Сепараторы-пароперегреватели — важный элемент системы регенерации паротурбинных установок АЭС, они предназначены для осушки и перегрева водяного пара, идущего в цилиндры низкого давления турбоагрегата.
Специалисты НИЦ "Курчатовский институт" совместно с коллегами НПФ "ЭКИП" и МЭИ разработали аппарат СПП-ШН — усовершенствованный вариант сепаратора-пароперегревателя АЭС с коллекторно-ширмовым трубным пучком (СПП-Ш) конструкции ВНИИАМ. Ученые сравнили ключевые характеристики СПП-ШН с сепараторами СПП-К, работающими на ныне действующих АЭС, и выявили ряд преимуществ.
В новых аппаратах СПП-ШН применен трубный пучок с поперечным оребрением и организован процесс растворения газов, выделившихся при конденсации пара, на участке охлаждения конденсата. Это позволило устранить теплогидравлическую неравномерность и обеспечить стабильную и надежную работу трубных пучков ступеней пароперегревателей СПП-ШН без термопульсаций и парогазовых пробок. При этом полностью исключаются потери греющего пара из-за отсутствия продувки, а также уменьшаются расходы греющего пара в ступенях пароперегревателей благодаря охлаждению конденсата. Это значительно повышает экономичность работы аппарата и мощность турбогенератора.
"Расчетные исследования и анализ конструкции СПП-ШН показали, что применение данных аппаратов в составе паротурбинных установок действующих и проектируемых энергоблоков АЭС повысит вырабатываемую электрическую мощность, при этом будет обеспечена высокая эксплуатационная надежность и тепловая экономичность по сравнению с СПП-К, — прокомментировал Станислав Пустовалов, начальник отдела Курчатовского комплекса перспективной атомной энергетики НИЦ "Курчатовский институт". — Важно отметить, что техническое обслуживание СПП-ШН существенно упрощено благодаря доступу через люки-лазы внутрь корпуса к трубам, закрепленным в цилиндрических вертикальных коллекторах, что позволяет проводить эргономичное глушение неисправных труб. Кроме того, более компактный размер аппарата и схема обвязки трубопроводами позволяют существенно сократить размеры машинного зала АЭС".
Разработчики СПП-ШН отмечают, что после референтной отработки аппараты могут быть применены в составе действующих и проектируемых паротурбинных установок энергоблоков АЭС с реакторами типа ВВЭР, в том числе на зарубежных АЭС российских проектов.
Справочно:
Работы по созданию аппаратов коллекторно-ширмового типа проводились с начала 1980-х годов во ВНИИАМ.
В 2010–2012 годах по заказу АО "Концерн Росэнергоатом" был разработан и рекомендован к внедрению СПП-Ш для турбоустановки проекта АЭС-2006.
В 2021 году сотрудники НИЦ "Курчатовский институт", АО "АЭП", ОАО "Силовые машины – ЛМЗ" и НПО "ЦКТИ" по заказу АО "Концерн Росэнергоатом" выполнили концептуальную проработку паротурбинной установки для двухконтурной ядерной энергетической установки ВВЭР-СКД с учетом технических и технологических решений СПП-Ш и СПП-ШН.
