства над выходным патрубком;

устройства для успокоения уровня;

патрубок в СС для соединения с паровым объемом СПП за сепаратором;

расположение входного патрубка над уровнем (для КС) и под уровнем (для СС);

штуцеры для уровнемеров (количество штуцеров определяется турбинными заводами и проектировщиками станции);

штуцеры для удаления неконденсирующихся газов;

патрубок для отбора проб на наличие С1~-иона (для СПП, выполненных из аустенитных сталей);

штуцеры для дыхательных линий (если они необходимы).

2.5.    Техническое задание на проектирование СПП

2.5.1.    Техническое задание должно разрабатываться в соответствии с ГОСТ 15.001-73 и ОСТ 24.001.08—72 [3].

2.5.2.    Техническое задание должно включать режимные параметры при работе на следующих нагрузках: на нагрузках холостого хода, 25, 50, 75 и 100%-ной от номинальной мощности и на режиме максимальной мощности.

Ниже приводится перечень параметров, необходимых для включения в техническое задание:

(?„—расход нагреваемого пара на СПП, кг/с, кг/ч;

(l—xl?) —влажность нагреваемого пара на входе в СПП, %;

р“—давление нагреваемого пара на входе в СПП, кгс/см²; — температура нагреваемого пара на входе в СПП, °С; —температура нагреваемого пара на выходе из СПП, °С; ^Д/>н — потери давления нагреваемого пара в СПП, кгс/см²; р_г—давление греющего пара на входе в аппарат (всех ступеней перегрева), кгс/см²; t_r — температура греющего пара на входе в аппарат (всех ступеней перегрева), °С;

(1 — х_г) — влажность греющего пара (всехступеней перегрева), %;

химический состав нагреваемого и греющего пара всех ступеней;

количество неконденсирующихся газов и их состав в нагреваемом и греющем паре всех ступеней.

Стр. 10 РТМ 108.020.107—76

3. СЕПАРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (назначение элементов и рекомендации по проектированию)

3.1.    Начальные условия, назначение, элементы

3.1.1.    В зависимости от схемы турбоустановки могут применяться промежуточные сепараторы-пароперегреватели или промежуточные сепараторы. В расчетах сепарационных устройств СПП и СП нет принципиальных различий.

3.1.2.    Сепарационное устройство предназначено для снижения влажности пара от начальных значений (1—х_вх) до значений влажности на выходе (1 — х_вых) < 1 %.

3.1.3.    Значение начальной влажности смеси перед аппаратом принимается равным значению на выходе из соответствующего цилиндра турбоустановки и для различных типов турбоустановок изменяется в диапазоне (1 —х_вх) = 12 — 15%.

При уменьшении нагрузки турбоустановки начальная влажность изменяется незначительно, при этом ее значения практически не превосходят значений для номинальной нагрузки. В связи с этим наиболее тяжелым для сепарационного устройства следует считать режим при максимальном расходе пара. Допустимо выполнение расчетов только для этой нагрузки.

3.1.4.    Сепарационное устройство состоит из следующих элементов: входной камеры; входного коллектора; элементов, в которых осуществляется отделение от пара основного количества жидкости (в отечественных конструкциях — жалюзийных пакетов); выходного коллектора, дренажного устройства. В некоторых аппаратах могут отсутствовать отдельные элементы, например, выходной се-парационный коллектор в СПП-500. Отдельные элементы могут быть образованы путем соответствующих конструктивных решений других элементов. Например, блоки, состоящие из направляющих лопаток, жалюзийных пакетов и дроссельных дырчатых листов в совокупности с разделительными перегородками, в аппаратах СПП-220М, СПП-500-1, СПП-750 образуются входные и выходные коллекторы.

3.2. Входная камера

3.2.1.    Во входную камеру осуществляется подвод влажного пара от соответствующего цилиндра турбины. Входная камера должна обеспечивать равномерное распределение потока пара по входным коллекторам сепарационных блоков при минимальных габаритах, гидравлическом сопротивлении и паровом объеме.

