Определение числа и длины конденсаторных трубок

Турбоустановок

 

Тепловой расчет конденсатора

 

Задачей теплового расчета конденсатора является определение площади поверхности конденсаторных трубок, обеспечивающей достижение заданного давления на выходе из паровой турбины. Площадь поверхности охлаждения конденсатора F_к определяется из уравнения теплообмена между водяным паром и охлаждающей водой:

(18.1)

где k – средний коэффициент теплопередачи поверхности охлаждения, Вт/(м²×К); D t_ср - средняя разность между температурами пара и воды, которая вычисляется по формуле

(18.2)

где D t_в =t_2в-t_1в – нагрев охлаждающей воды в конденсаторе (D t_в =6…7⁰С - для одноходовых; D t_в =7…9⁰С – для двухходовых и D t_в =10…12⁰С – для трех- и четырехходовых конденсаторов); dt=t_п-t_2в – температурный напор на выходе из конденсатора (рис. 18.1), определяющий недогрев охлаждающей воды по отношению к температуре t_п пара, поступающего в конденсатор. Недогрев зависит от паровой нагрузки конденсатора d_к=G_к/F_к, чистоты внутренней поверхности конденсаторных трубок, воздушной плотности конденсатора, температуры и скорости движения охлаждающей воды. Обычно значение температурного напора находится в диапазоне dt =5…10⁰С.

Рис. 18.1. Нагрев охлаждающей воды в конденсаторных трубках

 

Среднее значение коэффициента теплопередачи для конденсаторных трубок чаще всего определяется по формуле Л.Д. Бермана

(18.3)

где: а - коэффициент, учитывающий влияние загрязнения поверхности охлаждения (при расчете новых конденсаторов и прямоточном водоснабжении а =0,80…0,85; при загрязненной воде и возможности образования минеральных и органических отложений а =0,65…0,75; при оборотном водоснабжении а =0,75…0,80);

w_в – скорость воды в конденсаторных трубках (принимается не более 1,5 м/с для морской воды и не более 2,5 м/с в латунных трубках для пресной воды);

d₂ – внутренний диаметр трубок, мм (обычно используются следующий ряд соотношений внутреннего и наружного диаметров: d₂/d₁ =14/16, 17/19, 22/24, 23/25, 26/28, 28/30);

х =0,12 а (1+0,15 t_1в);

Ф_z - множитель, учитывающий влияние числа ходов z воды в конденсаторе и определяемый по формуле

; (18.4)

Ф_d - множитель, учитывающий изменение паровой нагрузки конденсатора d_к = G_к/F_к:

- Ф_d =1 при паровых нагрузках от d_к^ном до d_к^гр =(0,9-0,012× t_1в) d_к^ном;

- Ф_d = d (2- d) при d_к<d_к^гр, где d=d_к/d_к^гр.

Например, коэффициент теплопередачи двухходового конденсатора при t_1в =10 ⁰С, скорости воды в трубках w_в =2 м/с для латунных трубок с d₂ =23 мм и коэффициенте а =0,8

Обратить внимание: d₂ [мм].

В итоге, вычислив значение Q_к=G _к(h_к-h_к¹), из уравнения (18.1) находится площадь поверхности охлаждения конденсатора F_к=Q_к/(k·Dt_ср).

Гидравлическое сопротивление конденсатора (разность давлений охлаждающей воды на входе и выходе из конденсатора с учетом сопротивления конденсаторных трубок, водяных камер, входных и выходных патрубков) для турбин с высоким начальным давлением пара определяется в диапазоне D р_0в =25…40 кПа (для турбин мощностью 300 МВт и выше D р_0в =35…40 кПа).

Паровое сопротивление в конденсаторах современных турбин составляет диапазон значений D р_п =270…410 Па. Это сопротивление зависит от конструкции трубного пучка (см. лекцию 2), под которым понимают совокупность всех трубок конденсатора. Разбивкой трубок называют расположение их осей в пределах одного пучка по определенной сетке. В конденсаторах используют шахматную, треугольную, коридорную и лучевые разбивки. При развальцовке трубок принимают минимальное значение шага между трубками в диапазоне t =(1,25…1,3) d₁.

При этом к компоновке трубного пучка предъявляют следующие требования:

- максимально возможное увеличение площади «живого» сечения для прохода пара;

- организация короткого пути для паровоздушной смеси к месту ее отсоса эжекторной установкой.

Определение числа и длины конденсаторных трубок

Среднее число трубок в одном ходе конденсатора n_z можно оценить из выражения для объемного расхода охлаждающей воды через конденсатор

W _v=0,25 pd₂²n_zw_в, м³/с. (18.5)

Взаимосвязь между объемным и массовым расходом охлаждающей воды: W_v=W_m/ρ.

Тогда полное число трубок n=n_zz. При этом массовый расход охлаждающей воды W _m, кг/с, вычисляется по расходу водяного пара G _к, кг/с, в конденсатор и значению кратности охлаждения (см. (17.1)): G_к(h_к-h_к¹)=W_m (t_2в-t_1в)с_в.

. (18.6)

123	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: