Unidad de potencia : una parte casi autónoma de una central térmica nuclear o no nuclear , que es un complejo tecnológico para la producción de electricidad , que incluye varios equipos, por ejemplo, una caldera de vapor o un reactor nuclear , una turbina , un turbogenerador , un transformador elevador , equipos mecánicos y eléctricos térmicos auxiliares, tuberías de vapor y tuberías de agua de alimentación y otros.
El diseño de la planta de energía de las unidades de potencia se denomina bloque , las soluciones de diseño para la implementación de dicho diseño se denominan bloqueo . Su principal necesidad radica en la elección del esquema térmico de la central eléctrica.
Las centrales eléctricas de bloque no tienen conexiones entre varias plantas de turbinas de vapor en su composición. El principio de bloque se aplica tanto a los circuitos térmicos y eléctricos de la central eléctrica como a su parte de construcción.
El diseño en bloque tiene una serie de ventajas claras sobre el diseño sin bloque: este último generalmente se usa solo para centrales térmicas no nucleares , que no tienen recalentamiento de vapor . Las centrales nucleares siempre se construyen en bloque [1] [2] [3] [4] .
Según el tipo de esquema térmico, las centrales térmicas no nucleares se dividen en bloque y no bloque (seccionales, centralizadas, seccionales-centralizadas). Todas las centrales nucleares son modulares.
Con un diagrama de bloques, todos los equipos principales y auxiliares de varias plantas de turbinas de vapor en la estación no tienen conexiones tecnológicas entre sí. Solo las líneas auxiliares son comunes, sirviendo para operaciones de puesta en marcha, suministro de agua adicional y otros fines. Con un esquema sin bloques ( TPP con enlaces cruzados ), el vapor de todas las calderas de vapor ingresa a una tubería de vapor común y desde allí se distribuye a las turbinas , por lo que el vapor de todas las calderas se puede usar para alimentar cualquier turbina. Las líneas a través de las cuales se suministra agua de alimentación a las calderas también están reticuladas.
Los TPP de bloque son más baratos que los que no son de bloque, ya que con tal disposición se simplifica el esquema de tuberías y se reduce la cantidad de accesorios . También simplifica la gestión de unidades individuales, facilita la automatización de procesos tecnológicos . Al mismo tiempo, durante el funcionamiento, el funcionamiento de una unidad no afecta a las demás. Cuando se amplía la central, las unidades posteriores pueden tener una capacidad y parámetros tecnológicos diferentes, lo que permite con el tiempo instalar equipos más potentes con parámetros más altos en la central ampliada y así aumentar los parámetros técnicos y económicos de la central. Al mismo tiempo, el ajuste y desarrollo de nuevos equipos no afectará el funcionamiento de las unidades de potencia que ya están en funcionamiento.
El bloqueo también se utiliza para reducir el plan maestro y la duración de los servicios públicos . Para hacer esto, los edificios y estructuras principales y auxiliares se ensamblan lo más estrechamente posible (según las capacidades tecnológicas) en grandes edificios separados. Por lo tanto, aumenta la densidad de construcción del sitio industrial y, como resultado, aumenta la tasa de utilización del territorio y disminuye la cantidad de equipos, y disminuyen las pérdidas de energía. El bloqueo de estructuras también mejora significativamente las condiciones para el mantenimiento operativo.
Sin embargo, para el funcionamiento normal de las TPP de bloque, la confiabilidad de sus equipos debe ser significativamente mayor que en los que no son de bloque, ya que no hay calderas de reserva en los bloques. La denominada “reserva oculta”, muy utilizada en las centrales térmicas no bloque, no puede ser utilizada en las TPP bloque (si el posible rendimiento de la caldera supera el caudal requerido para una determinada turbina, parte del vapor se transfiere a otro) [1] [2] [5] [6] .
Para plantas de turbinas de vapor con recalentamiento de vapor, un esquema de bloques es casi el único posible, ya que un esquema sin bloques se volverá extremadamente complicado en este caso.
El sobrecalentamiento de vapor intermedio se suele utilizar en grandes centrales eléctricas de condensación con una presión de vapor inicial de más de 12,7 MPa (127 atmósferas) y centrales térmicas con una presión inicial de 23,5 MPa; dichas centrales se construyen en bloques. Además, todas las plantas de energía nuclear se están construyendo como bloques .
Las centrales térmicas sin extracciones controladas de vapor con una presión inicial inferior a 8,8 MPa y con extracciones controladas de vapor con una presión inicial inferior a 12,7 MPa funcionan en ciclos sin sobrecalentamiento intermedio del vapor; estas centrales suelen construirse en forma no bloque [1 ] [7] .
Si la caldera de vapor de la unidad de potencia de una central térmica suministra vapor a una turbina, se denomina monobloque . En el caso de alimentar la turbina con vapor de dos calderas, un bloque doble . El esquema con bloques dobles aumenta la posibilidad de redundancia de emergencia . En una etapa temprana en el desarrollo de la ingeniería de energía térmica , los bloques dobles se construían con mayor frecuencia, pero tal esquema no se justificaba económicamente y actualmente casi nunca se usa, las unidades de energía modernas de las centrales térmicas, a pesar de su alta potencia, son construidos como monobloques [8] [9] .
Las unidades de potencia gemelas también se utilizan en las centrales nucleares: la mayoría de las centrales nucleares con reactores VVER-440 tenían una estructura común para dos reactores , sin embargo, tenían dualidad solo en la parte de construcción, los circuitos térmicos y eléctricos de tales centrales son monobloque. Dado que es mucho más fácil crear un reactor potente para los parámetros utilizados en las centrales nucleares que una turbina, 2-3 turbinas trabajaron en un bloque con un reactor en muchas centrales nucleares construidas en una etapa temprana del desarrollo de la energía nuclear . Las centrales eléctricas modernas de las centrales nucleares se construyen en monobloque con una turbina [1] [5] .