Конденсатор нового поколения «блочно-модульной» конструкции для турбоустановки К-1000-60/1500-2 Запорожской атомной электростанции

Abstract

Конденсационные устройства паротурбинных установок в значительной степени определяют надежную и экономичную работу энергоблоков АЭС. В некоторых случаях нарушения в их работе приводят к вынужденному снижению электрической мощности энергоблока и ухудшению надежности, а также к существенной недовыработке электроэнергии. Основной причиной, определяющей необходимость модернизации конденсаторов, является повреждение металла участков охлаждающих труб. Это вызвано эрозией-коррозией под влиянием турбулентного потока охлаждающей воды, насыщенной кислородом, а также содержащей твердые частицы и другие примеси. Это приводит к нарушению водной плотности трубных систем, выносу меди в цикл турбоустановки и, в конечном итоге, к потере электрической мощности, сокращению ресурса и ухудшению эксплуатационной надежности вспомогательного оборудования и парогенераторов, что резко ухудшает показатели работы АЭС. Конструкция отдельных модулей полной заводской готовности с набранными охлаждающими трубами позволяет создать конденсатор нового поколения в «блочно-модульном» исполнении, который обеспечивает высокие технико-экономические показатели в широком диапазоне режима работы с последующим приростом электрической мощности турбоустановки на зажимах генератора за счет углубления расчетного давления пара. В конструкции конденсатора применены охлаждающие трубы и внешние доски из коррозионностойких материалов, что повышает надежность, работоспособность, безопасность и увеличивает срок службы. Конструкция конденсатора позволяет обеспечить отвод из трубного пучка несконденсировавшейся паровоздушной смеси и полную конденсацию пара, поступающего из цилиндров низкого давления турбины.

Проведена модернізація конденсаторів турбоустановки К-1000-60 / 1500-2 ВП «Запорізька АЕС» на енергоблоці № 3, в результаті якої здійснено заміну трубних систем з охолоджуючими трубами з мідно-нікелевого сплаву і зовнішніми дошками з вуглецевої сталі на нові системи з охолоджуючими трубами і зовнішніми дошками з корозійностійкої сталі аустенітного класу. Запропонована «блочно-модульна» конструкція конденсатора нового покоління підвищує надійність, працездатність, безпеку і збільшує термін служби.

The condensing devices of steam turbine plants considerably determine the reliable and economical operation of NPP power units. In some cases, breakdowns in their operation result in a forced decrease in the electric capacity of the power unit and a decline in the reliability, as well as in a significant underproduction of electric power. The main reason determining the necessity to modernize the condensers is the damage to the metal in different sections of the cooling tubes, caused by erosion-corrosion under the influence of the turbulent flow of the cooling water saturated with oxygen, as well as presence of solid particles and other contaminants, which results in the breakage of the water density of the tube systems, leakage of copper into the cycle of the turbine unit and, in the long run, in the loss of the turbine electric power, the reduction in resource and deterioration of the operational reliability of the auxiliary equipment and steam generators, which, finally, sharply worsens the performance of the NPP. A system of separate modules of complete factory readiness with assembled cooling tubes has been created, which made it possible to design a new generation 'block-modular' condenser, which provides high technical and economic indicators in a wide range of operating modes with the subsequent increase in turbine unit electrical power across the generator terminals through deepening the estimated steam pressure. Cooling tubes and external plates made of corrosion resistant materials are used in the condenser design, which increases reliability, efficiency, safety and prolongs the unit’s service life. The condenser design allows for the withdrawal of the uncondensed vapor-air mixture from the tube bundle and the complete condensation of the vapor coming from the turbine LPCs.