3.2.2.    Применение входной камеры рекомендуется при боковом подводе влажного пара к вертикальным аппаратам. Наличие входной камеры позволяет использовать симметричную относительно оси аппарата компоновку сепарационных элементов, что целесообразно по конструктивным и технологическим соображениям, а также по условиям экспериментальной отработки сепарационного устройства.

Стр. 12 РТМ 108.020.107—76

Пароперегревательные пучки а аппаратах СПП-220 и СГСП-750, а также пароперегревательный пучок и сепарационные блоки в СПП-500 показаны условно (заштрихованные области). Направление движения потока пара указано стрелками. Через боковой патрубок пар подводится к входной камере и, огибая центральную трубу или центральный конус, поступает в секции кольцевого клинового коллектора (при кольцевом расположении пакетов) или в «секторные» входные коллекторы (при радиальном расположении пакетов).

3.2.4.    В вертикальных аппаратах принимается верхнее или нижнее по отношению к сепарационным элементам расположение входных камер.

При нижнем расположении входной камеры (например, в аппарате СПП-220) для удаления жидкости, поступающей в виде пленки из трубопроводов и частично оседающей на стенках входной камеры, необходимо предусматривать специальные дренажные линии.

При верхнем расположении входной камеры влага, отделенная в трубопроводе и входной камере, удаляется через дренажные устройства входных коллекторов и жалюзийных пакетов. Влажность на входе в аппараты относительно невелика, и жалюзийные пакеты в состоянии обеспечить ее эффективное отделение. При низких нагрузках значительное количество влаги 'может быть отделено во входных коллекторах даже при существенной неравномерности ее поступления на сепарационные блоки.

3.2.5.    Неравномерность распределения парового потока на выходе из входных камер в настоящее время не может быть Определена расчетным путем и устанавливается на основе исследований на моделях и натурных аппаратах.

Оценка неравномерности распределения потока на выходе из входной камеры производится с помощью коэффициента распределения скорости

'К, = —.    (2)

где w — местное значение скорости, м/с;

ш_ср — среднерасходное значение скорости, м/с.

При проектировании аппарата определяющим является максимальное значение . Значения указанного коэффициента для некоторых конструкций входных камер, полученные при стендовых исследованиях на моделях (для аппарата СПП-500 подтвержденные испытаниями на головном образце), представлены в табл. 1.

Для иных конструкций входных камер коэффициент должен определяться экспериментально.

3.3. Входные коллекторы

3.3.1. Основное назначение входных коллекторов — обеспечение равномерной раздачи потока пара по жалюзийным пакетам. При вертикальной конструкции аппаратов и многоярусном по высоте

PTM 108.020.107—76    Стр. 13

Таблица 1 Тип СПП Максимальное значение коэффициента распределения скорости СПП-500 1,2 СПП-220М 1,1 СПП-220 1,5

расположении жалюзийных пакетов входные коллекторы должны обеспечивать равномерное распределение потока по высоте сепара-ционных устройств при общем повороте потока на 90°.

3.3.2.    Принципиальные конструкции входных коллекторов приведены на черт. 4.

Входной коллектор аппарата СПП-500 образован внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и блоком направляющих лопаток, расположенных под углом так, что между корпусом и лопатками создается клиновое сечение. В коллекторе имеет место опускное движение влажного пара. В нижней части коллектора предусмотрен канал для дренажа отделенной влаги. Направляющие лопатки изготовлены в виде самостоятельного блока, единого по всей высоте сепарационной части аппарата и расположенного по ходу потока пара перед жалюзийными пакетами.

Поток пара при входе в направляющий аппарат поворачивает на 165°, затем делает поворот между лопатками на 75° и практически в горизонтальном направлении поступает на жалюзийные пакеты. Блок направляющих лопаток обеспечивает достаточно равномерное поле скоростей перед пакетами жалюзи и отделение от влажного пара некоторого количества жидкости.

