ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ R E P U B L I K A (19 y POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ (61) (23) Výstavní priorita (22) Přihlášeno 15 04 77 (21) pv 2473-77 189 348 (ii) B1] (51) Int. Cl.' P 01 K 3/08 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (40) Zveřejněno 31 07 78 (45) Vydáno 30 04 82 (75) Autor vynálezu KADRHOŽKA JAROSLAV doc. ing. CSc., BRU0 (54) Zařízení pro akumulaci tepla v napájecí vodě pro transformátory páry 1 Vynález se týká zařízení pro akumulaci tepla v napájecí vodě pro transformátory páry. Jaderné elektrárny je třeba řešit tak, aby mohly vyrábět elektriokou energii pro základní zatížení, špičkovou elektrickou energii a dodávat teplo pro vytápění a teohnologické účely. Přitom vzniká závažný problém jak sladit Saaově proměnné požadavky na dodávku energie z elektrárny s požadavkem konstantního zatížení jaderného reaktoru. Je znám způsob tepelné akumulace, která umožňuje měnit v určitých mezích množství dodávané elektrické energie bez zásahu do koncepce nebo provozu jaderné části elektrárny. Teplo je možno akumulovat v horké vods, ze které se při vybíjení vyrábí pára o několika tlacích, jež se zpracovává ve špičkové turbině. Podle jiného způsobu se teplo akumuluje v napájecí vodě pro napájení parogenerátorů tak, že v době špičkové spotřeby energie se sníží nebo odstaví parní odběry pro ohřev napájecí vody a ohřátá napájecí voda se odebírá z akumulátorů. Voda v akumulátorech se ohřívá v době, kdy požadavky na dodávku elektriokó energie jsou nižší. Při dodávce tepla z elektrárny v horké vodě je možno zapojit k ohřívákům topné vody horkovodní akumulátory, ze kterých je v době špičkové Bpotřeby energie odebíráno teplo a uvolněný parní výkon Je použit k výrobě špičkové elektrické energie. Tohoto způsobu nelze 189 348
192 348 2 použít při dodávoe tepla z elektrárny v páře, nebot akumulační sohopnost parníoh akumulátorů Je nízká. Při dodávoe tepla z elektrárny se snižuje elektrioký výkon a zmenšuje se dosažitelná velikost špičkového výkonu. Výše uvedená nedostatky jsou odstraněny zařízením pro akumulaci tepla v napájecí vodě pro transformátory páry podle vynálezu. Joho podstata spočívá v tom, Se Bestává z horkovodních akumulátorů, připojených paralelně k ohřívákům napájeoí vody transformátorů páry, přičemž prvním vývodem jsou horkovodní akumulátory připojeny přes první a druhou armaturu na odbočku napájecího potrubí před ohříváky napájecí vody a druhým vývodem přes třetí armaturu na odbočku napájeoího potrubí za ohříváky napájecí vody. První vývod z horkovodních akumulátorů je připojen přes první armaturu do sáni napájecího čerpadla a přes druhou armaturu na výtlak napájecího čerpadla. Vývod ochlazeného kondenzátu z ohříváku napájeoí vody je připojen na kondenzátní potrubí před generační ohříváky parní turbiny a první vývod horkého kondenzátu z transformátoru páry je připojen přes čtvrtou armaturu na potrubí napájecí vody za regeneračními ohříváky, přičemž první vývod a transformátoru páry je připojen přes pátou armaturu na vývod ohříváku napájecí vody. Při vybíjení akumulátorů v době špičky v elektrizační soustavě se horká napájecí voda odebírá z akumulátorů a horký kondenzát z transformátorů páry se zavádí do potrubí napájeoí vody parogenerátoru