دانلود مقاله بررسی نیروگاه شهید بهشتی لوشان

بخشی از مقاله

نيروگاه شهيد بهشتي لوشان كه در كيلومتر 90 جاده رشت به تهران قرار دارد ، اين نيروگاه تشكيل شده از چهار واحد كه دو واحد آن بخار و دو واحد آن گازي مي باشد . توليدي واحد بخار هر كدام mw120 و در مجموع  mw 240 مي باشد و توليدي واحد گازي هر كدام mw 60 كه در مجموع mw 120 مي باشد. حال توضيحاتي مختصر و مفيد راجع به واحد هاي بخار مي پردازيم .
واحد بخار در مجموع تشكيل شده از بويلر ، توربين و الكتريك يا ژنراتور كه از ابتدا شرحي در رابطه با بويلر و بعد توربين و بعد ژنراتور مي پردازيم.

فصل اول

بويلر

1-وظيفه ديگ بخار
همانطور كه در توضيح داده شد در ابتدا وظيفه ديگهاي بخار توليد بخار جهت به حركت درآوردن موتورهاي بخار نظير موتور وات براي انواع كارهاي صنعتي بوده است كه مي توان موتورهاي بخار قطارها يا پمپ ها را مثال زد. ولي پس از كشف موتورهاي ديزل و همچنين موتورهاي الكتريكي موتورهاي بخار مورد استفاده اي نداشته و لذا نيروگاهها بكار مي روند. بنابراين در عصرل حاضر ديگهاي بخار با استفاده از سوخت هاي فسيلي و يا اتمي وظيفه تامين بخار را براي نيروگاههاي برق عهده دارد هستند.

2-اساس كار ديگهاي بخار :
در ابتدا آب تغذيه اي وارد مخزن استوانه اي شكل به نام درام شده و پس از طي لوله هاي پائين آورنده وارد لوله هاي ديواره اي مي شود . در اين محوطه درجه حرارت آب دائماً اضافه شده تا حدي كه به نقطه جوش مي رسد و سپس مقداري بخار در لوله هاي ايجاد مي گردد. در نهايت مخلوط آب و بخار وارد همان مخزن استوانه اي شده و توسط تجهيزات مخصوصي در اين مخزن بخار ها جدا شده و آبها مجدداً مسير فوق الذكر را ادامه مي دهد . بخارها پس از خروج از اين مخزن وارد لوله ها معمولاً در معرض حرارت ناشي از دود بويلر قرار دارند. بنابراين به درجه حرارت بخار داخل آنها افزوده مي شود و در نهايت به صورت بخار خشك اين لوله ها را ترك نموده و به طرف توربين هدايت مي گردند.

3-اجزاء ديگ بخار
ابتدا به شرح اجراء ديگ بخار كه در مسير آب و بخار قرار دارند مي پردازيم :

 اكونوميزر                                         ECONOMIZER
اكونوميزر حاوي تعدادي لوله موادي است كه در آخرين مراحل دود خروجي از بويلر قرار دارند . داحل اين لوله ها آب تغذيه ورودي به بويلر جريان دارد . اين آبها مادامي كه لوله هاي اكونوميزر را طي مي نمايند . حرارت دود را جذب نموده و سپس به سمت درام هدايت مي گردند. اساس كار اين اكونوميزر و بطور كلي نامگذاري آن  بر اين است كه در واقع درآن از حرارت دود استفاده مي شود كه در بويلر هاي قديمي اين حرارت بوسيله دود و بدون استفاده از دودكش ديگ خارج مي گرديد. بنابراين راندمان بويلرهاي قديمي كمتر از بويلر هاي جديد كه اكونوميزر در آن بكار رفته است مي باشد . بنابراين مهمترين فلسفه وجودي اكونوميزر در داخل ديگهاي بخار بالا بردن راندمان ديگ بخار و بطور كلي نيروگاه مي باشد .
 4-لوله هاي ديوراه اي و محوطه احتراق

همانطور كه از نام محوطه احتراق پيداست ،فضايي است كه عمل احتراق در آن صورت مي گيرد. اطراف اين محوطه عموماً تعداد زيادي لوله هاي موازي نزديك به هم كه لوله ها ديواره اي موسوم هستند پوشيده شده است . بخشي از حرارت حاصل از احتراق از طريق تشعشعات و جابجايي به اين لوله ها منتقل مي گيرد. اين لوله ها نيز حرارت را بوسيله هدايت ،به آب داخل خود منتقل مي نمايند . بنابر اين در كوره هر سه نوع انتقال حرارت با يكديگر انجام مي گيرند حاصل اين تبادل حرارت جذب حرارت توسط آب داخل لوله ها و تبديل آن به بخار است به عبارت ديگر كليه بخار توليدي ديگ در اين لوله هاي ديواره اي باعث خنك شدن فضاي اطراف كوره مي شوند و لذا مشكلي از نظر عايقكاري ديواره اي اطراف محفظه احتراق پيش نخواهد آمد به عبارت ديگر لوله ها ديواره اي همانطور كه از نامشان پيداست ديواره كوره را تشكيل داده و با حذب حرارت و انجام آن به آب داخل خود ديواره كوره را خنك مي نمايند .

در گذشته ديوارهاي اتاق احتراق از آجرنسوز ساخته مي شدند كه بعلت حرارت زياد در اين محوطه به سرعت خراب مي شدند.اين اشكال در عصرحاضر بوسيله لوله هاي ديواره اي خنك شونده با آب(لوله هاي ديواره اي ذكر شده)حل شده است.