Входной коллектор аппарата СПП-220 в вертикальном сечении также имеет форму клина. В коллекторе осуществляется подъемное движение влажного пара. Направляющие лопатки выполнены в едином блоке с жалюзийными пакетами. Профиль лопаток в аппаратах СПП-220 и СПП-500 принят единый, однако в СПП-220 лопатки расположены так, что поток пара при входе в них практически не меняет своего направления.

На черт. 5 приведены принципиальная конструкция сепараци-онного блока аппаратов СПП-220М,    СПП-500-I,    СПП-750,

СПП-1000 и основные геометрические размеры блоков. В аппаратах принято радиальное расположение блоков. Входной коллектор имеет форму, близкую к клину, не только в вертикальном, но и в горизонтальном сечениях. Наклонная стенка выходного коллектора Р2 показана на черт. 5 условно, так как является стенкой Р1 близлежащего блока. В этих конструкциях направляющие лопатки выполнены единым блоком с жалюзийными пакетами и дырчатыми листами.

3.3.3.    В коллекторах с опускным движением среды происходит отделение жидкости вследствие резкого поворота потока влажного

Принципиальная конструкция сепарационного блока

/ — входной коллектор; 2 — выходной коллектор; 3 — жалюзийные пакеты; 4 — направляющие лопатки; 5 — дроссельный дырчатый лист

Черт. Б

Стр. 16 РТМ 108.020.107—76

пара направляющими лопатками. Наиболее крупные из капель, находящихся во влажном паре, под действием инерционных сил перемещаются в узкую часть входного коллектора и отводятся из

аппарата.

На черт. 6 приведены опытные данные по отделению влаги во входных коллекторах. По оси ординат отложено отношение количества жидкости, отделенной входным коллектором L_K, к количеству жидкости на входе L. На оси абсцисс приведены значения скоростей воздуха на входе в жалюзийные пакеты w_m. Для возможности использования результатов испытаний при реальных условиях на оси абсцисс приведены также значения параметра К» соответствующие значениям скорости потока на входе в жалюзийные пакеты.

Определение параметра К дано в п. 3.4.2, а в п. 3.4.3 показано, что номинальные режимы работы отечественных аппаратов соответствуют значениям К=0,50,75.

Из черт. 6 следует, что при значениях К^ 0,5-^-0,75 входные коллекторы отделяют значительную долю поступающей жидкости, причем существенно большую эффективность обеспечивает конструкция входного коллектора СПП-500.

Отделение влаги в коллекторах обеспечивает дополнительную надежность работы сепарационных устройств как в рабочем диапазоне нагрузок турбоустановки, так и в режиме пуска, когда возможно поступление значительного количества жидкости в отдельные входные коллекторы или отдельные зоны общего входного коллектора.

В коллекторе с подъемным движением влажного пара (СПП-220) принятая конструкция коллектора и направляющих лопаток обеспечивает поступление всей влаги непосредственно на жалюзийные пакеты, т. е. отделение влаги в коллекторе не происходит. Принципиально возможна организация отделения и отвода влаги из коллекторов с подъемным движением среды, однако это вызывает существенное усложнение конструкции аппарата. В связи с этим предпочтительной является организация опускного движения во входных коллекторах и соответственно верхнее относительно сепарационных блоков расположение входных камер.

PTM 108.020.107—76 Стр. 17

3.3.4. Неравномерность распределения парового потока на выходе из входных коллекторов или в жалюзийных пакетах может быть установлена на основании экспериментальных исследований и количественно характеризуется коэффициентом распределения скорости

<³>

где до_ж и ш_ж — местное и среднерасходное значения скоростей до жалюзийного пакета или за ним соответственно, м/с.

Равномерность распределения потока достигается не только за счет входных коллекторов, но и за счет соответствующих конструкций выходных коллекторов, дросселирования потока с помощью дырчатых листов за жалюзийными пакетами или дросселирования в пароперегревательных пучках. В связи с этим входные коллекторы являются одним из элементов, обеспечивающих равномерную раздачу пара по пакетам, однако условно неравномерность отнесена только к входным коллекторам.

