energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2017-10-3-249-256energsecurity-519Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИGENERAL ISSUES RELATED TO RELIABILITY AND SAFETY OF THE POWER INDUSTRYАНАЛИЗ И ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ПВД ДЛЯ АЭС НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ С РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКОЙ БН-1200ANALYSIS AND SELECTION OF HIGH PRESSURE HEATERS DESIGN FOR A NEW GENERATION OF NPP WITH BN-1200 REACTOR PLANTЮрченкоА. Ю.YurchenkoA. Yu.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

bdzu03@ckti.ruСухоруковЮ. Г.SukhorukovYu. G.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

ТрифоновН. Н.TrifonovN. N.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

ЕгоровП. В.EgorovP. V.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

НабагезЕ. Б.NabagezE. B.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

ЕсинС. Б.EsinS. B.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

СвяткинФ. А.SvyatkinF. A.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

НиколаенковаЕ. К.NikolaenkovaE. K.

191167, г. Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

3/6 Atamanskaya str., Saint-Petersburg, 191167

ПриходькоП. Ю.Prikhod’koP. Yu.

195009, Санкт-Петербург, ул. Ватутина, д. 3, лит. А

ul. Vatutina 3A, St. Petersburg, 195009

НазаровВ. В.NazarovV. V.

195009, Санкт-Петербург, ул. Ватутина, д. 3, лит. А

ul. Vatutina 3A, St. Petersburg, 195009

ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»)РоссияJoint-Stock Company «I. I. Polzunov Scientific and Development Association on Research and Design of Power Equipment» («NPO CKTI»)Russian FederationПАО «Силовые машины»РоссияJSC Power MachinesRussian Federation201715112017103249256Copyright © Юрченко А.Ю., Сухоруков Ю.Г., Трифонов Н.Н., Егоров П.В., Набагез Е.Б., Есин С.Б., Святкин Ф.А., Николаенкова Е.К., Приходько П.Ю., Назаров В.В., 20172017Юрченко А.Ю., Сухоруков Ю.Г., Трифонов Н.Н., Егоров П.В., Набагез Е.Б., Есин С.Б., Святкин Ф.А., Николаенкова Е.К., Приходько П.Ю., Назаров В.В.Yurchenko A.Y., Sukhorukov Y.G., Trifonov N.N., Egorov P.V., Nabagez E.B., Esin S.B., Svyatkin F.A., Nikolaenkova E.K., Prikhod’ko P.Y., Nazarov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/519

При разработке современных паротурбинных установок (ПТУ) большой мощности особое внимание уделяется проектированию надежного и экономичного подогревателя высокого давления (ПВД), способного поддерживать заданные теплогидравлические характеристики в течение всего срока службы. Проведен сравнительный анализ известных конструкций ПВД, таких, как спирально-коллекторные, коллекторно-змеевиковые, коллекторно-ширмовые, модульные, камерные. Отмечены недостатки и преимущества каждой конструкции. Для наглядности сравнения подогреватели разделены на две группы — вертикальные и горизонтальные. Приведены массогабаритные характеристики, материалы основных элементов и особенности эксплуатации различных ПВД. При эксплуатации спирально-коллекторных ПВД, используемых в большинстве регенеративных схем высокого давления ПТУ ТЭС и АЭС, выявлены недостатки, снижающие экономичность и надежность их работы. Изложены рекомендации, направленные на увеличение надежности ПВД, снижение недогрева питательной воды, повышение компактности, некоторые из которых разработаны специалистами ОАО «НПО ЦКТИ» и успешно реализуются на ТЭС и АЭС. Предложены технические решения по снижению стоимости системы регенерации и массы камерных ПВД, обеспечению надежности встроенных в корпус ПВД охладителей пара и конденсата во всех эксплуатационных режимах. Описаны конструктивные решения, которые были реализованы в ПВД системы регенерации турбин мощностью 1000 и 1200 МВт с водоводяным энергетическим реактором (ВВЭР). Выбрана оптимальная конструкция ПВД для системы регенерации высокого давления турбоустановки с реактором БН-1200.

Development of advanced high-power steam-turbine plants (STP) involves paying a particular attention to design of reliable and economical high-pressure heater (HPH) capable to maintain the specified thermal hydraulic performance throughout its service life. Comparative analysis has been performed of the known designs of HPH, such as the spiralcollector HPH, the collector-coiled HPH, the collector-platen modular HPH, and the chamber HPH. The advantages and disadvantages of each design are pointed out. For better comparison, the heaters are divided into two groups — horizontal and vertical ones. The weight and dimension characteristics, the materials and features of the basic elements, and operating features of diff erent HPH are presented. At operation of the spiral-collector HPH used in most of regenerative arrangements of high-pressure STP of thermal and nuclear power plants, the disadvantages reducing the economy and reliability of their operation have been revealed. Recommendations are presented aimed at raising the reliability of HPH, reducing underheating of feed water, making the dimensions more compact. Some of these were developed by specialists of OAO «NPO TsKTI» and are successfully implemented at thermal power plants and nuclear power plants. Technical solutions have been proposed to reduce the cost of the regeneration system and the weight of chamber HPH, and to ensure reliability of the steam and condensate coolers built in the HPH housing under all operating conditions. Design solutions are described that have been implemented in HPH of the regeneration system of 1000 and 1200 MW turbines with a water-moderated watercooled power reactor (WMWCPR). The optimal design of HPH for the high-pressure regeneration system of a turbine plant with BN-1200 reactor has been selected.