قسمتي از محوطه احتراق ديك
در شكل سعي شده است بطور بسيار ساده اي قسمتي از محوطه احتراق نشان  داده شود.همانطوريكه ملاحظه مي شودبين لوله هاي ديواره اي يك نوار فلزي كه بهfinموسوم است قرار دارد.اين فين رابط بين لوله ها بوده وهمچنين از نظرتبادل حرارت نيز نقش مؤثري بعهده دارد.
همواره جريان آب در داخل لوله هاي ديواره اي از پايين به بالا است.هر چه آب درطول كوره به طرف بالا حركت مي نمايد حرارت بيشتري جذب نموده ودر نتيجه بخار بيشتري توليد مي گردد.در بويلر هاي گردش طبيعي اين حركت به صورت طبيعي(بخاطر اختلاف دانسيته آب بين ولوله هاي پايين آورنده وديواره اي)انجام مي گيرد ولذا در خاتمه لوله هاي ديواره اي مخلوطي از آب وبخار موجود خواهد بود.

كه به محض ورود به درام آب وبخار از يكديگرجدا مي شوند.در بريلر هاي گردش اجباري جريان آب در داخل لوله هاي ديواره اي  به كمك يك پمپ كه در مسيرلوله هاي پايين آورنده نصب است انجام مي گيرد ،در اين نوع بويلرطراحي مجموعه محوطه احتراق ولوله هاي ديواره اي به نحوي است كه كليه آبهاي موجود در لوله هاي ديواره اي پس از طي محوطه احتراق به بخار تبديل شده ومستقيماً به سوپرهيترها هدايت مي گردند.ولذا ساختمان درام از اين نوع بريلرها قابل حذف خواهد بود.

 درام
بطور كلي درام دو وظيفه اصلي را عهده دار است.
الف:عمل نمودن به عنوان يك مخزن ذخيره اي جهت ديگ بخار
درام مي تواند با ذخيره آب و يا بخار خود در شرايط بخراني بهره برداري از بويلر مقداري از تيازهاي ضروري آب و يا بخار را تامين نمايد .

ب – تقسيم آب و بخار
آب و بخار ايجاد شده در لوله هاي ديوراره اي وارد درام شد و بوسيله تجهيزاتي كه در داخل درام وجود دارد ،آب و بخار كاملاً از يكديگر جدا شده و به اين ترتيب امكان عبور بخار بدون ذرات آب به طرف لوله هاي سوپرهيتر فراهم شده و همچنين آب بدون بخار روانه لوله هاي پائين آورنده شده و در نهايت به سمت لوله هاي ديوراه اي هدايت مي شود . تجهيزاتي كه توسط سازندگان بويلر براي جدا سازي بخار بكار مي روند مقداري با يكديگر متفاوت هستند ولي اساس كار آنها يكي است به اين ترتيب كه در كليه اين تجهيزات مخلوط آب و بخار داخل سيلكون شده و با حركت چرخشي كه در سيلكون به آنها داده مي شود و نيروي گريز از مركزي كه ايجاد مي گردد قطرات آب به علت سنگيني وزن از بخار جدا مي گيرند . البته بخارهاي خروجي از سيليكون كاملاً حاوي از قطرات آب نيستند و لذا از صفحاتي لايه لايه گذشته و در اين لايه ها آخرين قطرات آب خود را نيز از دست مي دهند.

در درام اعمال ديگري نظير تقسيم يكنواخت آبهاي ورودي از طريق اكونوميزر روباز تزريق محلولهاي شيميايي به بويلر نيز انجام مي گردد كه توضيح در خصوص آنها از حوصله اين بحث خارج است . سطح مقطع درام در شكل زير آمده است .

مقطع درام

سوپر هيتر ؛
بخار خروجي از درام گر چه قطره آبي را بهمراه ندارد ولي چنانچه به كوچكترين سطح سردي برخورد نمايد از آن به آب تبديل مي شود . به اين نوع بخار از نظر ترموديناميكي بخار اشباع گفته مي شود. براي اينكه اين بخار توانايي و استعداد بيشتري (انرژي بيشتري)را دارا باشد لازم است از درجه حرارت بالاتري برخوردار گردد و يا اصطلاحاً خشك شود . اين عمل توسط سوپر هيتر انجام  مي گيرد . سوپر هيتر از مجموعه لوله هاي موادي تشكيل شده است كه معمولاً در مسير گازهاي خروجي از كوره (دود) قرار گرفته اند . اين لوله ها حرارت ناشي از دو را به بخار داخل خود انتقال مي دهند .

در يعضي ديگهاي بخار اين لوله ها مستقيماً در بالاي محوطه احتراق قرار گرفته اند و لذا حرارت اين محوطه بوسيله تشعشع و جابجاسس به آنها منتقل    مي گردد ، در بعضي ديگر قسمتي از لوله هاي سوپر هيتر در فضايي قرار دارند كه شعله بويلر را نمي بينند و لذا حرارت تنها از طريق جابجايي به آنها منتقل مي گردد .
لوله هاي سوپر هيتر با توجه وضعيت طراحي بويلر به صورت افقي و يا آويزان طراحي مي گردند كه در شكل زير ملاحظه مي گردند.

