3tom081

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 164

Rys. 2.78. Podstawowe rodzaje układów cieplnych elektrowni jądrowych: a) układ jednoobiegowy; b) układ dwuobiegowy; c) układ trójobiegowy

I — reaktor, 2 — główna pompa cyrkulacyjna lub sprężarka, 3 — wymiennik sodowy, 4 pompa sodowa w pośrednim obiegu sodowym, 5 — wytwornica pary, 6 pompa zasilająca lub sprężarka. 7 turbina,

8 generator, 9 skraplacz Zaczerpnięto z [2.1]

W najczęściej spotykanych układach dwuobicgowych z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi, których charakterystyki podano przykładowo w tabl. 2.25 i 2.26, woda pełni funkcję chłodziwa reaktora, a równocześnie jako czynnik roboczy w obiegu pierwotnym przekazuje ciepło do wytwornicy pary. Parametry obiegu wtórnego zależą więc w istotny sposób od osiąganych w reaktorze parametrów chłodziwa.

W obiegu wtórnym elektrowni jądrowej z reaktorem wodnym ciśnieniowym na ogół nie stosuje się przegrzewania pary; na wlocie do turbiny występuje więc para nasycona sucha lub nawet lekko wilgotna o stopniu suchości nieznacznie mniejszym od jedności.

W związku z tym obieg parowy, realizowany w elektrowni jądrowej, można porównywać z prostym obiegiem Rankine’a na parę nasyconą, który przedstawiono na rys. 2.79.

Rys. 2.79. Obieg Rankine’a na parę nasyconą w elektrowni jądrowej: a) ideowy schemat cieplny; b) wykres i, s 1 — wytwornica pary, 2 — turbina, 3 skraplacz, 4 — pompa wody zasilającej

Sprawność teoretyczna obiegu Rankinc’a na parę nasyconą jest wyrażona wzorem

(2.146)

kl kh

iuir = —r gdzie: i₀ — entalpia pary na wlocie do turbiny; ij_h — wartość teoretyczna entalpii pary na wylocie z turbiny do skraplacza przy przemianie izentropowej w turbinie; i_w — entalpia wody zasilającej wytwornicę pary.

Po uwzględnieniu sprawności wewnętrznej otrzymuje się sprawność rzeczywistą prostego obiegu Rankine’a (rys. 2.79)

(2.147)

i'o - h

VR = t/ihR t/j = --—

i₀ —l„

przy czym i_k — entalpia pary wylotowej z turbiny.

W celu zwiększenia sprawności obiegu parowego w stosunku do prostego obiegu Rankine’a wprowadza się w elektrowniach jądrowych regeneracyjne podgrzewanie wody zasilającej — podobnie jak w klasycznych elektrowniach kondensacyjnych (p. 2.2.1). Na rysunku 2.80 przedstawiono kilka wariantów włączenia podgrzewaczy regeneracyjnych do obiegu —za pomocą pomp podających lub z wykorzystaniem dlawnic pary upustowej w układzie kaskadowym.

Rys. 2.80. Regeneracyjne podgrzewanie wody zasilającej w obiegu wtórnym elektrowni jądrowej, wg [2.1]: a) ideowy schemat cieplny w wariancie z pompami podającymi skropliny pary upustowej; b) wariant z odprowadzaniem skroplin pary upustowej w układzie kaskadowym; c) wariant z chłodnicami skroplin pary upustowej w układzie kaskadowym

1 - podgrzewacz regeneracyjny, 2 — pompa skroplin, 3 — dławnica, 4 chłodnica skroplin

Ponadto w obiegu wtórnym elektrowni jądrowej z turbiną parową na parę nasyconą stosuje się osuszanie pary w procesie jej rozprężania w turbinie. Celem tego zabiegu jest zmniejszenie zawartości wody w parze wilgotnej i utrzymanie stopnia suchości tej pary powyżej wartości dopuszczalnych ze względu na erozję łopatek turbiny. Na rysunku 2.81 przedstawiono osuszanie pary za pomocą separatora mechanicznego (wodooddzielacza) i przegrzewacza międzystopniowego (osuszacza), zasilanego parą świeżą.