Навчальний посібник "НАСОСНЕ УСТАТКУВАННЯ В ТЕХНОЛОГІЧНІЙ СХЕМІ АЕС,ТЕС"для виконання розділу дипломного проекту студентами спеціальності 144 Теплоенергетика

ВСТУП

Насособудування істотно впливає на розвиток науково-технічного прогресу найважливіших галузей народного господарства і тому має більш високі темпи щорічного приросту випуску продукції в порівнянні з іншими галузями машинобудування. Розвиток енергетичних насосів здійснюється відповідно до основних напрямків науково-технічного прогресу - збільшенням одиничної потужності агрегатів при одночасному підвищенні економічності, надійності і довговічності, із забезпеченням необхідної номенклатури виробів для самої галузі.

До насосів, особливо для систем АЕС, пред'являються підвищені вимоги щодо безпечної експлуатації та захисту навколишнього середовища від забруднення. Ці вимоги знаходять своє відображення в конструкціях нових і модернізації раніше виготовлених насосів. За останнє десятиліття відбулися важливі зміни в параметрах енергетичних насосів, що, в свою чергу, зажадало зміни традиційних конструктивних схем машин, застосування більш якісних матеріалів, використання досконалих методів гідравлічних і механічних розрахунків.

Параметри основних груп насосів обумовлені діючими і розробляються ГОСТ. Затверджено ряд ГОСТ, що визначають технічні вимоги на виготовлення і поставку найбільш важливих типів енергетичних насосів. Крім спеціальних енергетичних насосів (живильні, конденсатні, мережні) на електростанціях застосовується багато насосів загального і особливого призначення (насоси для води, хімічні, нафтові, маслонасоси).

Сучасний стан і перспективи розвитку енергетики вимагають підвищення рівня кваліфікації фахівців. Тому під час викладання дисципліни «Насоси і тягодуттьові машини» викладач повинен постійно розвивати пізнавальні здібності студентів, формувати їх світогляд, прищеплювати практичні вміння рішення задач прикладного характеру, грамотного користування стандартами, технічними умовами, довідниками, іншою нормативною документацією.

КЛАСИФІКАЦІЯ НАСОСНОГО УСТАТКУВАННЯ

Насоси належать до гідравлічних машин. Гідравлічні машини в свою чергу поділяються на: насоси, гідродвигуни, вентилятори, турбіни.

Насос - це машина, призначена для створення потоку рідини та передавання цього потоку з урахуванням усіх втрат тиску нагнітання на необхідну висоту і відстань. Насоси перетворюють механічну роботу привода в енергію потоку рідини. Гідродвигуни перетворюють енергію потоку рідини у механічну роботу (гідротурбіни, вітряки).

Насосний агрегат – сукупність насоса і привода. Використовують такі види приводу насосів : електродвигун, турбопривід.

Насосною установкою називають насосний агрегат з комплектуючим устаткуванням.

Схема та комплектуюче устаткування насосної установки:

НАСОСНЕ УСТАТКУВАННЯ В ТЕХНОЛОГІЧНІЙ СХЕМІ АЕС

Технологічні схеми АЕС (атомні електричні станції) для нормального функціонування потребують безперервного постачання їх великою кількістю рідин. Для цього на атомних електростанціях використовують велику кількість різноманітних насосів, в основному лопасних.

Конструктивні особливості, призначення та умови роботи здебільшого визначаються їх місцем розташування в схемі АЕС.

За цими признаками насоси атомних електростанцій поділяються на 5 основних груп :

І група : Головні циркуляційні насоси (ГЦН)

Г ЦН призначені для забезпечення циркуляції води між реактором та парогенератором. ГЦН подає воду в реактор з параметрами Р =16,6 МПа, t =289 °С. В активній зоні реактора вода нагрівається до t =322 °С і подається в парогенератор. Так як, вода першого контуру радіоактивна, то необхідно звести до мінімуму або повністю виключити її витікання, тому до ущільнень головного циркуляційного насосу висувають жорсткі вимоги.

ІІ група : Конденсатні насоси (КН)

К Н відкачує конденсат з конденсатора головної турбіни та через охолоджувачі ежекторів, ущільнень, блочну знесолюючу установку (БЗУ) подає цього до другої ступені

конденсатного насосу. КН працюють при температурі t =27-32 °С, приводяться в дію електродвигуном.

Дренажні насоси (ДН)

ДН призначені для переміщення високотемпературного конденсату (дренажу), який подається в ПНТ та сітьові(мережні)підігрівники.

ДН також використовують для переміщення сепаратна з сепаратора пари (ДНс) та дренажу гріючої пари з проміжних пароперегрівачів (ДНп).

ІІІ група : Живильні насоси (ЖН)

ЖН призначені для безперебійної подачі живильної води з деаераторів через ПВТ до парогенератора. Зазвичай живильні і бустерні насоси приводять в дію турбоприводом. Для безкавітаційної роботи живильних насосів використовують бустерний насос (БН), який знаходиться на одному валу з ЖН.

ІV група: Циркуляційні насоси

Д о циркуляційних насосів відносять насоси технічного водопостачання, які забезпечують охолоджуючою водою конденсатори головних турбін, турбін турбоприводів, інші теплообмінники з метою відводу теплоти в навколишнє середовище.

V група: Сітьові (мережні) насоси (СН,МН)

СН служать для подачі гарячої води по теплофікаційним мережам, в залежності від місця розташування застосовуються в якості таких насосів :

- першого підйому, які подають воду з зворотного трубопроводу в сітьовий підігрівник;

- другого підйому, для подачі води після підігрівників до теплофікаційної мережі.