در بسياري از ديگهاي بخار ،سوپر هيتر ها داراي چند مرحله هستند به اين ترتيب كه ابتدا بخار وارد سوپر هيتر اوليه شده و پس از خروج از آن دردي سوپر هيتر از نظر درجه حرارت كنترل گرديده و سپس وارد سوپر هيتر ثانويه شده و پس از خروج از آن به سمت توربين هدايت مي گردد. در ديگهاي بخار با ظرفيت بالا تعداد مراحل سوپر هيتر به 4 و 5 نيز مي رسد.
دي سوپر هيتر :         

                 Desuper heeter
وظيفه دي سوپر هيتر كنترل درجه حرارت بخار است . بخار خروجي از بويلر بايستي داراي درجه حرارت مشخصي باشد. در غير اينصورت مشكلات مختلفي از جمله آسيب ديدن پره هاي توربين را باعث مي گردد. براي اينكار بين دو مرحله از سوپر هيتر يك دي سوپر هيتر نصب مي گردد كه در آن آب تغذيه مي گردد كه در آن آب تغذيه به داخل بخار پاشيده و به اين ترتيب درجه حرارت آن را كاهش مي دهد.
شير كنترل آب ا

سپري دي سوپر هيتر بر اساس مقدار درجه حرارت بخار خروجي از سوپر هيتر ، مقدار آب ورودي به دي سوپر هيتر را تنظيم        مي نمايد و به اين ترتيب همواره درجه حرارت بخار خروجي از سوپر هيتر در يك مقدار ثابتي باقي مي نمايد. به شكل زير توجه نمائيد.

دي سوپر هيتر
علت قرار دادن دي سوپر هيتر در ورودي سوپر هيتر ثانويه اين است كه كليه قطرات آبي كه در داخل بخار پاشيده شده اند در طول گذاشتن از سوپر هيتر ثانويه فرصت بخار شدن را داشته باشند. در غير اينصورت چنانچه دي سوپر هيتر در خروجي دي سوپر هيتر ثانويه قرار گيرد امكان انتقال ذرات آب به داخل توربين وجود داشته و اين موضوع خطر بزرگي براي خوردگي پره هاي توربين را بهمراه خواهد داشت.

ري هيتر                                       Reheater
وظيفه ري هيتر گرم نمودن بخارهاي برگشتي از توربين هاي فشار قوي است، به اين ترتيب كه درجه حرارت بخار برگشتي را به اندازه درجه حرارت بخار اصلي بالا برده و آنرا به سمت توربين فشار متوسط هدايت مي نمايد. ساختمان ري هيتر مشابه سوپر هيتر است يعني از مجموعه لوله هاي افقي و مواردي تشكيل يافته است كه در مسير دود قرار گرفته و حرارت دود را به بخار داخل خود منتقل مي نمايد. همچنين همانند سوپر هيتر ، به دو بخش ري هيتر اوليه و ثانويه و در بعضي موارد به چندين بخض تقسيم مي گردد. به شكل زير توجه شود.

مثالي در مورد نحوه قرار گرفتن ري هيتر در داخل ديگ بخار
وجود ري هيتر در كليه ديگهاي بخار الزامي نيست و بستگي به طراحي عمومي نيروگاه طراحي توربين دارد. معمولاً در بويلر هايي كه ظرفيت پائيني دارند از ري هيتر استفاده نمايد. ولي در بويلر هاي ظرفيت بالا استفاده از ري هيتر الزامي است چرا كه رطوبت بخار خروجي از توربين را به ميزان قابل توجهي كاهش مي دهد . كنترل درجه حرارت بخار خروجي از ري هيتر توسط دي سوپر هيتر كه در بين مراحل مختلف آن تعبيه شده و با فن گردش دهنده دود انجام مي شود.

5- مسير آب و بخار در داخل ديگ بخار :
در قسمتهاي قبلي اساس كار ديگهاي بخار توضيح مختصري در خصوص مسير آب و آب بخار در داخل ديگ داده شد كه هم اينك (با توجه به شناخت بهتر اجزاء سيستم) توضيح بيشتري در مورد آن داده مي شود.

آب تغذيه پس از خروج از پمپ تغذيه و شير يكطرفه وارد اكونوميزر شده و پس از جذب حرارت دود از هدر خروجي اكونوميزر خارج شده و به درام هدايت مي گردد.
در درام با آبهاي داخل آن مخلوط شده وسپس از طريق لوله هاي پايين آورنده به هدر ورودي لوله هاي ديواره اي متصل مي گردد. در لوله هاي ديوراه اي قسمتي از آن به بخار تبديل شده و مخلوط آب و بخار مجدداً به درام هدايت مي گردند . در درام آب و بخار از يكديگر جدا شده آب مجدداً مسير لوله هاي پايين آورنده و ديوراه اي را طي مي نمايند و بخار به سمت لوله هاي سوپر هيتر هدايت مي گردد . بخار پس از طي مراحل مختلف سوپر هيتر و همچنين پس از گذشت از دي سوپر هيتر و سوپر هيتر نهايي كاملاً خشك شده و به طرف توربين هدايت مي گردد . با توجه به ساختمان توربين امكان دارد :

1-    تمام انرژي بخار خشك صرف انجام كار شده و در نهايت به سمت كندانسور هدايت گردد .
2-     قسمتي از انرژي بخار خشك صرف انجام كار شده و سپس از توربين فشار قوي خارج شده و به طرف لوله هاي روي هيتر هدايت شده و پس از طي مراحل مختلف ري هيتر وارد توربين فشار متوسط و فشار ضعيف شده و در نهايت وارد كندانسور گردد .

