RU170194U1

RU170194U1 - NUCLEAR POWER PLANT

Info

Publication number: RU170194U1
Application number: RU2016122839U
Authority: RU
Inventors: Сергей Витальевич Скубиенко; Илья Владимирович Янченко; Алексей Юрьевич Бабушкин
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2017-04-18

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована для повышения эффективности работы атомной электрической станции.Технический результат заключается в нагреве сетевой воды в теплообменнике-конденсаторе теплового насоса, расположенном в едином корпусе с нижним сетевым подогревателем теплофикационной установки.Технический результат достигается за счет того, что атомная электрическая станция содержит ядерный реактор, главный циркуляционный насос, парогенератор, цилиндр высокого давления паровой турбины, цилиндры низкого давления паровой турбины, сепаратор-пароперегреватель, турбогенератор, конденсатор паровой турбины, конденсатный насос, подогреватели низкого давления, деаэратор, питательный насос, подогреватели высокого давления, абсорбционный тепловой насос, состоящий из абсорбера абсорбционного теплового насоса, генератора абсорбционного теплового насоса, теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса и теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса, при этом теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса подключен через байпасный трубопровод к подающим и отводящим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, а теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса расположен в едином корпусе с сетевым подогревателем теплофикационной установки.The utility model relates to a power system and can be used to increase the efficiency of a nuclear power plant. The technical result consists in heating the mains water in a heat pump heat exchanger-condenser located in a single housing with a lower network heater of the cogeneration plant. The technical result is achieved due to the fact that nuclear power plant contains a nuclear reactor, a main circulation pump, a steam generator, a high pressure cylinder of a steam turbine, a cylinder low pressure steam turbine, steam superheater, turbogenerator, steam turbine condenser, condensate pump, low pressure heaters, deaerator, feed pump, high pressure heaters, absorption heat pump, consisting of an absorption heat pump absorber, an absorption heat pump generator, a heat exchanger the evaporator of the absorption heat pump and the heat exchanger-condenser of the absorption heat pump, while the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump The first pump is connected through the bypass pipe to the supply and discharge pipelines of the circulating water of the steam turbine condenser, and the heat exchanger-condenser of the absorption heat pump is located in a single housing with a network heater of the heating installation.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована на атомных электрических станциях.The utility model relates to the field of power engineering and can be used at nuclear power plants.

Известна атомная электрическая станция (Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Изд. 2-е, перераб. и дополн. Учебник для вузов. – М.: Высшая школа», 1974. - 359 с.: ил.), состоящая из ядерного реактора, главного циркуляционного насоса, парогенератора, цилиндра высокого давления паровой турбины, сепаратора-пароперегревателя, цилиндров низкого давления паровой турбины, турбогенератора, а также конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, теплофикационной установки, состоящей из сетевых подогревателей, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса и подогревателей высокого давления.Famous nuclear power plant (Margulova T.Kh. Nuclear power plants: Ed. 2, revised and supplemented. Textbook for high schools. - M.: Higher School ", 1974. - 359 pp., Ill.), Consisting of a nuclear reactor, a main circulation pump, a steam generator, a high pressure cylinder of a steam turbine, a superheater separator, low pressure cylinders of a steam turbine, a turbogenerator, as well as a steam turbine condenser, a condensate pump, a heating plant, consisting of network heaters, low pressure heaters, deaerator, feed pump and high pressure heaters.

Недостатком данной атомной электрической станции является ее пониженная эффективность вследствие потерь тепловой энергии в конденсаторе паровой турбины.The disadvantage of this nuclear power plant is its reduced efficiency due to thermal energy losses in the condenser of a steam turbine.

За прототип принята атомная электрическая станция [Патент RU №147663, опубликованном 10.11.2014, МПК F01K 13/00], состоящая из ядерного реактора, главного циркуляционного насоса, парогенератора, цилиндра высокого давления паровой турбины, цилиндров низкого давления паровой турбины, сепаратора-пароперегревателя, турбогенератора, конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса, подогревателей высокого давления, абсорбционного теплового насоса, состоящего из теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), генератора абсорбционного теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), абсорбера абсорбционного теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса.The nuclear power plant [Patent RU No. 147663, published 10.11.2014, IPC F01K 13/00], consisting of a nuclear reactor, a main circulation pump, a steam generator, a high pressure cylinder of a steam turbine, low pressure cylinders of a steam turbine, a superheater separator, was adopted as a prototype. turbine generator, steam turbine condenser, condensate pump, low pressure heaters, deaerator, feed pump, high pressure heaters, absorption heat pump, consisting of a condensate heat exchanger absorption heat pump sator (included in the heat pump design), absorption heat pump generator (included in the heat pump design), absorption heat pump absorber (included in the heat pump design), heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump.

Недостатком прототипа является усложнение конструкции цилиндра низкого давления паровой турбины из-за расположения в нем конденсационного контура теплового насоса.The disadvantage of the prototype is the complexity of the design of the low-pressure cylinder of a steam turbine due to the location in it of the condensation circuit of the heat pump.

