В. И. ЛЕБЕДЕВ, Г. Г. КУЛИКОВА, А. В. ТАРАСОВ
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЛАЖНОПАРОВЫХ ТУРБИН ЭНЕРГОБЛОКОВ РБМК-1000 ПРИ ИХ УЧАСТИИ В ПРОТИВОАВАРИЙНОМ УПРАВЛЕНИИ ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ
Рассмотрены основные особенности динамических характеристик влажнопаровых турбин К-500-65/3000, работающих в составе энергоблока РБМК-1000 при их участии в противоаварийном управлении энергосистемой. По результатам расчётов и анализа полученных данных предложены мероприятия по улучшению динамических характеристик.
В пропорционально развитых энергосистемах генерирующие мощности ТЭС, ГЭС, АЭС обеспечивают надёжное и бесперебойное покрытие суточных, недельных и месячных графиков нагрузки. В настоящее время в Северо-Западной объединённой энергосистеме ввод пиковых станций задерживается, продолжается процесс разукрупнения суточных графиков нагрузки. Для агрегатов АЭС задача предотвращения или локализации системной аварии представляется ещё более важной, чем на ТЭС [1]. Это вызвано необходимостью длительного расхолаживания реакторной установки после её полного останова. Один из эффективных способов обеспечения устойчивости энергосистем связан с кратковременной импульсной разгрузкой паровых турбин и последующим быстрым восстановлением мощности до исходного значения [2].
Отличие динамических свойств влажнопаровых турбин как объектов регулирования от аналогичных свойств турбоагрегатов на перегретом паре определяется рядом противоречивых факторов. С одной стороны, для влажнопаровых турбин характерны в 1,5-3 раза большие, чем у равных им по мощности турбин перегретого пара, значения динамической постоянной ротора. Так, для турбины К-500-65/3000, работающей в составе энергоблока РБМК-1000, динамическая постоянная инерции ротора составляет 10,2 с, а для турбины К/3000 – 5,8 с. Увеличение динамической постоянной ротора благоприятно влияет на динамические свойства турбины. Положительное влияние также оказывает характерное для влажнопаровых турбин уменьшение динамической постоянной промперегрева (ПП). Это связано с тем, что количество аккумулированных пара и воды в сепараторах-пароперегревателях (СПП) влажнопаровых турбин в 5-7 раз меньше. Динамические постоянные времени СПП и ПП для турбин К-500-65/3000 и К/3000 составляют 2 с и 12,7 с соответственно. С другой стороны, поверхности проточной части влажнопаровой турбины, её камер и патрубков регенеративных отборов покрыты плёнкой влаги. В этой плёнке и в объемах воды сосредоточенных в различных резервуарах, заключена значительная масса воды, которая оказывает существенное влияние на динамику регулирования турбины. Образование дополнительного пара в проточной части турбины, увеличивая запаздывание начала снижения вращающего момента турбины, повышает заброс частоты вращения при сбросах нагрузки, а также уменьшает скорости снижения мощности турбины при необходимости экстренной разгрузки по команде противоаварийной автоматики.
Особенностью системы автоматического регулирования турбин К-500-65/3000 является релейная характеристика привода стопорных заслонок (СЗ) промперегрева, время открытия которых составляет 8-12 с. Регулирующие клапаны (РК) открываются на 85% за 1,4-1,6 с [3]. Разные скорости открытия приводят к срабатыванию защиты по несоответствию при подаче в систему регулирования сигналов прямоугольной формы длительностью менее 0,6 c. Также указанная выше особенность приводит к возникновению двух «волн» повышения давления в СПП. Первая «волна» связана с испарением влаги, находящейся в проточной части турбины и СПП, а вторая – с большей скоростью открытия РК по сравнению с СЗ. Для уменьшения несоответствия положения клапанов и стопорных заслонок, а также недопущения срабатывания предохранительных клапанов СПП возможна подача прямоугольного сигнала с экспоненциальным съёмом. При этом РК должны находиться на нижнем упоре не менее 2 с, что окажет существенное влияние на режим работы реакторной установки [4]. Предпочтительным представляется подача сигнала по перемещению РК на выключатель сервомотора СЗ, либо приведение в соответствие времена открытия РК и СЗ.
Список литературы
1. Иванов регулирования турбоагрегатов АЭС// Теплоэнергетика, 1982, № 4. – С. 27-30.
2. Иванов энергоблоков АЭС в противоаварийном управлении энергосистемами/, , и др.//Научные исследования в области ядерной энергетики в технических вузах России/Под ред. . – М.: Издательство МЭИ, 1999. – С. 22-24.
3. Ляпин системы регулирования турбоустановки К-500-65/3000/ , , и др.// Энергетик, 1979, №2. – С. 11-12.
4. О привлечении энергоблоков с реакторами РБМК к противоаварийному регулированию в энергосистеме. , , – труды ЦКТИ, 2002, вып.282, С. 84-88.