اكنون به شرح اجزاء يك ديگ بخار كه در مسير هوا و دود قرار دارند        مي پردازيم .

1-فن يا دمنده هوا                 Forced Draught Fan
وظيفه اصلي فن تامين هواي مورد لزوم احتراق مي باشد بنابر اين فن با توجه به مكشي كه ايجاد مي نمايد هواي محيط را مكيده و در كانالهائي كه در نهايت  به محوطه احتراق ختم مي گردند به جريان مي اندازد و فن ها داراي انواع و اقسام هستند نظير فن هاي جريان شعاعي و يا فن هاي جريان محوري و يا تركيبي كه در طراحي ديگ بخار به مقدار هواي لازم و فشار آن و همچنين راندمان مورد نظر يكي از اين نوع انتخاب مي گردد .

2-گرم كن بخاري
وظيفه گرم كن بخاري گرم كرده هواي خروجي فن است علت تعبيه اين گرم كن بالا بردن درجه حرارت هواي ورودي بويلر به ميزاني است كه نقطه شبنم بخارهاي موجود در هوا و دود افزايش يافته و مشكلاتي از قبيل خوردگي روي صفحات ژنكستروم (گرم كن اصلي هوا) ايجاد ننمايد و يك گرم كن بخاري از تعدادي لوله موازي كه داراي تيغه هايي فلزي (fin) جهت تبادل حرارت بهتر هستند تشكيل شده است و اين لوله ها در كانال هوا قرار گرفته اند ولذا هواي ورودي ضمن آن افزوده مي شود . در شكل زير ساختمان يك گرم كن بخاري نشان داده شده است .

ساختمان ساده يك گرم كن بخاري

3- ژنكستروم يا گرم كن دوار هوا
ژنكستروم نوعي ديگر از گرمكن هواست مه با استفاده از حرارت دود خروجي از بويلر درجه حرارت هواي ورودي را به ميزان قابل توجهي افزايش مي دهد . اين گرمكن از يك استوانه دوار تشكيل شده است كه در داخل آن تعداد بسيار زيادي صفحات موج دار قرار داردند . استوانه دوار بنحوي طراحي شده كه نيمي ديگر در مسير هوا واقع شده است . بنابراين دود و هوا الزاماً از صفحات موج دار مي گذرند با چرخش استوانه كه با سرعت كمي انجام     مي گيرد ،صفحات موجدار حرارت دود را جذب نموده و سپس در مسير هوا حرارت خود را به هوا داده و به اين ترتيب هواي ورودي به ديگ را گرم     مي نمايند . و براي جلوگيري از مخلوط شدن دود و هوا از يك سري ميل هاي آب بندي استاده شده است كه در مسيرهاي شعاعي و محيطي استوانه قرار گرفته اند .

استوانه دوار معمولاً از سه لايه صفحات موجدار تشكيل شده است كه به آنها لايه هاي گرم متوسط و سرد مي گويند . لايه گرم در مسير دود ورودي به گرمكن قرار گرفته و لايه سرد در مسير خروجي از گرمكن واقع شده و لايه متوسط بين اين دو لايه قرار دارد . محور استوانه در بعضي از گرمكن ها ي دوار به صورت عمودي است و در بعضي ديگر به صورت افقي قرار دارد . نحوه قرار گرفتن محور استوانه دقيقاً بستگي به طراحي عمومي بويلر دارد شكل زير تصوير ساده گرم كن ساده هوا

4- دريچه هاي كنترل هوا يا دامپرها
براي كنترل مقدار هواي ورودي به بويلر از دريچه هاي كنترل هوا استفاده مي گردد .
اين دريچه ها در ورودي فن يا خروجي آن و همچنين در محل هواي ورودي به مشعل مصب مي گردند . غالباً اين دريچه ها به صورت اتوماتيك كنترل مي شوند . البته طبيعي است كه با دست عمل نموده و بعضي ديگر كه در مسير دود دوباره به گردش در آمده در بويلر قرار دارند در هر موقعيت قابل تنظيم هستند.

5-گردش دهنده مجدد دود
اين فن مقداري از گازهاي خروجي از بويلر را (پس از اكونوميزر) گرفته و مجدداً در كوره بويلر به جريان مي اندازد . اين كار معمولاً جهت كنترل مقدار تبادل حرارت در كوره و در فضاي بالاي آن و همچنين براي كنترل درجه حرارت روي هيت انجام مي شود . اين نوع فن در ديگ هاي بخار با ظرفيت بالا به كار گرفته مي شود .

6-فن مكش دود از بويلر
اين فن كه معمولاً زغال سنگي نصب مي گردد وظيفه مكش دوار  از بويلر وهدايت آن به دود كش را به عهده دارد . در اين حالت فشار كوره صفر و يا منفي است .

7- دود كش
آخرين جزء مسير دود دودكش است كه گازهاي خروجي از بويلر (دود) را به محيط بيرون هدايت مي  نمايد . طبيعي است ارتفاع بيشتر دود كش نقش تعيين كننده اي در هدايت دود و بالطبع عدم آلودگي محيط دارد .در طراجي دودكش لازم است مسائلي از قبيل خوردگي و همچنين زلزله را به طور دقيق بررسي نمود .

