Переходные процессы в турбоустановке
Значительные изменения температурного состояния влажнопаровой турбины происходят как в процессе пуска (разворот, набор нагрузки), так и останова (разгрузка). Эти изменения приводят к напряжениям и в турбинах перегретого пара (блоки БН). Но наличие влаги в потоке резко интенсифицирует теплообмен. Поэтому во влажнопаровых турбинах (ВВЭР, РБМК), где реализуются существенно большие коэффициенты теплоотдачи от пара к стенке или, наоборот, напряжения в переходных режимах могут достигать больших значений.
В турбинах АЭС с ВВЭР или РБМК при работе на мощности температура пара на входе равна температуре насыщения или близка к ней. Практически весь ЦВД работает в среде плотного влажного пара. На вход в ЦНД поступает перегретый пар. В пусковых и других переходных режимах пар, поступающий в турбину, может быть как насыщенным, так и перегретым.
Сложность процессов разогрева или охлаждения корпусов и роторов турбин насыщенного пара, изменения их теплового состояния вынуждают конструкторов не ограничиваться только расчетами, но проводить режимные испытания головных образцов турбин. Задача их состоит в том, чтобы оптимизировать график пуска, максимально сокращая его длительность и добиваясь, чтобы в процессе пуска напряжения были бы близки к предельно допустимым значениям, но ни в коем случае не превосходили их. Тем самым обеспечивается сокращение времени на пусковые операции. Результатом всех этих работ являются режимные карты, в которых четко устанавливаются последовательность и допустимые характеристики переходных процессов. Эти карты выдаются заводом- конструктором и изготовителем турбин эксплуатационникам, соответствующие требования карт вводятся в инструкции и являются обязательными для выполнения.
Не останавливаясь подробно на особенностях прогрева корпусов и роторов (это можно посмотреть, например, в [14, 21]), отметим только, что прогрев при развороте начинается с очень малых скоростей, нагружение при малых мощностях также идет медленно (2-3 МВт/мин), но при подходе к максимальной мощности скорость набора нагрузки доходит до 5-8 %-ном/мин.
В аварийных режимах скорость изменения нагрузки значительно выше и может достигать 0,5-5 %.
Если возвратиться к пуску блока в целом, то следует обратить внимание, что технологические параметры РУ ВВЭР и РБМК, близкие к номинальным, достигаются в уже процессе разогрева, до начала подачи пара в турбины. Поэтому при подъеме мощности блока должна, в первую очередь, строго выдерживаться допустимая скорость роста температуры металла узлов турбины. При уровнях мощности до примерно 50 %-ном термомеханические напряжения в турбине являются основным фактором, ограничивающим скорость набора нагрузки энергоблоков.