Максимальные значения коэффициента неравномерности, полученные при испытаниях на моделях, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Наименование СПП-500 СПП-220 СПП-220М Коэффициент живого сечения дырчатого листа за жалюзийными пакетами, % — 5,9 10,5 7,8 5,4 Максимальное значение коэффициента неравномерности 2,2 1.5 2,2 2,1 1,8

Для новых конструкций СПП, отличных от указанных выше, значения коэффициента неравномерности должны определяться экспериментальным путем.

3.4. Жалюзийные пакеты

3.4.1.    Жалюзийные пакеты являются основным устройством для отделения капель воды от потока пара.

Поток пара проходит через жалюзийные пакеты в горизонтальном или близком к горизонтали направлениях. Капли воды отделяются от потока пара в основном под действием центробежных сил при поворотах потока в криволинейных каналах между пластинами жалюзи. Пленка отсепарированной жидкости стекает по поверхности жалюзи перпендикулярно направлению движения потока пара. Нарушение нормальной работы жалюзийных пакетов обусловлено увлечением пленки жидкости в направлении потока пара и срывом капель с выходных кромок жалюзи в нижней части пакетов.

3.4.2.    Критическая скорость набегания потока пара на жалюзи ау_кр соответствует минимальной влажности потока, выходящего

2 Заказ 666

из жалюзийного пакета, при условии обеспечения равномерного поля скоростей.

Критическая скорость рассчитывается по формуле

где о—коэффициент поверхностного натяжения, кгс/м;

К_Кр — безразмерный параметр.

Безразмерный параметр Ккр зависит от начальной влажности пара (1—х_вх), ширины жалюзийных пластин по ходу потока b или числа волн в профиле и рабочей высоты пластин h. Зависимость /Скр от начальной влажности приведена на черт. 7.

Заштрихованная область ограничивает расслоение опытных данных, полученных при исследованиях на разных средах и различных экспериментальных установках. Расслоение данных обусловлено, главным образом, разными методиками определения критических скоростей, отличием экспериментальных установок и частично различием высоты пакетов и их ширины.

Из черт. 7 следует, что при влажности перед пакетами (1 —х_вх) = 12-И5%, характерной для СПП, критическая скорость пара соответствует Ккр=1.4, если значение Кщ> принимать с запасом по нижней границе области. Значения скорости в зависимости от давления для пароводяной смеси приведены на черт. 8. Верхняя кривая соответствует значению К_кр = 1,4. В данном случае w = w_Kp. Дополнительные пояснения к графику см. в п. 3.4.3.

При начальной влажности 12—15% безразмерный параметр Ккр в зависимости от рабочей высоты жалюзи и ширины пластин по ходу потока или числа волн в профиле рассчитывается по формуле

Ккр = 1,9 — 0,33 (-^-)° ²⁵.

Группа Е02

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

ТЕПЛОВОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СЕПАРАТОРОВ-ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ ТУРБИН НАСЫЩЕННОГО ПАРА АЭС

Указанием Министерства энергетического машиностроения от 03.12.76 N2 ДК-002/8446 срок введения установлен

с 01.07.78 до 01.07.83

Настоящий руководящий технический материал (РТМ) распространяется на сепараторы-пароперегреватели (СПП) и их основные элементы. РТМ устанавливает методику теплового и гидравлического расчета пароперегревателей, аэродинамического и гидравлического расчета сепараторов, гидравлического расчета раздающих и сборных устройств и трубопроводов и содержит методические указания по практическому выполнению теплогидравлических расчетов СПП.

РТМ может быть также применен при проектировании СПП турбин перегретого пара (АЭС с ВВЭР и РБМКП), если в качестве греющего пара второй ступени использовать сухой насыщенный пар из барабанов-сепараторов.