8-توضيح در خصوص مسير هوا و دود در داخل ديگ بخار
پس از شناخت نقش كليه اجزايي كه در مسير هوا و دود قرار دارند فراگيري مسير هوا و دود به راحتي ميسر است :
هواي محيط توسط فن مكيده شده و پس از انكه فشار آن به ميزان مشخصي ازدياد يافت از آن خارج شده و وارد گرمكن بخاري مي گردد . در گرمكن بخاري لازم را كسب نموده و سپس وارد گرمكن اصلي (ژونكستروم)مي شود . پس از آن دريچه هاي كنترل هواي مشعلها گذشته و پس از آن در عمل احتراق شركت مي جويد . دود حاصل از احتراق كوره را ترك نموده قسمتي از آن توسط فن دود مجدداً وارد كوره مي شود . و بقيه آن وارد ژنكستروم  مي شود . دود گذرا از صفحات ژنگستروم حرارت خود را از طريق اين صفحات به هواي ورودي به كوره منتقل مي نمايد . دود خروجي از ژونكستروم پس از طي كانال دود از طريق دود كشي به محيط بيرون هدايت مي گردد .

مسير هوا و دود در داخل ديگ بخار

فصل دوم

توربين

1-سيكل آب و بخار
ساده ترين نوع سيكل آب و بخار سيكل رانكين  است كه در شكل زير به همراه دياگرام T- S آن نمايش داده شده است .

شكل 1-a الف – سيكل رانكين  ب- دياگرام T-S مربوط به آن
همانطور كه ديده مي شود آب از كندانسور توسط پمپ از نقطه 1 تا 2پمپاژ مي گردد وارد بويلر مي شود .
در بويلر ، تحت فشار ثابت ، آب از نقطه 2تا3 حرارت گرفته و تبديل به بخار مي گردد. از نقطه 3 تا 4 بخار در توربين به صورت ايزونتروپيك انبساط يافته وتوليد كار و انرژي مي كند و از نقطه 4 تا1 بخار خارج شده از توربين در كندانسور در فشار ثابت تقطير مي گردد.
شكل فوق در حقيقت سيكل ايده آل رانكين مي باشد كه تحولات در آن بصورت ايزنتروپيك صورت مي گيرد و افت فشار در مسيرها وجود ندارد. در حاليكه در عمل ، سيكل واقعي با سيكال ايده آل تفاوت زيادي دارد.

به منظور بالا بردن راندمان سيكل رانكين بهسازيهاي بسياري صورت         مي گيرد كه عمده ترين آنها دو مورد زير است:
الف:سيكل رانكين باري هيت (Reheat cycle)
شكل ساده اين سيكل و دياگرام T-S آن در زير نمايش داده شده است.

در سيكل رانكين چگونه راندمان سيكل را بالا برده اند.
در اينحالت پس از اينكه بخار موجود در توربين مقداري كار انجام داد، آنرا از توربين خارج كرده و دوباره گرم مي كنند و وارد توربين مي نمايند. به اين ترتيب علاوه بر بالا بردن راندمان سيكل بدليل ، بالا رفتن درجه حرارت بخار خروجي از انتهاي توربين از نقطه ، 6 به 6 در مقايسه با سيكل ساده ، احتمال ايجاد آب در قسمتهاي انتهايي توربين از بين مي رود.
ب:سيكل رانكين يا بازياب (Regenerative cycle) :
شكل ساده اين سيكل و دياگرام T-S آن در زير نمايش  داده شده است.





 
شكل 1-C ) الف –سيكل رانكلين با بازياب ب- دياگرام T-C مربوط به آن

در اين حالت از مقداري از بخار توربين براي گرم كردن آب استفاده مي كنند بدين ترتيب كه از يك هيتر استفاده كرده و توسط گرماي بخار آب را گرم مي كنند مزايا يي كه اين سيكل نسبت به سيكل ساده دارد به شرح زير     مي باشد :

1-به دليل گرم كردن آب تغذيه مقدار حرارت لازم براي ايجاد بخار در بويلر كاهش مي يابد .
2- به دليل اين كه قسمتي از بخار توريبين خارج مي شود ، حجم توربين و اندازه آن در مقايسه با حلتي كه تمام بخار را در خود عبور دهد كاهش     مي يابد .
3-راندمان حرارتي سيكل افزايش مي يابد .

در اين نيروگاه از سيكل ري  هيت استفاده نشده است . سيكل ترموديناميكي اين نيروگاه در واقع سيكل رانكين با بازياب است كه در آن از شش عدد هيتر جهت گرم كردن آب تغذيه استفاده شده است كه در اين ميان پنچ عدد هيتر از نوع بسته و يك هيتر از نوع باز است . شكل صفحه مقابل به طور شماتيك و ساده اجزاي اصلي مدار آب و بخار نشان مي دهد .

شكل 1-d ) دياگرام ساده سيكل آب و بخار نيروگاه :
ابتدا به صورت كلي توضيحاتي در مورد دياگرام داده خواهد شد و پس از آن اجزاي سيستم به طور جداگانه مورد بررسي قرار خواهند گرفت قبل از آن لازم است عبارات و اصطلاحاتي را به كار خواهند رفت توضيج داده شوند .