za regeneračními ohříváky. Tím odpadne spotřeba páry pro ohřev napájeoí vody pro transformátory páry a zmenší se velikost parních odběrů pro regenerační systém, ve kterém se ohřívá menší množství vody, čímž se zvýší výkon parní turbiny. Změny výkonu parní turbiny je dosaženo bez zásahu do koncepce a provozu reaktoru a parogenerátorů. Účinnost akumulace tepla je vysoká a překračuje účinnost jiných způsobů akumulace energie. Zařízení pro akumulaci tepla v napájeoí vodě pro transformátory páry je možno instalovat i v případě akumulaoe tepla jiným způsobem. Akumulace tepla v napájeoí vodě pro transformátory páry je účelná zejména při současném použití akumulace tepla v napájecí vodě pro parogenerátory. 5a připojených výkresech jsou znázorněny příklady provedení zařízení pro akumulaci tepla. Ha obr. 1 na obr. 2 na obr. 3 je nakresleno příkladné základní schéma zařízení pro akumulaci tepla v napájeoí vodě pro transformátory páry, je nakresleno příkladné schéma připojení zařízení pro akumulaci tepla v napájeoí vodě pro transformátory páry k parní turbině v jaderná elektrárně, a je znázorněn průběh zatížení elektrárny se zařízením pro akumulaci tepla. Zařízeni pro akumulaci tepla v napájeoí vodě pro transformátory páry sestává ze sestavy horkovodních akumulátorů ±, z ohříváků 2 napájecí vody a parního ohříváku 2' První vývod 22 horkovodního akumulátoru 1 je připojen přes první armaturu na odbočku napájeoího potrubí do sání napájecího čerpadla a přes druhou armaturu 8 do výtlaku napájecího čerpadla Druhý vývod 24 horkovodního akumulátoru 1 je připojen přes třetí armaturu 12 na odbočku 26 potrubí napájeoí vody za ohříváky 2, 2 napájecí vody. Vývod 2j[ pro
3 189 348 odváděni ochlazeného kondenzátu z ohříváků napájecí vody je připojen na kondenzátní potrubí 28 parní turbiny 22 P dle obr. 2 před regeneračními ohříváky 21_ a vývod z transformátoru 4 páry pro odvádění horkého kondenzátu je připojen přes armaturu 25. na vývod 30 ohříváku 2 napájeni vody a přes čtvrtou armaturu 16, na potrubí 21 napájecí vody pro parogenerátor 18. za regeneračními ohříváky 21_. Do parního ohříváku 2 napájecí vody, který je zapojen za ohříváky 2 napájeoí vody a který je vybaven obtokem s armaturou 10, je přiváděna topná pára ze stejného potrubí jako pro transformátor péry. Podle požadovaného tlaku páry na výstupu z transformátoru páry může být topná pára odebírána buď přímo z perogenerátonl 1JB nebo z některého odběru z parní turbiny 19. Tepelná energie je akumulována v horké vodě v soustavě stojatých horkovodních akumulátorů ±. Uabíjení horkovodních akumulátorů 1 se provádí při otevřených anaaturáoh 2, 2, 12,, 22., 2i» 2Ž a uzavřenýoh armaturáoh 22, VS. Přitom je studená voda odebírána z dolní části horkovodních akumulátorů 2 a směšována se studeným a vratným kondenzátorom nebo s přídavnou vodou z chemické úpravny 6. vody a společně s touto vodou je stupňově ohřívána horkým kondenzátem v ohříváoíoh 2 a topnou parou v parním ohříváku 3. Ohřátá voda je vedena jednak do transformátoru ^ páry, jednak do horní části horkovodníoh akumulátorů 2» Y horkovodníoh akumulátorech 2 s postupně posouvá teplotní rozhraní mezi horkou a studenou vodou směrem dolů. Ochlazený kondenzát z ohříváků 2 napájecí vody se vede do kondenzátního potrubí 28 napájecí vody