Сітьові насоси –відцентрові, горизонтальні, з приводом від електродвигуна.

НАСОСНЕ УСТАТКУВАННЯ В ТЕХНОЛОГІЧНІЙ СХЕМІ ТЕС

Технологічна схема призначена для перетворення і використання енергії води та пари для утворення електроенергії. Технологія роботи ТЕС (теплова електрична станція) потребує переміщення великої кількості рідин, які мають різноманітні фізико-хімічні властивості в широкому діапазоні тисків і температур, тобто, холодна, гаряча, перегріта вода, пароводяна суміш, тощо. Переміщення рідин здійснюється насосами.

Насосне устаткування за встановленою потужністю, а також за складністю та різноманітністю конструкцій займає головне місце серед допоміжного устаткування станцій.

Для забезпечення повного енергетичного циклу (парогенератор - турбіна - генератор - трансформатор і допоміжне устаткування) використовується близько 20 різноманітних видів насосів.

За своїм призначенням насоси ТЕС можна поділити на наступні групи:

І група: Основні насоси - насоси, які щільно пов’язані з роботою основного експлуатаційного устаткування ТЕС і тому є дуже відповідальними елементами:

• живильні,

• циркуляційні,

• конденсатні,

• вакуумні,

• сітьові (мережні),

• основні насоси хімічного водоочищення,

• маслонасоси систем змащування та регулювання турбіни і генератора,

• мазутні та інші паливні насоси, які подають паливо до форсунок котлів,

• насоси охолодження трансформаторів.

ІІ група : Насоси допоміжних циклів роботи

• насоси випаровуючої установки,

• подачі рідкого палива до баків схову та рециркуляції,

• масляного господарства,

• дренажні насоси різноманітного призначення,

• допоміжні насоси хімічної водоочищення, насоси-дозатори,

• технічного водопостачання.

ІІІ група : Насоси спеціального призначення

• пожежні,

• насоси кислотної промивки,

• господарчі.

Насосні агрегати на теплових і атомних станціях поділяють за конструкцією, характером роботи, родом рідини, яку переміщують, за параметрами на наступні типи :

- відцентрові насоси (низького, середнього та високого тиску; одноступеневі насоси з одностороннім і двостороннім входом; багатоступеневі насоси для чистої води, мастила, мазуту);

- осьові насоси;

- обертально-поступові насоси;

- роторні насоси;

- струменеві насоси різної конструкції.

За принципом дії і в залежності від робочих камер та їх сполучення з входом і виходом рідини насоси поділяються на групи:

І група: Динамічні(лопасні, електромагнітні, насоси тертя).

В динамічних насосах рідина переміщується під дією силового впливу на неї в камері, рідина постійно сполучається з входом і виходом насосу, тобто, йде суцільним потоком.

ІІ група: Об’ємні(крильчаті, роторні, обертально-поступові).

В об’ємних насосах рідина переміщується шляхом періодичної зміни об'єму, який займає рідина в камері; рідина змінно сполучається з входом і виходом насосу, тобто, суцільність потоку порушується.

ВІДМІННОСТІ ОБ'ЄМНИХ НАСОСІВ ВІД ДИНАМІЧНИХ

Об'ємні насоси мають ряд властивостей, які обумовлені їх принципом дії і відрізняють їх від динамічних машин:

1. Циклічність робочого процесу. Порціонність і пульсація подачі, є наслідками цієї циклічності. Подача об'ємного насоса здійснюється, а порції, причому кожна порція дорівнює корисному об'єму робочої камери.

2. Герметичність робочої камери насоса, тобто постійне відділення лінії всмоктування і нагнітання. З цієї причини в об'ємних насосах досить часто використовують зворотні клапани, поршневі об'ємні насоси без таких клапанів працювати не зможуть.

3. Самовсмоктування об'ємних насосів можна назвати наслідком попередньої властивості. Беручи до уваги постійний поділ ліній всмоктування і нагнітання об'ємні насоси здатні створити розрідження у всмоктуючому трубопроводі, достатнє для підйому рідини до рівня розташування насоса. Висота всмоктування рідини при цьому не може бути більше граничної - визначальна висота якої - тиск насичених парів. Більшість динамічних насосів не є самовсмоктуючими.

4. Жорсткість характеристик, що означає малу залежність подачі насоса від тиску, який ним розвивається, деяке падіння характеристики обумовлюється лише перетіканням робочої рідини всередині робочої камери насосу. Ідеальна подача об'ємного насоса (в якій не враховуються перетікання - об'ємний ККД) не залежить від тиску.

5. Незалежність тиску, створюваного об'ємним насосом, від швидкості руху робочого органу (наприклад, поршня) і швидкості рідини. Динамічні ж насоси як правило, можуть працювати тільки на високих швидкостях руху робочих органів.

Питання для самоконтролю

1 Які фактори впливають на розвиток енергетичних насосів?

2 Яким є завдання дисципліни «Насоси і тягодуттьові машини»?

3 Яке призначення має насос?

4 Що таке насосний агрегат?

5 Які складові має насосна установка?

6 Які використовують види приводу насосів?

7 На які групи поділяються насоси АЕС?

8 Призначення головного циркуляційного насосу?

9 Яке призначення конденсатних насосів?

10 Яке призначення дренажних насосів?

11 Яке призначення живильних насосів?

12 Який привід мають живильні й бустерні насоси?

13 Яку функцію виконують циркуляційні насоси?

14 Для чого служать сітьові насоси?

15 На які групи поділяють насоси ТЕС за призначенням?

16 Які є типи насосів за конструкцією?

17 Як переміщується рідина в динамічних насосах?

18 Як переміщується рідина в об’ємних насосах?

5