АЭС "Козлодуй" в Болгарии вновь оказалась в центре информационной кампании. В последние месяцы в стране распространяются слухи о том, что два оставшихся в строю блока станции якобы работают на недопустимо высокой мощности 1040 МВт(эл.).
Слухи о том, что блоки якобы "перерабатывают", появились вскоре после посещения станции в декабре 2011 года тогдашним министром энергетики Болгарии Трайчо Трайковым. В ходе поездки было объявлено, что 2011 год стал рекордным по объёму выработки электроэнергии на блоках №№5-6.
Болгарский профессиональный сайт AtomInfo.Bg, чей редактор Красимир Христов проработал на АЭС "Козлодуй" многие десятилетия, опубликовал технические пояснения к вопросу о мощности блоков.
Основные определения
Номинальная мощность Nном реакторов - а точнее говоря, ядерных паропроизводящих установок ЯППУ - пятого и шестого блоков АЭС "Козлодуй" соответствует 3000 МВт тепловой мощности, или 100% Nном.
Электрическая мощность козлодуйских блоков по проекту принята 1000 МВт(эл.). Она определена так для тепловой мощности 3000 МВт, но в реальности её значение зависит от целого ряда сопутствующих факторов.
Негласно принимается, что под термином "номинальная мощность" имеется в виду именно номинальная тепловая мощность реактора. Мощность на выходе турбогенераторов всегда уточняется как "электрическая мощность".
Управление тепловой мощностью реактора производится за счёт изменения положения органов СУЗ, а также изменением концентрации борной кислоты в теплоносителе I контура. Она измеряется и исчисляется по параметрам, поступающим в систему внутриреакторного контроля (СВРК).
Согласно документам, регламентирующим эксплуатацию энергоблока, для каждого блока установлены допустимые пределы роста в ходе работы тепловой мощности. Для блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй" с реакторами ВВЭР-1000 такие пределы равны 102% Nном.
Электрическая мощность
Электрическая мощность блока определяется, в первую очередь, тепловой мощностью реактора. В первом приближении, коэффициент преобразования тепловой энергии пара, образующегося в парогенераторе, в электрическую энергию принимается за 33,33%. Это не так много, особенно в сравнении с некоторыми видами традиционной энергетики. Однако есть ряд других факторов, которые могут влиять на электрическую мощность в ту или иную сторону.
Электрическая мощность зависит от конкретных конструкции и качества исполнения основного электрического оборудования блока, а именно, турбины и турбогенератора. Конечно, для каждого блока это данность. Но со временем турбины и турбогенераторы могут подлежать реконструкции и модернизации.
Турбогенератор - это агрегат, преобразующий механическую энергию турбины в электроэнергию. Значение к.п.д. преобразования для турбогенератора приблизительно равно 98,8%. На него практически не влияют внешние факторы, и места для революционных решений здесь нет. Напротив, к.п.д. турбины может быть поднят за счёт внесения изменений в конструкцию турбины и/или оборудования II контура. Основным внешним фактором, влияющим на эффективность работы турбины, следует признать температуру и расход охлаждающей воды на конденсатор.
Исходные характеристики для блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй"
Турбины и турбогенераторы блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй" были выпущены в 80-ых годах прошлого века.Турбины тихоходные, 1500 оборотов в минуту. Модель К1000-60/1500-2, производитель - харьковский "Турбоатом". Турбогенераторы для козлодуйских блоков - русские, выпущенные заводом "Электросила". На момент ввода блоков в эксплуатацию, основные типичные зависимости для случая козлодуйских блоков показаны на графике ниже.
Электрическая мощность энергоблока АЭС в зависимости от температуры входящей охлаждающей воды (при номинальной тепловой мощности реактора)
По шкале абсцисс на графике отложена температура входящей охлаждающей воды для охлаждения конденсатора.
Левая вертикальная шкала показывает электрическую мощность турбогенератора в %.
Правая вертикальная шкала показывает давление (вакуум) отработавшего пара в конденсаторе, в кгс/см2.
Синий график - давление в конденсаторе, красный график - электрическая мощность.Два основных вывода, которые требуется сделать из графика, таковы.
1) При номинальном расходе охлаждающей воды и номинальной тепловой мощности реактора значение электрической мощности 1000 МВт(эл.) будет достигнуто при температуре охлаждающей воды 20°C.
2) При повышении температуры охлаждающей воды до 30°C и сохранении прочих параметров неизменными, электрическая мощность упадёт примерно на 3,5%. В свою очередь, при понижении температуры охлаждающей воды до 10°C электрическая мощность повысится примерно на 1,5%.
Модернизация по второму контуру блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй"
На козлодуйских тысячниках был выполнен ряд мероприятий по модернизации II контура, позволивших поднять электрическую мощность блоков, не трогая при этом тепловую мощность.
Новые козлодуйские конденсаторы турбин, поставлены в 2003-2004 годах
В 2003-2004 годах на блоках №№5-6 прошла замена конденсаторов турбин. Поставленное оборудование отличается новой конструкцией трубной системы из нержавеющей стали и её эффективной модульной компоновкой. Помощь при замене конденсаторов оказали ведущие российские институты.
Сегодня "Силмаш" предлагает потребителям конденсаторы с титановыми трубками вместо трубок из нержавеющей стали и более давних медно-никелевых трубок. - Прим. AtomInfo.Ru.