před^regenerační ohříváky 22, kde se apolečně s kondenzátem z kondenzátoru 20 ohřívá a tím ae zvětšuje odběr páry z turbiny. Dále je určité množství páry spotřebováno pro parní ohřívák 2> takže výkon parní turbiny se při nabíjení horkovodních akumulátorů 2 zmenší. To je vhodné v době nočního sníženého odběru energie. V době Špičkové spotřeby elektrické energie je při otevřených armaturáoh 8, 12, 16 a uzavřených armaturách 14, 15 odebírána ohřátá napájecí voda z horkovodníoh akumulátorů 2 a horký kondenzát z transformátorů 4 páry je zaváděn do potrubí 21 napájeoí vody za regenerační ohříváky 22. Tím odpadne spotřeba páry pro parní ohřívák 2 a sníží se spotřeba páry pro regenerační ohříváky 22 a výkon parní turbiny 22 ae zvýší při konstantním výkonu reaktoru 2Z a parogenerátorů 18. Zvýšení výkonu parní turbiny 22 j e dosaženo zvýšením průtoku páry parní turbinou 22» zejména nízkotlakými stupni v důsledku menších odběrů pro ohřev napájeoí vody. Pokud nelze zvýšit průtočnou ploohu lopatkových řad parní turbiny 22 u nízkotlakých stupňů je možno paralelně k nízkotlakému dílu parní turbiny 22 přistavit špičkovou parní turbinu 22, která se spouští pouze v době špičky při vybíjení horkovodníoh akumulátorů 2* V provozním režimu, ve kterém nejsou horkovodní akumulátory 2 ani nabíjeny ani vybíjeny ohřívá se v ohřívácích 2, 2 menší množství vody a proto může být parní ohřívák 2 odstaven a obtékán uzavřením armatur 21» 22.» 21 a otevřením armatury 10. Průběh zatížení elektrárny se zařízením pro akumulaci tepla v napájecí vodě pro transformátory páry je uveden na obr. 3- V noční době je možno snížit výkon elektrárny na P zvýšením ohřevu vody. V denní době může elektrárna dodávat plný instalovaný výkon,
189 348 4 = a ve špičkové době může být výkon zvýšen na P o «P.^ + Pg při konstantním výkonu reaktoru a parogenerátorft. PŘEDMĚT VYNÍ1EZD 1. Zařízeni pro akumulaci tepla v napájecí vodě pro -transformátory páry, vyznačující se tím, Se sestává z horkovodních akumulátorů (1), připojených paralelně k ohřívákům (2, 3) napájeoí vody pro transfoxroátor (4) páry, přičemž prvním vývodem (23) jsou horkovodní akumulátory (1) připojeny přes první a druhou armaturu (7,8) na odbočku (25) napájeoího potrubí před ohříváky (2, 3) napájecí vody a druhým vývodem (24) přes třetí annaturu (12) na odbočku (26) napájeoxho potrubí za ohříváky (2, 3) napájecí vody. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že první vývod (23) z horkovodních akumulátorů (1) je připojen přas první armaturu (7) do sání napájecího čerpadla (5) a pres druhou armaturu (8) na výtlak napájecího čerpadla (5). 3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že vývod (27) ochlazeného kondenzátu z ohříváku (2) napájecí vody je připojen na kondenzátní potrubí (28) před regenerační ohříváky (21) parní turbiny (19) a první vývod (29) horkého kondenzátu z transformátoru (4) páry je připojen přes čtvrtou armaturu (16) na potrubí (31) napájecí vody za regeneračními ohříváky (21), přičemž první vývod (29) z transformátoru (4) páry je připojen přes armaturu (15) na vývod (30) ohříváku (2) napájeoí vody. 3 výkresy
OBR. 1
L i l i i 21 26 A H X J «i ' ^ 1 f i i r-r* I. A 7 A A Ifl čl-j j v. 2 / 7 Z 7 i r V v v i j ' 5 6 OBR. 2
f / m v > d r n I ^ A y^s \ \ 24 h T OBR. 3