Какие факторы влияют на выбор конечных параметров пара? Что такое кратность охлаждения в конденсаторе? Каково конечное давление пара на ТЭС и АЭС?

Конечные параметры пара – это его давление P_к и температура T_к в конденсаторе. Поскольку в конденсаторе турбины происходит процесс конденсации пара, т.е. фазовый переход, то конечное давление однозначно определяется величиной T_к (это температура насыщения при давлении P_к). Поэтому достаточно выбрать только один из двух конечных параметров, и обычно это P_к.

Чем ниже конечное давление, т.е. чем глубже вакуум в конденсаторе, тем больше теплоперепад на турбину и тем выше мощность и КПД станции.

T_к - это температура, при которой конденсируется отработавший в турбине пар. Она (а, стало быть, и величина P_к) зависит от температуры охлаждающей воды и температурного напора δ_t в стенках трубок конденсатора.

Охлаждающую воду еще называют циркуляционной или технической (сырой) водой. Ее температура зависит от погодных условий и типа системы технического водоснабжения – прямоточной или оборотной.

Величина δ_t определяется следующими факторами:

- выбор материала поверхности теплообмена; с точки зрения обеспечения высокой теплопроводности при небольшой скорости коррозии и умеренной стоимости оптимальным вариантом для конденсатора оказались латунные трубки;

- чистота поверхности теплообмена; во многих случаях этот фактор имеет особое значение, ибо в трубках может циркулировать неочищенная охлаждающая вода из природного водоисточника, а образование на внутренних поверхностях конденсаторных трубок малотеплопроводных накипей существенно ухудшает условия теплообмена;

- расход охлаждающей воды; чем он больше, тем выше коэффициент теплопередачи через стенки трубок конденсатора и тем ниже температура, а, значит, и давление, при котором конденсируется пар.

Выбор величины температурного напора в конденсаторе осуществляется путем технико-экономического анализа, поскольку возрастание δ_t ведет, с одной стороны, к ухудшению вакуума, но, с другой стороны, уменьшает размеры теплообменной поверхности конденсатора. Кроме того, для снижения δ_t необходимо увеличивать расход охлаждающей воды и, как следствие, долю расхода электроэнергии на собственные нужды электростанции.

Отношение расхода охлаждающей воды к расходу пара через конденсатор называется кратностью охлаждения. Очевидно, что существует оптимальное значение этого показателя – по тем же причинам, что и для величины δ_t. Обычно кратность охлаждения составляет 40-50.

Со снижением конечного давления возрастают энергетические потери с выходной скоростью из-за уменьшения плотности и увеличения объема отработавшего пара при неизменном сечении выхлопа турбины. Однако это обстоятельство уступает по своей значимости фактору зависимости мощности турбоагрегата от глубины вакуума в конденсаторе.

Выбор конечного давления связан также с числом оборотов турбины. Эрозионный износ лопаток последней ступени зависит от их высоты, а она – от пропуска пара. Поэтому для АЭС с реакторами на тепловых нейтронах, где начальные параметры рабочего тела невысоки и поэтому удельный расход пара примерно в 1,9 раза выше, чем на обычных ТЭС на органическом топливе, желательны тихоходные турбины (1500 об/мин) и несколько повышенное давление пара на выхлопе. Это обеспечивает уменьшение окружной скорости концевых частей лопаток как за счет снижения числа оборотов, так и вследствие сокращения объемного расхода пара.

Обычными являются следующие значения конечного давления пара: на ТЭС на органическом топливе – порядка 3,5 кПа, а на АЭС на тепловых нейтронах – 4,5-6 кПа.