كندانسه اصلي : آب موجود در سيكل كه از طريق كندانسور وارد مدار       مي گردد كندانسه اصلي ناميده مي شود . به اين ترتيب مسير آب از كندانسور تا فيد واتر تانك به اين نام ناميده مي گردد .
آب تغذيه : مسير بين فيد واتر تانك تا بويلر را در بر مي گيرد .
بخار زنده :منظور ، بخار سوپر هيت از بويلر است كه وارد توربين مي گردد .
كندانسه فشار قوي : منظور بخار  تقطير شده در هيتر هاي فشار قوي A5 و A6 است .
كندانسه فشار ضعيف : منظور بخار تقطير شده در هيتر هاي فشار ضعيف A3, A2 ,A1 است .
بخار تزريق شده :منظور بخار تزريق شده به هيترها است كه از توربين تامين مي گردد .

كندانسه اصلي از طريق يك پمپ به نام كندانسه اصلي كه 100% بخار را دوبار تامين مي كند در هات رول كنوانسور گرفته شده و وارد مدار مي گردد. كندانسه اصلي در سر راه خود به فيد واتر تانك از اجزاي زير عبور مي كند .

1-    كندانسور بخارهاي نشتي از سيستم آب بندي توربين  (GSC):
در اين قسمت بخارهاي نشت شده از سيستم آب بندي توربين وارد يك مبدل حرارتي از نوع shell#tube يك مسيره ،‌شده و در اثر تبادل حرارت با كندانسه اصلي تقطير مي گردد . بدين ترتيب از حرارت مفيد اين بخار ها استفاده شده و درجه حرارت آب را بالا مي بريم . بخارهاي تقطير شدهدر اين هيتر ، وارد فاضلاب مي گردند .

2-    كولر كندانسه خروجي از هيتر ها (CC) :
بخارهاي تقطير شده در هيتر هاي فشار ضعيف داراي درجه حرارتي بالاتر از كندانسه اصلي مي باشند . بهمين دليل از يك مبدل حرارتي از نوع دو مسيره استفاده شده است .بدين ترتيب از يك طرف درجه حرارت كندانسه فشار ضعيف پائين آمده و از طرف ديگر درجه حرارت كندانسه اصلي موجود در مدار افزايش مي يابد .

3-    هيتر بخارهاي خروجي از ايجكتورها (AgH ):
نقش ايجكتورها بعداً توضيح داده خواهد شد در اين هيتر نيز به كمك بخارهاي خروجي از سيستم ايجكتورها درجه حرارت مندانسه اصلي بالا    مي رود . بخار تقطير شده در اين قسمت وار كندانسور مي گردد .

4-هيترهاي A1 تا A3 :
در اين هيترها كه جزء هيترهاي اصلي مدار مي باشند ، به كمك بخارهاي بيرون كشيده شده از طبقات مختلف توربين درجه حرارت كندانسه اصي بالا مي رود .  بخار تقطير شده در هيتر A3 وارد هيتر A2 و بخار تقطير شده در هيتر A2 وارد هيتر A1 و مجموعه اين كندانسه ها ، از طريق هيتر A1 ، از كولر كندانسه كه قبلاً توضيح داده شد عبور كرده و نهايتاً به  كندانسور     مي ريزد . لازم به توضيح است كه درجه حرارت و فشار اين كندانسه با اندازه اي نيست كه بتواند مستقيماً وارد كندانسور شود و به علت بالا بودن درجه حرارت آن (نسبت به محيط درون كندانسور ) وارد نمودن آن به كندانسور باعث افزايش درون كندانسور و تريپ كردن واحد مي گردد .

به اين علت در كنار كندانسور از عدد لوله موسوم به Flash pipe استفاده شده كه در اين لوله ها كندانسه خروجي از هيترها به علت تغيير فشار ناگهاني انبساط      مي يابد . بخار متصاعد شده از قسمت فوقاني لوله وارد كندانسور شده و مايع موجود در پائين لوله ، هات ول مي ريزد. در اين لوله ها از مكانيزم پاشش آب جهت خنك نمودن آب و بخار انبساط يافته استفاده شده است.

كندانسه اصلي پس از عبور از هيتر A3 وارد دي ارايتور مي شود. در ارايتور مانند يك هيتر : عمل مي كند و از طرف ديگر هوا زدايي از آب را بر عهده دارد. بدين ترتيب كه آب و بخار با يكديگر مخلوط شده و درجه حرارت آب بالا مي رود. نحوه مخلوط شدن آب و بخار بطريق خاصي صورت مي گيرد كه بعداً توضيح داده خواهد شد. (بر اثر بالا رفتن درجه حرارت آب ، ميزان حلاليت هوا در آب كاهش مي يابد و بدين ترتيب براحتي هواي موجود در آب جدا گشته و به اتمسفر مي رود).

آبي كه از اين پس آب تغذيه ناميده  مي شود توسط دو عدد پمپ تغذيه بويلر كه هر كدام مي توانند 60% دبي را در حالت بار كامل تامين كنند بطرف بويلر فرستاده مي شود. در مسير آب تغذيه بطرف بويلر دو عدد هيتر فشار قوي A5,A6 قرار دارد. در اين هيترها توسط بخار خروجي از توربين درجه حرارت آب تغذيه بالا مي رود. كندانسه خروجي از هيتر A6 وارد هيتر A5 گشته و سپس به همراه كندانسه هيتر A5 وارد فيدواتر بانك مي گردد.

