МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР ГЛАВНИИПРОЕКТ ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ГИДРАВЛИЧЕСКИМ РАСЧЕТАМ НАСОСНЫХ БЛОКОВ И ВОДНЫХ ТРАКТОВ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЭС И АЭС БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

П 06-82 ВНИИГ

ЛЕНИНГРАД

1983

ВСЕСОЮЗНЫЙ ордена трудового красного знамени НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ГИДРАВЛИЧЕСКИМ РАСЧЕТАМ НАСОСНЫХ БЛОКОВ И ВОДНЫХ ТРАКТОВ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЭС И АЭС БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

П 06-82 ВНИИГ

ЛЕНИНГРАД

1983

Рекомендации составлены на основе обобщения отечественного опыта проектирования и гидравлических расчетов насосных блоков, водных трактов и гидротехнических сооружений. входящих в системы охлаждения ТЭС и АЭС. При составлении Рекомендаций были использованы результаты многолетних гидравлических исследований насосных блоков, напорных трубопроводных систем и различных гидротехнических сооружений, выполненных во ВНИИГ нм. Б. Е. Веденеева доктором техн. наук В. Б. Дульнсвым, инженерами Т. Б. Ищук, Н. А. Чертковой, В. Р. Мери и др.. а также проектные материалы института Атомтеплоэлектропроект.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников, занимающихся решением проблем технического водоснабжения ТЭС и АЭС.

Рекомендациями следует руководствоваться при проектировании систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС и при выполнении гидравлических расчетов насосных блоков (т. с. блоков циркуляционных насосных станций, совмещенных с водоприемными сооружениями), напорных и сливных трубопроводов, узлов сопряжения сливных трубопроводов с отводящим каналом и гидротехнических сооружений на отводящем канале.

© Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева (ВНИИГ), 1983.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Прирост производства электроэнергии в предстоящие годы будет происходить в основном за счет ядерного горючего, гидроэнергии и использования углей в восточных районах страны. В 1985 г. доля выработки электроэнергии на атомных и гидравлических электростанциях составит около 30% ^!, а в европейской части страны основной прирост производства электроэнергии намечено получить за счет строительства АЭС.

Предусмотрено также начать осуществление принципиально нового направления в централизованном теплоснабжении крупных городов. Речь идет о строительстве нескольких мощных атомных станций теплоснабжения, каждая из которых сможет надежно обеспечить теплом город с многотысячным населением, не загрязняя при этом окружающую среду.

Решение этих задач предполагается выполнить за счет опережающего строительства атомных электростанций мощностью по 4 — 6 млн. кВт с энергоблоками единичной мощностью 1 — 1,5 млн. кВт в европейской части страны и на Урале, сооружения тепловых электростанций мощностью по 4 — 6,4 млн. кВт на недефицитных видах топлнра, в первую очередь поточное строительство пылеугольных ГРЭС с энергоблоками мощностью по 500—800 МВт, в составе Экибастузского и Канско-Ачинско-го топливно-энергетических комплексов, а также Сургутских ГРЭС с энергоблоками единичной мощностью 800 и 1200 МВт на попутном газе.

Работы института Атомтеплоэлектропроект по выбору и размещению площадок новых мощных ТЭС и АЭС, намечаемых к строительству с 1980 по 1985 гг., показали, что системы технического водоснабжения этих электростанций будут выполняться в основном по оборотной схеме с использованием в качестве охладителей водохранилищ или башенных градирен большой производительности [35].

Независимо от вида охладителя, в практике техводоснабже-ния электростанций с крупными энергоблоками сложилась и оправдала себя блочная схема подачи циркуляционной воды к конденсаторам турбин насосами ОПВ и ДПВ.

¹ Материалы XXVI съезда КПСС. — М.: Изд. политической литературы, 1981. —223 с.

в

При блочной схеме конденсационная установка каждой турбины обеспечивается циркуляционной водой только от «своих», принадлежащих этой турбине циркуляционных насосов, которые работают каждый на свой «поток» конденсатора, по своему напорному и сливному трубопроводам. Блочные циркуляционные насосы, сгруппированные в одном здании насосной, не имеют между собой никаких технологических связей. Блочная схема подачи циркуляционной воды обеспечивает надежность и экономичность системы, так как отсутствие арматуры и разветвленной сети трубопроводов сводит к минимуму гидравлические потерн в системе.

Учитывая отмеченные обстоятельства, блочную схему следует считать основной схемой технического водоснабжения ТЭС и АЭС большой мощности.

Рекомендации разрабатывались в Комплексной лаборатории технического водоснабжения ТЭС и АЭС ВНИИГа при участии института Атомтеплоэлектропроект. Рекомендации составлены доктором техн. наук В. Б. Дульневым (разделы I—V) и инженерами О. Ш. Оспановым (ВГПИ Атомтеплоэлектропроект) и Н. Н. Сизовым (ЛОАТЭП) (раздел VI и предисловие). В работе участвовали инженеры Т. Б. Ищук, Г. И. Владимирова и техник Т. Н. Максимова (ВНИИГ) и инженеры А. П. Петров и Б. Б. Бирзнек (ЛОАТЭП).

Общее руководство осуществлял заведующий лабораторией канд: техн. наук И. И. Макаров.

При редактировании Рекомендаций были учтены отзывы, полученные от Главного гидротехника института Атомтеплоэлектропроект Р. Г. Минасяна и Главного специалиста С. Л.Зис-мана, от Главного гидротехника ЛОАТЭПа Е. В. Горбачева, от и. о. Главного инженера института Гидропроект им. С. Я- Жука И. А. Желтышева и от Главного инженера СКБ Ленгидросталь И. И. Деркача, а также дополнительные замечания С. Л. Зис-мана, просмотревшего рукопись перед изданием в печати.

Министерство	Рекомендации по проектированию и гидравлическим расчетам	П 06—82
энергетики	насосных блоков и водных
и	трактов систем технического	ВНИИГ
электрификации СССР	водоснабжения ТЭС и АЭС
	большой мощности

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

I I. Настоящие Рекомендации предназначены для использования при проектировании систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС большой мощности и при выполнении гидравлических расчетов насосных блоков (блоков циркуляционных насосных станции, совмещенных с водоприемными сооружениями), напорных и сливных трубопроводов, узлов сопряжения сливных трубопроводов с отводящим каналом и гидротехнических сооружении па отводящем канале.

1.2. Рекомендации распространяются на гидротехнические сооружения и водоводы, входящие в состав систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС:

насосные блоки с насосами ОПВ и ДПВ; напорные трубопроводы; сливные трубопроводы;

узлы местных сопротивлений на напорном и сливном трубопроводах;

сливные колодцы; сифонные колодцы;

гидротехнические сооружения на отводящем канале: водопропускное сооружение (дюкер, акведук, труба), сопрягающее сооружение (перепад, быстроток), концевое сооружение (эжек-тнрующее сооружение, водослив, струераспрсделнтельное сооружение и др ).

Внесены Всесоюзным ордена Утверждены ВНИИГом Трудового Красного Знамени им. Б. Е. Веденеева Срок введения I квартал 1983 г. научно-исследовательским решение № 6 институтом гидротехники от 16 июля 1982 года имени Б. Е. Веденеева, и согласованы Всесоюзным проектным институтом с Главнинпроектом Атомтеплоэлектропроект Минэнерго СССР

5

1.3.    При проектировании и гидравлических расчетах перечисленных в п. 1.2 гидротехнических сооружений и водоводов данными Рекомендациями необходимо пользоваться совместно с «Нормами технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей» [38], соответствующими главами СНиП и другими нормативными документами [37, 46, 47, 50 — 52, 54, 55].

1.4.    Под системой технического водоснабжения ТЭС и АЭС подразумевается совокупность гидротехнических сооружений, водоводов и устройств, обеспечивающих снабжение энергоблоков электростанций технической водой в необходимом количестве и надлежащего качества, а также отвод от энергоблоков и охлаждение циркуляционной воды.

В зависимости от используемых источников водоснабжения и способов охлаждения циркуляционной воды система технического водоснабжения может быть [1, 38]:

1)    прямоточной — при незамкнутой циркуляции воды, т. е. при выпуске нагретой в конденсаторах паровых турбин воды обратно в водоисточник (река, канал) ниже места водозабора;

2)    оборотной — при замкнутой циркуляции воды с использованием для охлаждения воды водохранилищ-охладителей, градирен, брызгальных бассейнов;

3)    комбинированной — при использовании двух предыдущих способов отвода и охлаждения циркуляционной воды.

Выбор системы технического водоснабжения должен производиться согласно указаниям, приведенным в [38].

1.5.    Характерные особенности гидротехнических сооружений и водоводов с расположенными на них узлами местных сопротивлений определяются схемой технического водоснабжения, которая может быть [I]:

а)    с центральной насосной станцией — вода из источника водоснабжения подается циркуляционными насосами к фронту машинного зала по магистральным напорным трубопроводам, из которых охлаждающая вода подводится к конденсаторам паровых турбин, причем тип и количество циркуляционных насосов, а также схема их подключения к магистральным напорным трубопроводам определяются требуемыми режимами подачи воды;

б)    с блочной насосной станцией — вода на каждый поток конденсационной группы энергоблока подается отдельным напорным трубопроводом и одним циркуляционным насосом;

в)    напорно-самотечной — вода из источника водоснабжения подается циркуляционными насосами по коротким напорным трубопроводам в напорный бассейн, расположенный на высокой отметке, из которого она поступает на энергоблоки самотеком по напорным подводящим трубопроводам.

При выборе схемы технического водоснабжения ТЭС и АЭС следует руководствоваться указаниями, приведенными в [38].

6

1.6. Основными элементами систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС, имеющими то или иное назначение, являются следующие сооружения, водоводы, устройства и узлы местных сопротивлений на водоводах.

Подводящий канал — открытый канал (саморегулирующийся или несаморегулирующийся), по которому вода из источника

водоснабжения подводится к циркуляционной насосной станции.

Насосный блок — секция (блок) водоприемного сооружения, совмещенного с циркуляционной насосной станцией, по которой

7

осуществляется подвод воды из источника водоснабжения или из подводящего канала к циркуляционному насосу (рис. 1).

Напорный трубопровод — трубопровод, предназначенный для подвода охлаждающей воды от циркуляционного насоса к конденсатору паровой турбины, напорному бассейну или к фронту машинного зала электростанции (магистральный трубопровод).

Камера задвижек и обратных клапанов — сооружение, в котором на напорных трубопроводах установлены обратные клапаны и задвижки, а также соединительные трубы (перемычки) с задвижками, служащие для переключения циркуляционных насосов с одного магистрального напорного трубопровода на другой при различных режимах работы системы и в аварийных случаях; применяется в схеме технического водоснабжения с центральной насосной станцией.

Отвод — часть напорного трубопровода, служащая для изменения продольного направления трубопровода.

Колено — отвод с углом поворота 90°.

Напорный бассейн — сооружение, служащее для сопряжения напорных трубопроводов циркуляционной насосной станции с открытым каналом или с самотечными трубопроводами.

Сливной трубопровод — трубопровод, служащий для отвода циркуляционной воды от конденсатора паровой турбины в отводящий канал.

Сливной колодец — устройство (сооружение) для сопряжения сливных трубопроводов с отводящим каналом.

Сифонный колодец — водосливное устройство с развитой в длину переливной стенкой на отводящем канале, служащее для поддержания необходимого уровня воды в сливных колодцах с целью сохранения устойчивого допустимого вакуума в сливной системе конденсатора паровой турбины.

Закрытый отводящий канал — подземный железобетонный канал прямоугольного поперечного сечения, расположенный вдоль фронта машинного зала ТЭС.

Сооружение переключений — устройство для переключения расхода воды с одного закрытого отводящего канала на другой (параллельный).

Открытый отводящий канал — канал для отвод? от машинного отделения ТЭС или АЭС нагретой в конденсаторах паровых турбин циркуляционной воды в водоток или водоем, или водохранилище-охладитель или к искусственным охладителям (градирни, брызгальные бассейны т. п.).

Водопроводящее сооружение — сооружение на пересечении трассы канала или трубопровода с естественным или искусственным препятствием (рекой, оврагом, каналом, дорогой), причем пропуск воды может осуществляться над препятствием (акведук) или под препятствием (дюкер, труба).

Сопрягающее сооружение — сооружение для сопряжения смежных участков открытого канала, расположенных на разных

8

уровнях, сопряжение бьефов может производиться посредством перепада, быстротока и т. п.

Концевое сооружение — сооружение на конце отводящего канала, служащее для сопряжения его с естественным водотоком или водоемом, а также с водохранилищем-охладителем с обеспечением выполнения требований охраны окружающей природной среды в зоне выпуска нагретой циркуляционной воды (эжекция) или с созданием условий для выпуска теплой воды широким фронтом в поверхностные слои водоема-охладителя (диффузор или струераспределительное сооружение).

1.7. Принятые обозначения и определения, я—высота поперечного сечения опорной балки, м. я_с — высота сжатого сечения оголовка всасывающей трубы насоса, м. Ля — разность отметок верхних точек входного отверстия и сжатого сечения оголовка всасывающей трубы насоса, м.

А — суммарная высота поперечных элементов сороудерживающей решетки, м.

Ъ—ширина канала по дну, м.

bap — величина просвета между стержнями сороудерживающей решетки, м.

В — ширина канала по верху, м.

В_в с — ширина вращающейся сетки, м.

с — коэффициент, учитывающий влияние каркаса на потери напора в сороудерживающей решетке. с».т — коэффициент, учитывающий условия подхода воды к всасывающей трубе насоса. d — диаметр трубы иЛи трубопровода, м. da — диаметр камня, м. d₀r — диаметр промывных отверстий, м. da уд — диаметр пузырьков воздуха, м. dp.o — диаметр распорно-связных элементов, м. g — ускорение свободного падения, м/с².

h — глубина воды (в канале, на рисберме), м.

На — глубина аэрированного потока, м.

Пв.с — потери напора во вращающейся сетке, м.

Н_н — местные потерн напора в колене, м.

Лк.п — потерн напора на соединение потоков в канале, м.

hi — потери напора на трение в трубопроводе, м.

/_1м — местные потери напора, м.

Н„ — потерн напора в сороудерживающей решетке, м.

Н_сЯ — потери напора на выходе из сливных трубопроводов, м.

1_1тр — гидравлические потери в трубопроводе, м. fj — местные потери напора в узле, м, д/i — кавитационный запас насоса, м.

// — напор, м.

р,

параметр, учитывающий барометрическое давление воздуха, м.

// _в — геодезическая высота, м.

— высота колена, м.

и ₌    — параметр, учитывающий давление парообразования, м.

" Т

//_{а п} — потерн напора в водопроводящем тракте, м.

//_{с К} — глубина воды в сеточной камере, м. jj_t — высота всасывания насоса, м.

Н — коэффициент, учитывающий засорение решетки или вращающейся сетки.