РТМ разрабатывал коллектив авторов: Л. Л. Бачило, В. М. Бо-ришанский, О. С. Виноградов, Д. И. Волков, Ю. П. Воробьев, Н. С. Головко, Д. И. Гремилов, Л. Н. Демидова, В. Ф. Десятун, Е. Д. Елькина, М. Я- Залманзон, Н. В. Зозуля, Н. И. Иващенко, С. В. Ионушас, Б. М. Козлов, Г. В. Краснопольский, О. П. Кректу-нов, Б. Л. Крейдин, А. М. Маринич, Я. А. Мицюль, В. Ф. Москви-чев, Г. А. Пантелеева, В. П. Ратников, О. П. Романова, В. В. Сапе-лов, Н. М. Свиридова, Ю. Л. Сорокин, В. М. Уварова, Е. В. Черных, Б. И. Шейнин, И. Я. Шкуратов, В. Ф. Юдин.

PTM 108.020.107—76 Стр. 19

Результаты расчетов по формуле (5) приведены на черт. 9 (кривая 1), из которого следует:

изменение ширины жалюзийных пластин оказывает незначительное влияние на величину Ккр. В связи с этим нет оснований

Зависимость скорости пара от давления при различных значениях К

1 — сепаратор турбоустановки АК-70(СП-70);    СПП-220М; 3 — СПП-220; 4 — СПП-500-I; 5 — СПП'500; 6-СПП-750; 7-СПП-1000 Черт. 8

для изменения ширины пластин по сравнению с применяемой в СПП величиной 6=0,1 м. Необходимо учитывать, что увеличение ширины 6 или числа волн приведет к повышению габаритов и веса СПП, а уменьшение 6 может вызвать снижение эффективности работы жалюзийных пакетов, т. е. повышение влажности на выходе;

уменьшение высоты жалюзийных пластин менее 0,4—0,5 м приведет к снижению критической скорости из-за возрастания от-

Стр. 2 РТМ 108.020.107—76

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Геометрические параметры СПП и их элементов

D, Д, — наружный и внутренний диаметры корпуса аппарата, м;

d, d„ — наружный и внутренний диаметры трубы, м; d₉ — эквивалентный диаметр канала (пучка труб), м;

D_p—диаметр по вершинам ребер, м; h₉ — высота ребра, м;

8—толщина, м;

I —длина труб, м;

S — шаг труб равносторонней решетки продольно обтекаемых пучков, м;

S_lt S₂, S'₂— шаг труб (поперечный,продольный,диагональный),м; а_и о₂, о'—относительный шаг труб (поперечный, продольный, диагональный);

U — смоченный периметр, м;

Н — площадь поверхности теплообмена, м²;

/ — площадь живого сечения, м²; п — число труб;

z — число рядов труб по глубине пучка; k_m — абсолютная шероховатость труб, м.

Тепловые параметры СПП

G—массовый расход пара, кг/ч, кг/с;

(?„, G_r — массовый расход нагреваемого и греющего пара, кг/ч, кг/с;

G_c — массовый расход пара перед сепаратором, кг/ч, кг/с;

Q — тепловой поток, ккал/ч; q — удельный тепловой поток, ккал/ (м² • ч); i — удельная энтальпия, ккал/кг;

V, i"— удельная энтальпия жидкости, пара на линии насыщения, ккал/кг;

i“, t®“^x — удельная энтальпия нагреваемого пара перед ступенью и за ступенью ПП, ккал/кг; г“, £®^ых — удельная энтальпия греющего пара (конденсата) перед ступенью и за ступенью ПП, ккал/кг; t — температура, °С;

Т — абсолютная температура. К;

Дt—температурный напор, °С; р — абсолютное давление, кгс/см², кгс/м²; pf, — давление нагреваемого пара перед ступенью и за ступенью ПП, кгс/см², кгс/м²; pf^x, — давление греющего пара перед ступенью и за ступенью ПП, кгс/см², кгс/м²;

АР — перепад давления, кгс/см², кгс/м².

PTM 108.020.107—76 Стр. 3

Теплофизические свойства воды и пара, расчетные коэффициенты

Т, 7'г У" — удельный вес, удельный вес жидкости, удельный вес _t    пара, кгс/м³;

Р» Р» р" — плотность, плотность жидкости, плотность пара, кг/м³;

v—удельный объем пара, м³/кгс;

— коэффициент теплопроводности, ккал/(м*ч*°С); р — коэффициент динамической вязкости, кгс • с/м²; ч = Pgv — коэффициент кинематической вязкости, м²/с;

Гс_р — теплоемкость при р=const, ккал/(кг • °С); г — теплота парообразования, ккал/кг; g — ускорение силы тяжести, м/с²; w — скорость пара, м/с; w₀ — скорость циркуляции, м/с; а — коэффициент теплоотдачи, ккал/(м² • ч • °С); k— коэффициент теплопередачи, ккал/(м² • ч • °С);

? — коэффициент сопротивления трения;

С — коэффициент местного сопротивления; х — степень сухости пара (паросодержание);

Е — коэффициент эффективности ребра;

® || Я/Я_гл —коэффициент оребрения.

Безразмерные комплексы

Nu =    —    число    Нуссельта;

Re = ^ — число Рейнольдса;

где lo—d_B — при течении в трубе;

lo=d_a — при продольном обтекании гладкотрубных пучков и каналов;

/₀=//2 — при конденсации пара внутри вертикальных труб (для определения числа Фруда).

Индексы

г — греющий, газ; н — нагреваемый; вх, вых — на входе, на выходе; ср — среднее; тр — труба; д — дренаж; ст—стенка;

Стр. 4 РТМ 108.020.107—76

сеп — сепаратор; нас — насыщения; гл — гладкая; пот — поток, потеря; с — сепарат;

/— линейный; р — ребро; п — пучок, пар; к — кожух; в.к — входная камера; пл — пленка; расч — расчетный; поп — поперечный; кол — коллектор; кам — камера;

1,    II — соответственно первая и вторая ступени ПП.

Сокращения

СПП — промежуточный сепаратор-пароперегреватель;

СС — сепаратосборник;

КС — конденсатосборник;

ПНД — подогреватель низкого давления;

ПВД — подогреватель высокого давления;

ЦВД — цилиндр высокого давления;

ЦСД — цилиндр среднего давления;

ЦНД — цилиндр низкого давления;

ПП — пароперегреватель;

СП — сепаратор.

2.    ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ СХЕМ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СЕПАРАЦИИ И ПЕРЕГРЕВА ПАРА В ТУРБОУСТАНОВКАХ АЭС

>2.1. Требования к схеме

2.1.1.    Схема промежуточной сепарации и перегрева пара выбирается на основе комплексной оптимизации турбоустановки и блока АЭС в целом с учетом обеспечения надежности работы оборудования в соответствии с РТМ 24.021.16—74. Один из возможных вариантов схемы включения промежуточного сепаратора-пароперегревателя представлен на черт. 1, где изображен СПП с двухступенчатым перегревом пара и показаны основные потоки теплоносителей. В аппарате допускается одноступенчатый перегрев пара.

2.1.2.    В зависимости от выбранной величины разделительного давления СПП устанавливается между ЦВД и ЦНД по ходу нагреваемого пара или между ЦВД и ЦСД. На трубопроводах нагреваемого пара после СПП должны устанавливаться быстродействующие отсечные заслонки, срабатывающие по сигналу от системы регулирования и защиты турбины.

PTM 108.020.107—76. Стр. 5

2.1.3. Отсепарированная влага собирается в сепаратосборнике или в паровой полости регенеративного подогревателя с регулируемым уровнем. Удаление сепарата может осуществляться как принудительным способом, так и естественным сливом.

Схема включения СПП

I-EXKJ {хЗ-О

I— СПП; 2 — СС; 3 — КС-1; 4 — КС-2; 5 —слив воды из корпуса; 5 —сброс сепарата в ПВД (ПНД, конденсатор, тракт питательной воды); 7 — сброс конденсата в ПВД (деаэратор, тракт питательной Воды); 8 — то же, в конденсатор; 9 — то же, в ПВД (деаэратор, тракт питательной воды); tO — то же, в деаэратор (конденсатор); I — нагреваемый пар; II — греющий пар; III — конденсат

Черт. 1

2.1.4.    Для защиты корпуса СПП от повышения давления должно быть установлено импульсно-предохранительное устройство, которое должно надежно работать на всех режимах, включая пусковые.