Опыт эксплуатации подтвердил высокую надёжность новых конденсаторов, а также позволил существенно улучшить водно-химический режим блоков.
"Болгары полностью избавились от меди во втором контуре. Изначально у них в проекте была медь, например, конденсаторы из медесодержащих сплавов. Они приняли решение заменить конденсаторы и подогреватели. В результате у них появилась возможность применять современные водные режимы с высокими pH, и вынос железа в парогенератор был минимизирован".
Николай Трунов: безмедное будущее горизонтальных ПГ, интервью для AtomInfo.Ru, опубликовано 22.06.2010.
Благодаря эффективной работе конденсаторов, при номинальной тепловой мощности реактора электрическая мощность каждого турбоагрегата была увеличена на 7,9 МВт.
Второе существенное мероприятие касалось замены подогревателей высокого давления (ПВД). Новые ПВД имеют конструкцию, обладающую рядом преимуществ по сравнению со старыми аппаратами. Они были поставлены в Болгарию в 2010-2011 годах.
Некоторые технические подробности по поставленным на АЭС "Козлодуй" ПВД из России приводятся в материале Козлодуйские ПВД.
В свете рассматриваемой в данной статье темы, наиболее важным фактом является то, что замена ПВД позволила, благодаря их более эффективной работе, поднять на несколько градусов температуру на входе парогенератора и, соответственно, обеспечить приращение на 1% (10 МВт) электрической мощности блока.
Таким образом, за счёт модернизаций, выполненных на блоках №№5-6 АЭС "Козлодуй" в период с 2003 по 2011 годы, электрическая мощность каждого из блоков была увеличена на 17-18 МВт(эл.) при сохранении неизменной тепловой мощности.
Результатом проделанных мероприятий стало также существенное изменение графика зависимости электрической мощности от температуры охлаждающей воды при постоянном расходе.
Электрическая мощность энергоблока АЭС в зависимости от температуры входящей охлаждающей воды (при номинальной тепловой мощности реактора) после модернизации.
Наиболее важные изменения в графике по сравнению с тем, что достигалось на первоначальном оборудовании (см. первый график в статье), состоят в следующем.
1) Температура входящей охлаждающей воды, при которой блок может выдавать электрическую мощность 1000 МВт(эл.), поднялась с 20°C до 30°C. Это огромное преимущество для работы в летний жаркий период!
2) Если температура входящей охлаждающей воды составит 10°C, то электрическая мощность блока составит примерно 104,3% от проектного значения 1000 МВт(эл.). На исходном оборудовании при той же температуре мощность поднялась бы только до 101,5%.
3) Для другого крайнего случая - температуры входящей охлаждающей воды 33°C - спад электрической мощности блока составит теперь всего лишь 1,5% ниже номинала. До модернизации спад составлял в этом случае 3,8% ниже номинала.
Ответ на исходный вопрос
Теперь попробуем дать ответ на исходный вопрос в такой формулировке - совместимы ли утверждения "Блок работает на номинальной мощности" и "Электрическая мощность блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй" составляет сейчас 1040 МВт(эл.)"? Ответ находится на следующем графике.
Таким образом, ответ будет звучать так. При номинальной тепловой мощности 3000 МВт(тепловых) и температуре входящей охлаждающей воды 16°C электрическая мощность козлодуйских тысячников равна 1040 МВт(эл.).
Дополнение к ответу
В начале статьи упоминалось о том, что эксплуатационный регламент блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй" допускает работу при превышении номинального значения тепловой мощности на 2% - то есть, до 102% Nном. Многие блоки с реакторами ВВЭР-1000 устойчиво работают в зоне до 101,5% Nном без превышения регламентных пределов. Таким образом, они добавляют себе ещё 15 МВт(эл.) электрической мощности. Для случая блоков-тысячников АЭС "Козлодуй" это означает, что при оптимальной температуре входящей охлаждающей воды (8°C) можно получить электрическую мощность 1058 МВт(эл.).
Форсирование мощности
Если - о чём неоднократно говорилось на АЭС "Козлодуй" ранее - руководство станции пойдёт на форсирование тепловой мощности реакторов до 104% Nном, то предыдущий график не изменит своего характера, однако несколько сдвинется вверх по оси ординат.
Другие резервы
Харьковский завод "Турбоатом" предлагает два варианта модернизации цилиндров высокого давления (ЦВД) турбины. Их реализация позволит поднять электрическую мощность блока на 9,55 МВт(эл.) или 19,12 МВт(эл.), соответственно. Значения приводятся при тепловой мощности 104% Nном.
Рост электрической мощности в зависимости от температуры входящей охлаждающей воды
Кривая 2 - без модернизации ЦВД.
Кривая 3 - повышение мощности на 9,55 МВт(эл.).
Кривая 1 - повышение мощности на 19,12 МВт(эл.).
Внимательный читатель мог бы задать вопрос - почему электрическая мощность пятого блока АЭС "Козлодуй" почти всегда примерно на 10 МВт(эл.) выше электрической мощности шестого блока?
Ответ состоит в том, что на блоке №5 модернизация ЦВД по первому варианту уже проведена.
Источник: АТОМИНФО.
Рейтинг публикации:
|