Технической задачей полезной модели является повышение КПД атомной электрической станции за счет поддержания оптимального значения вакуума в паровом пространстве конденсатора паровой турбины, снижения расходов энергии электростанции на собственные нужды, снижения теплового загрязнения окружающей среды и уменьшения расхода пара из турбины на теплофикационную установку за счет использования низкопотенциальной теплоты циркуляционной воды конденсатора паровой турбины.The technical task of the utility model is to increase the efficiency of a nuclear power plant by maintaining the optimum vacuum in the steam space of the steam turbine condenser, reducing the power consumption of the power plant for its own needs, reducing thermal pollution of the environment and reducing the consumption of steam from the turbine to the heating plant by using low-grade heat circulating water condenser of a steam turbine.

Технический результат достигается за счет того, что атомная электрическая станция содержит ядерный реактор, главный циркуляционный насос, парогенератор, цилиндр высокого давления паровой турбины, цилиндры низкого давления паровой турбины, сепаратор-пароперегреватель, турбогенератор, конденсатор паровой турбины, конденсатный насос, подогреватели низкого давления, деаэратор, питательный насос, подогреватели высокого давления, абсорбционный тепловой насос, состоящий из абсорбера абсорбционного теплового насоса, генератора абсорбционного теплового насоса, теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса и теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса, при этом теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса подключен через байпасный трубопровод к подающим и отводящим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, а теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса расположен в едином корпусе с сетевым подогревателем теплофикационной установки.The technical result is achieved due to the fact that the nuclear power plant contains a nuclear reactor, a main circulation pump, a steam generator, a high pressure cylinder of a steam turbine, low pressure cylinders of a steam turbine, a steam superheater, a turbogenerator, a steam turbine condenser, a condensate pump, low pressure heaters, deaerator, feed pump, high pressure heaters, absorption heat pump, consisting of an absorber of an absorption heat pump, an absorption generator heat pump, heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump and heat exchanger-condenser of the absorption heat pump, while the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump is connected through the bypass pipe to the supply and outlet pipelines of the circulation water of the steam turbine condenser, and the heat exchanger-condenser of the absorption heat pump is located in a single housing with a network heater of the heating installation.

На чертеже представлена схема атомной электрической станции.The drawing shows a diagram of a nuclear power plant.

Атомная электрическая станция (см. чертеж) состоит из ядерного реактора 1, главного циркуляционного насоса 2, парогенератора 3, цилиндра высокого давления паровой турбины 4, сепаратора-пароперегревателя 5, цилиндров низкого давления паровой турбины 6, турбогенератора 7, конденсатора паровой турбины 8, абсорбционного теплового насоса (на чертеже не обозначен), состоящего из теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 9, абсорбера абсорбционного теплового насоса 10, генератора абсорбционного теплового насоса 11, теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса 12, а также теплофикационной установки 13, включающей сетевые подогреватели (на чертеже не обозначено), конденсатного насоса 14, подогревателей низкого давления 15, деаэратора 16, питательного насоса 17, подогревателей высокого давления 18.A nuclear power plant (see drawing) consists of a nuclear reactor 1, a main circulation pump 2, a steam generator 3, a high pressure cylinder of a steam turbine 4, a separator-superheater 5, low pressure cylinders of a steam turbine 6, a turbogenerator 7, a condenser of a steam turbine 8, absorption a heat pump (not indicated in the drawing), consisting of a heat exchanger-evaporator of an absorption heat pump 9, an absorber of an absorption heat pump 10, a generator of an absorption heat pump 11, a heat exchanger-k ndensatora absorption heat pump 12, and the heating unit 13 consisting network heaters (not indicated in the drawing), the condensate pump 14, the low-pressure heaters 15, deaerator 16, a feed pump 17, high pressure heaters 18.

Рассмотрим пример осуществления работы полезной модели атомной электрической станции.Consider an example of the implementation of the utility model of a nuclear power plant.