آب تغذيه پس از ترك هيتر A6 وارد بويلر مي گردد. در اين قسمت بخار مورد نياز واحد تامين گشته و در قسمت خروجي از بويلر ، بخار با شرايط مورد نظر وارد توربين فشار قوي مي گردد كه درجه حرارت و فشار بخار را تا مقدار مورد نظر كاهش مي دهد و سپس وارد يك هدر بنام هدر بخار كمكي مي كند. از بخار اين هدر استفاده هاي گوناگوني مي شود كه يك انشعاب آن مربوط به بخار مورد نياز سيستم ايجكتورها است.

پس از توضيحات اجمالي فوق لازم است كه عملكرد اجزاي سيكل بطور دقيق تر مورد بررسي قرار گيرد . براي اين منظور اجزاي سيكل بصورت زير بسته بندي شده اند كه هر كدام بطور جداگانه توضيح داده خواهند شد.

1- پمپها     2- هيترها     3-كندانسور بخار هاي نشتي از توربين
4-ايجكتور هوا   5-كولر كندانسه

1-پمپها :
پمپهاي موجود در سيكل آب و بخار نيروگاه به دو دسته تقسيم مي گردند . آنها را كنترل مي كنند.

1-پمپهاي كندانسه اصلي :
وظيفه اين پمپها ، مكش آب از هات ول كندانسه و فرستادن آن به فيدواتر تانك است در اين ميان اين پمپها بايد بر افت فشارهاي موجود در مسير كه عبارتند از : كندانسور بخارهاي نشتي از توبين  ، كولر كندانسه ، هيتر ايجكتور هوا ، هيترهاي A1,A2,A3  و افت فشار مربوط به خطوط لوله غلبه كنند.

2-پمپهاي تغذيه بويلر :
وظيفه اين پمپها ، مكش آب از فيدواتر تانك و فرستادن آن به درام بويلر است. در اين ميان اين پمپها بايد بر افت فشار هاي ناشي از هيتر هاي A6,A5  ، خطوط لوله از لوله تا ورود به بويلر ، لوله هاي موجود در بويلر ، از ابتدا تا ورود به درام ، غلبه كنند و در پايان فشار معادل 147 اتمسفر براي درام بويلر تامين نمايد.
در اين نيروگاه از دو عدد پمپ كندانسه اصلي استفاده شده است كه هر كدام مي توانند 100% دبي را در حالت بار كامل تامين نمايد. همچنين سه عدد پمپ تغذيه بويلر وجود دارد كه هر كدام مي تواند 60% دبي را در حالت بار كامل تامين نمايد .
جدول زير نوع و مشخصات اين پمپها را نشان مي دهد.

2-دياگرام تاسيساتي پمپها :
1-پمپهاي كندانسه اصلي :

شكل موجود در صفجه بعد دياگرام تاسيساتي پمپهاي كندانسه اصلي را نشان مي دهد. انشعابات موجود در شكل به صورت زير است:
الف:چون فشار كندانسور زير فشار اتمسفر مي باشد ، خط مكش ، اين پمپها داراي فشار بسيار پائيني مي باشد بدليل پائين بودن فشار خط مكش احتمال تبخير آب در درجه حرارتهاي محيط بسيار زياد است. اين امر براي پمپ خطرناك بوده و مسئله كاويتاسيون را بوجود مي آورد.

شكل دياگرام تاسيساتي پمپهاي كندانسه اصلي
براي مقابله با اين مشكل :خط مكش پمپ توسط يك خط لوله به كندانسور مربوط مي گردد تا در صورت تشكيل بخار ، آن را به كندانسور هدايت كرده و مانع از ورد بخار بدرون پمپ گردد.
ب: در كنار كندانسور دو عدد لوله عمودي موسوم به Flash Pipes  وجود دارد. كندانسه هيتر هاي فشار ضعيف كه داراي درجه حرارت و فشاري بالاتر از كندانسور هستند ، در اين لوله ها انبساط ناگهاني يافته و تبديل به آب و بخار مي گردند. بخار متصاعد شده از قسمت فوقاني لوله ها وارد كندانسور مي گردد و آب از قسمت پائين لوله ها به حالت دل مي ريزد.جهت خنك كردن آب و بخار موجود در فلاش پايپها از پاشش آب استفاده شده است. آب خنك مورد نياز در فلاش پايپها از پمپهاي كندانسه اصلي تامين مي شود . بهمين منظور در خروج از پمپ ، از طريق يك ديگ يكطرفه انشعاب (b) جهت فلاش پايپهاي كندانسور گرفته شده است. لازم به توضيح است كه اين انشعاب مسير مينيموم فلوي پمپ را نيز تامين مي كند.

ج: در برخي از نقاط سيستم كه داراي فشار كمتري از اتمسفر هستند ، احتمال نفوذ هوا از طريق والوها بدرون خطوط لوله بسيار زياد است بهمين منظور ، اين والوها بايد نسبت به محيط اطراف ، آب بندي شوند . سيال بكار رفته جهت آب بندي اين والوها آب است . آب مورد نظر جهت آب بندي اين والوها از پمپهاي كندانسه اصلي و از طريق انشعاب ( C ) تامين مي شود . بعنوان مثال ، گيت والو موجود در مسير مكش پمپ از اين طريق آب بندي شده است .