2.1.5.    Греющий пар к первой ступени пароперегревателя подводится от одного из нерегулируемых отборов турбины. Греющим паром второй ступени пароперегревателя является острый пар.

Стр. 6 РТМ 108.020.107—76

2.1.6.    Отвод конденсата греющего пара первой и второй ступеней осуществляется в соответствующие конденсатосборники с регулируемым уровнем. Дальнейший отвод конденсата производится в ПВД с давлением, близким к давлению в КС, или в деаэратор, или в трубопровод питательной воды специальным насосом — в зависимости от схемы регенеративного подогрева, принятой для данной АЭС. При этом должно быть обеспечено надежное удаление конденсата на всех режимах работы турбоустановки.

2.1.7.    Если в состав турбоагрегата входит несколько СПП, рекомендуется установка индивидуальных сепарато- и конденсато-сборников для каждого СПП. Допускается установка одного сепарато- или конденсатосборника на группу СПП (подключенных к одному выхлопу ЦВД турбины) или турбоустановку в целом. При этом не допускаются разверки давлений нагреваемого и греющего пара на входе в СПП более 0,05 кгс/см² (см. п. 2.3.2) на всех режимах работы турбоустановки.

2.1.8.    Для обеспечения допустимых скоростей прогрева узлов СПП при включении острого греющего пара рекомендуется устанавливать байпасы основной запорной (регулирующей) арматуры на подводе греющего пара и дополнительный слив конденсата острого греющего пара в конденсатор или ПНД. Эти дополнительные линии должны обеспечивать пропуск около 20% номинального расхода острого греющего пара.

2.1.9.    Схема включения СПП должна обеспечить работу аппаратов на всех режимах без затопления поверхностей нагрева се-паратом и конденсатом.

2.2. Общие требования и рекомендации по проектированию СПП

2.2.1.    При разработке конструкции СПП необходимо:

учитывать возможность транспортировки аппарата в собранном или крупноблочном виде;

для безопасной работы турбины обеспечить минимальные паровые объемы аппарата, согласованные с заводом-изготовителем турбоустановки.

2.2.2.    Конструкция СПП должна удовлетворять требованиям, изложенным в работах [1] и (2]. Корпус СПП должен быть рассчитан на устойчивость под вакуумом.

2.2.3.    Конструкция СПП должна обеспечивать полное дренирование всех полостей.

2.2.4.    Все детали и узлы сепарационной и пароперегреватель-ной частей аппарата должны быть надежно закреплены для обеспечения нормальной транспортировки, эксплуатации и ремонта аппарата.

2.2.5.    Конструкция СПП должна обеспечивать равномерную раздачу нагреваемого пара по элементам сепарационного устройства и поверхности нагрева, а также греющего пара по отдельным

PTM 108.020.107—76 Стр. 7

параллельно работающим элементам (трубам, змеевикам, кассетам, модулям и т. п.).

2.2.6.    Трубные доски пароперегревателя СПП должны быть доступны для осмотра и ремонта.

2.2.7.    В конструкции СПП рекомендуется предусмотреть: штуцеры для подсоединения измерительных приборов, определяющих качество работы сепаратора и пароперегревателя и их параметры (давление до и после СПП, температура за первой ступенью, температура нагреваемого пара в выходном патрубке СПП в трех-четырех точках по диаметру);

устройство для отмывки поверхности нагрева и подвода воды для гидроопрессовки корпуса;

устройства для осушки и консервации внутренних полостей; патрубки для предохранительных клапанов; лазы для осмотра внутренней полости аппарата; разъемные соединения для осмотра трубных досок; патрубок из парового пространства за сепаратором для соединения с паровой полостью сепаратосборника;

патрубки дыхательных и уравнительных линий по пару н конденсату греющего пара обеих ступеней.

2.2.8.    Конструкция СПП с секционированными поверхностями нагрева должна обеспечить возможность замены поврежденных секций.