Пример реализации работы атомной электрической станции (см. чертеж). Тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора 1 главным циркуляционным насосом 2, направляют в парогенератор 3, при этом вырабатываемый в парогенераторе 3 насыщенный пар поступает в цилиндр высокого давления паровой турбины 4 и далее направляется в сепаратор-пароперегреватель 5, а затем перегретый пар подводится в цилиндры низкого давления паровой турбины 6, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины (на чертеже не обозначено) передают ротору турбогенератора (на чертеже не обозначено), в турбогенераторе 7 механическая энергия преобразуется в электрическую энергию, при этом отработавший в цилиндрах низкого давления паровой турбины 6 пар поступает в конденсатор паровой турбины 8, где происходит его полная конденсация при температуре охлаждающей циркуляционной воды, частично задаваемой теплообменником-испарителем абсорбционного теплового насоса 9, подключенного через байпасный трубопровод к подающим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины (на чертеже не обозначено). Затем конденсат пара, конденсатным насосом 14, подается в систему регенерации к подогревателям низкого давления 15, а часть нагретой циркуляционной воды, проходя через теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса 9, подключенный через байпасный трубопровод к отводящим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины (на чертеже не обозначено), частично охлаждается и сбрасывается обратно в систему технического водоснабжения. Полученная в теплообменнике-испарителе абсорбционного теплового насоса 9 низкопотенциальная тепловая энергия направляется в абсорбер теплового насоса 10, где между абсорбером теплового насоса 10 и генератором теплового насоса 11 происходит тепломассообмен и преобразование энергий низкокипящего теплоносителя, и далее через теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса 12 подается к сетевому подогревателю теплофикационной установки 13. Образовавшийся конденсат из конденсатора паровой турбины 8 перекачивается конденсатным насосом 14 через подогреватели низкого давления 15 в деаэратор 16, а затем питательным насосом 17 подается в подогреватели высокого давления 18 и далее в парогенератор 3.An example of the implementation of the work of a nuclear power plant (see drawing). The thermal energy taken by the coolant in the core of the nuclear reactor 1 by the main circulation pump 2 is sent to the steam generator 3, while the saturated steam generated in the steam generator 3 is supplied to the high pressure cylinder of the steam turbine 4 and then sent to the steam superheater 5, and then the superheated steam is supplied to the low pressure cylinders of the steam turbine 6, while the mechanical energy of rotation of the shaft of the steam turbine (not indicated in the drawing) is transferred to the rotor of the turbogenerator (not indicated in the drawing), in the tour mechanical energy is converted into electric energy by the generator 7, while the steam spent in the low pressure cylinders of the steam turbine 6 enters the condenser of the steam turbine 8, where it completely condenses at the temperature of the cooling circulating water, partially set by the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump 9, connected through bypass pipe to the supply piping of the circulating water of the steam turbine condenser (not indicated in the drawing). Then the steam condensate, by the condensate pump 14, is fed into the regeneration system to the low pressure heaters 15, and part of the heated circulating water passing through the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump 9, connected through the bypass pipe to the discharge pipelines of the circulating water of the steam turbine condenser (not shown in the drawing marked), partially cooled and discharged back into the technical water supply system. The low-potential heat energy obtained in the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump 9 is directed to the absorber of the heat pump 10, where heat and mass transfer occurs between the absorber of the heat pump 10 and the generator of the heat pump 11, and then the energy of the low-boiling coolant is converted, and then it is supplied to the absorption heat pump network heater of the cogeneration plant 13. Condensate formed from the condenser of the steam turbine 8 is pumped by condensate The pump 14 through the low pressure heaters 15 in the deaerator 16, and then the feed pump 17 is supplied to the high pressure heaters 18 and further to the steam generator 3.

Подключение теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 9 через байпасный трубопровод к подающим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины позволит поддерживать оптимальное значение вакуума в паровом пространстве конденсатора паровой турбины, снизить расходы энергии электростанции на собственные нужды при обслуживании циркуляционной системы, повысить КПД всей атомной электрической станции. Подключение теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 9, подключенного через байпасный трубопровод к отводящим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, позволит уменьшить тепловое загрязнение окружающей среды в районе расположения электростанции. Подключение теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса 12 в едином корпусе с сетевым подогревателем теплофикационной установки 13 позволит уменьшить расход пара из турбины на теплофикационную установку, что увеличит конденсационный пропуск пара в конденсатор, выработку электрической энергии, повысит КПД всей атомной электрической станции.Connecting the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump 9 through the bypass pipe to the supply pipelines of the circulating water of the steam turbine condenser will allow maintaining the optimum value of the vacuum in the steam space of the steam turbine condenser, reducing the energy costs of the power plant for its own needs when servicing the circulation system, and increasing the efficiency of the entire nuclear power plant. The connection of the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump 9, connected through a bypass pipe to the outlet pipelines of the circulating water of the steam turbine condenser, will reduce thermal pollution of the environment in the vicinity of the power plant. Connecting the heat exchanger-condenser of the absorption heat pump 12 in a single housing with a network heater of the cogeneration plant 13 will reduce the steam consumption from the turbine to the cogeneration plant, which will increase the condensation pass of the steam to the condenser, the generation of electrical energy, and increase the efficiency of the entire nuclear power plant.

Claims

Nuclear power plant containing a nuclear reactor, main circulation pump, steam generator, steam turbine high pressure cylinder, steam turbine low pressure cylinders, steam superheater, turbine generator, steam turbine condenser, condensate pump, low pressure heaters, deaerator, feed pump, high heaters pressure, an absorption heat pump, consisting of an absorber of an absorption heat pump, a generator of an absorption heat pump, a heat exchanger-evaporator the absorption heat pump and the heat exchanger-condenser of the absorption heat pump, characterized in that the heat exchanger-evaporator of the absorption heat pump is connected through the bypass pipe to the supply and discharge pipelines of the circulation water of the steam turbine condenser, and the heat exchanger-condenser of the absorption heat pump is located in a single housing with a network heater cogeneration plant.