3-پمپهاي تغذيه بويلر :
الف: انشعاب (a) خط مكش پمپ را نشان ميدهد . آب موجود در فيدواترتانك از طريق يك كيت والو و يك صافي به پمپ وارد مي شود . يك سويچ ، باز با بسته بودن گيت والو ورودي را به سيستم كنترل اعلام مي كند و در صورت بسته بودن گيت والو ، پمپ استارت نخواهد شد . چون سه عدد پمپ بصورت موازي بسته شده اند و همواره يك پمپ بصورت رزرو است ، احتمال عبور آب با فشار بالا ، در جهت عكس از درون پمپ رزرو وجود دارد . بهمين منظور در خط ورودي از يك عدد والو اطمينان جهت جلوگيري از افزايش فشار در خط مكش استفاده شده است . اين والو در فشار 8 اتمسفر عمل ميكند .

دياگرام تاسيساتي پمپهاي تغذيه بويلر
ب:انشعاب (b) مربوط به خط پمپ است كه آب را بسمت هيتر AS روانه ميكند . در اين مسير از يك والو يكطرفه و يك گيت والو استفاده شده است . والو يكطرفه مزبور ، بطور اتوماتيك ، مسير مينيموم فلوي پمپ را كنترل    مي كند . نحوه عملكرد در قسمت (c) توضيح داده خواهد شد . بمنظور جلوگيري از كاويتاسيون ، در مرحله استارت كردن پمپ ، گيت والو بايد بسته باشد . پس از استارت كردن پمپ ، از طريق مسير (e) ، ابتدا فشار دو طرف گيت والو يكسان كرده و سپس اقدام به باز كردن والو مي كنند .
ج: اانشعاب (c) مربوط به مسير مينيموم فلوي پمپ است كه هم بصورت اتوماتيك ( مسير f ) و هم بصورت دستي ( مسير g ) قابل استفاده است . والو موجود در مسير مينيموم فلوي اتوماتيك ، بصورت هيدروليكي عمل    مي كند و فرمان موجود را از والو يكطرفه موجود در مسير تخليه پمپ ميگيرد . شكل زير ارتباط اين دو والو را به يكديگر نشان ميدهد :

بطوريكه از شكل مشخص است ، در اثر كاهش دبي خط اصلي ، مخروط شناور به پائين حركت كرده و باعث چرخش اهرم متصل به آن ميگردد . در اثر چرخش اهرم ، لغزنده بسمت بالا حركت كرده و راه عبور جرياني از آب را، كه نقش فرمان هيدروليكه را بر عهده دارد ، باز مي كند . فرمان هيدروليكي سپس بسمت والو ميني موم فلو حركت كرده و باعث باز شدن مسير ميني موم فلو مي گردد . بهمين ترتيب در اثر افزايش دبي خط اصلي ، فرمان هيدروليكه قطع شده و مسير ميني موم فلو بسته مي گردد .

د: انشعاب d مربوط به مسير بالانسينگ پمپ مي باشد. در پمپهاي سانتريفوژ چند طبقه ، انرژي آب (سرعت و فشار) در ورود به پره هاي دوار به ميزان معيني افزايش مي يابد. در خروج از هر طبقه ، قسمت اعظم انرژي سرعتي آب توسط ويفيورزها به انرژي فشاري تبديل مي شود و سيال توسط پره هاي راهنما به طبقه بعدي هدايت مي گردد. اين عمل در هر طبقه تكرار مي گردد و فشار آب بتدريج بالا مي رود تا اينكه در نهايت ، درخروج از پمپ ، سيال با فشار بالا ، از پمپ خارج مي گردد. در پمپهاي فشار قوي ، اختلاف فشار سيال خروجي و ورودي مقدار زيادي است و اين امر موجب مي شود كه نيروي محوري در جهت شفت پمپ بوجود آيد كه باعث مي گردد قسمتهاي ثابت و متحرك پمپ با يكديگر درگير شوند . براي رفع اين مشكل از سيستم بالانسيك بشكل زير استفاده مي شود.

شكل d-1-1-1) سيستم بالانسينگ پمپ تغذيه بويلر.
شكل فوق آخرين طبقه پمپ بويلر را نشان مي دهد . ديسك بالانسينگ بر روي شفت و ديسك ثابت بر روي پوسته سوار مي باشند . قسمتي از آب خروچي از پمپ ، پس از ترك آخرين پره ، به پشت ديسك بالانسينگ هدايت مي گردد . فشار اين آب بر پشت ديسك ، نيروي محوري موجود در پمپ را خنثي مي كند و به اين ترتيب فاصله اي بين ديسك ثابت و ديسك بالانيسنگ موجود مي آيد . آب بالانسينگ پس از عبور اين فاصله به طرف ديگر ديسك بالانسينگ وارد شده و پس از عبور از يك فاصله باريك وارد محفظه تخليه آب بالانسينگ مي گردد .

در صورتيكه نيروي محوري در جهت چپ برا ست افزايش يابد فاصله دو ديسك كهش يافته و فشار آب بر قسمت راست ديسك بالانسينگ افزايش ميس يباد . بدين ترتيب ،شفت دوباره به جاي اوليه خود بر مي گردد . به همين ترتيب در صورتيكه شفت تمايل به سمت چپ پيدا كند ، فاصله بين دو ديسك افزايش يافته و فشار آب بر قسمت چپ ديسك بالانسينگ افزايش مي يباد و شفت دوباره به جاي اول خود بر مي گردد.