реакторная установка БН-1200ПВДкамерныеспирально-коллекторныеколлекторно-змеевиковыеколлекторно-ширмовые и модульныеreactor unit BN-1200high pressure heaterschamberspiral-collectorcollector-coilcollector-screen and modularpower engineering in RussiaReferencesРТМ 108.271.23-84. Расчет и проектирование поверхностных подогревателей высокого и низкого давления. М.: М-во энергетического машиностроения, 1987.RTM 108.271.23-84. Raschet i proektirovanie poverkhnostnykh podogrevatelei vysokogo i nizkogo davleniya. (RTM 108.271.23-84. Calculation and Design of Surface Economizers of High and Low Pressure), (Minist.Energ. Mashinostr., Mоscow, 1987) [in Russian].Марушкин В. М., Иващенко С. С., Вакуленко Б. Ф. Подогреватели высокого давления ТЭС и АЭС.М.: Энергоатомиздат, 1985.Marushkin V. M., Ivashchenko S. S., and Vakulenko B. F. Podogrevateli vysokogo davleniya TES i AES (Economizers of High Pressure of Thermal Power Stations and Atomic Power Stations), (Energoatomizdat, Moscow, 1985) [in Russian].Пат. №2500966 РФ. Трубная система коллекторного подогревателя высокого давления / Н. А. Нагорнов, В. М. Марушкин, П. Э. Капуста, Д. Л. Масленников, Р. К. Ахметов, К. А. Шитов // Изобретения. Полезные модели. 2012. №34.Nagornov N. A., Marushkin V. M., Kapusta P. E., Maslennikov D. L., Akhmetov R. K., Shitov K. A. RF Patent 2500966, Byull. Izobr., no. 34, 2012.Галуза А. П., Пермяков В. А. О причине повреждений входных участков труб ПВД // Теплоэнергетика. 1981. №8. С. 34 – 38.Galuza A. P., Permyakov V. A. On the reason of damages in inlet parts of polyethylene of high pressure pipes, Teploenergetika, No. 8, 34 – 38 (1981).Несущая способность парогенераторов водо-водяных энергетических реакторов / Н. А. Махутов, Ю. Г. Драгунов, К. В. Фролов, Г. С. Васильченко. М.: Наука, 2003.Makhutov N. A., Dragunov Yu. G., Frolov K. V., Vasil’chenko G. S. Nesushchaya sposobnost' parogeneratorov vodo-vodyanykh energeticheskikh reaktorov / (Caring Capacity of Vapor Generators of Water-Water Power Reactors), (Nauka, Moscow, 2003) [in Russian].Авдеев А. А., Шамароков А.С., Фальковский Л. Н. Подогреватели высокого давления коллекторно-ширмового типа // Теплоэнергетика. 2009. №2. С. 51 – 56.Avdeev A. A., Shamarokov A. S., Fal’kovskii L. N. «Header-platen high-pressure heaters», Thermal Eng. 56, 147 – 152 (2009).Пат. на полезную модель №137085 РФ. Теплообменник / Трифонов Н. Н., Юрченко А. Ю., Уханова М. Г., Святкин Ф. А. // Изобретения. Полезные модели. 2013. №3.Trifonov N. N., Yurchenko A. Yu., UkhanovaM. G., and Svyatkin F. A. RF Patent 137085, Byul. Izobr., 2013, no. 3. http://www1.fips.ru/ wps/portal/IPS_RuМигай В. К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1987.Migai V. K. Modelirovanie teploobmennogo energeticheskogo oborudovaniya Simulation of Heat Exchange Energetic Equipment), (Energoatomizdat, Moscow, 1987) [in Russian].Результаты внедрения прогрессивных конструктивных решений поверхностных ПНД и ПВД в ОАО «Красный котельщик» / Вакуленко Б. Ф., Беляков В. Я., Мищенко В. И., Михайлов В. С., Шершнев А. В., Печениговский А. И., Седько В. В., Менякин В. В., Коломеец А. В. // Труды ЦКТИ. 2002. Вып. 288. С. 86 – 103.Vakulenko B. F., Belyakov V. Ya., Mishchenko V. I., Mikhailov V. S., Shershnev A. V., Pechenigovskii A. I., Sed’ko V. V., Menyakin V. V., and Kolomeets A. V. Results of implantation of progressive structural solutions of surface PLP and PHP in OAS «Krasnyi kotel’shchik», Trudy TsKTI, No. 288, 86 – 103 (2002).Пат. на полезную модель №159643 РФ. Горизонтальный поверхностный теплообменник / Трифонов Н. Н., Есин С. Б., Юрченко А. Ю., Святкин Ф. А., Николаенкова Е. К. // Изобретения. Полезные модели. 2015. №5.Trifonov N. N., Esin S. B., Yurchenko A. Yu., Svyatkin F. A., and Nikolaenkova E. K. RF Patent 159643, Byull. Izobr., 2015, no. 5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.