2.3. Требования и рекомендации по проектированию системы трубопроводов СПП

2.3.1.    При проектировании системы трубопроводов должны быть обеспечены свободный слив сепарата и конденсата из СПП. Не допускается затопление пароперегревательных поверхностей, коллекторов слива сепарата и корпуса СПП сепаратом и конденсатом в стационарных режимах работы турбоустановки (вплоть до принудительной откачки сепарата и конденсата). Это требование является одним из основных для обеспечения надежной работы СПП.

2.3.2.    При работе на общий СС или КС рекомендуется применять симметричную обвязку СПП, СС и КС линиями подвода и отвода пара, сепарата и конденсата. Разница сопротивлений участков одного назначения не должна превышать 0,05 кгс/см². Раз-верка давлений (разность между давлениями пара в трубопроводах) сверх допустимых значений в линиях греющего пара и сепарата приводит к заливу теплообменной поверхности, пульсацион-ному режиму работы и термоциклическим напряжениям в стенках труб пучков поверхности нагрева, что может явиться причиной их разрушения.

2.3.3.    Давления греющего пара на входе во входные коллекторы СПП рекомендуется выравнивать с помощью уравнительных трубопроводов (методика расчета уравнительных трубопроводов приведена в гл. 5).

2.3.4.    Трубопроводы отвода сепарата и конденсата из СПП соответственно до СС и КС, а также участки трубопроводов до ре-

Стр. 8 РТМ 108.020.107-76

гулирующих клапанов должны иметь равномерный уклон (не менее 0,004) в сторону слива.

2.3.5.    Диаметры трубопроводов греющего пара определяются из условий течения пара со скоростью, не превышающей 30 м/с.

2.3.6.    Диаметры и уклон трубопроводов слива сепарата и конденсата из СПП в СС и КС должны рассчитываться из условий обеспечения естественного лоткового слива. Степень заполнения сечения трубопровода не должна превышать величины 0,7.

2.3.7.    Для обеспечения свободного слива сепарата и конденсата из СПП соответственно в СС и КС разность высот расположения сливных патрубков СПП и приемных патрубков СС и КС должна удовлетворять условию

А//>^—уг-    (О

i Т

2.3.8.    Диаметры трубопроводов слива сепарата и конденсата из СС и КС до регулирующих клапанов определяются из условий течения жидкости при полностью заполненном сечении. Скорость течения в этих трубопроводах не должна превышать 1 м/с.

2.3.9.    Клапаны, регулирующие уровни в СС и КС, рекомендуется устанавливать возможно ближе к месту слива в целях уменьшения диаметра трубопроводов за регулирующими клапанами и снижения уровня вибрации. Участки трубопроводов за регулирующими клапанами должны быть рассчитаны с учетом того, что по ним течет двухфазный поток, образующийся при вскипании жидкости.

2.3.10.    Трубопроводы подвода греющего пара и отвода конденсата на каждом СПП должны иметь запорную арматуру для проведения гидроиспытаний трубных пучков.

2.3.11.    Для стабилизации процесса слива сепарата в условиях максимальных колебаний давления рабочего пара в процессе регулирования турбины рекомендуется соединять трубопроводом паровую полость СС с паровым пространством СПП за сепаратором.

2.3.12.    Диаметры трубопроводов для удаления части греющего пара вместе с неконденсирующимися газами на выхода из СПП выбираются из условий пропуска расхода парогазовой смеси (см. п. 4.7.9). На выходе этих трубопроводов устанавливаются дроссельные устройства.

2.4. Требования и рекомендации по проектированию сепарато-и конденсатосборников

2.4.1.    Проектирование сепарато- и конденсатосборников должно выполняться в соответствии с работой [1].

СС могут быть сделаны выносными, а КС могут быть как встроенными в СПП, так и выносными. Корпуса СС и КС должны быть рассчитаны на устойчивость под вакуумом.

2.4.2.    Полные объемы сепарато- и конденсатосборников должны определяться из условий обеспечения нормальной работы системы регулирования уровня в СС и КС. На основе опыта про-