 |
Слайд 2. Схема РППВ
|
|
|
|
Лекция для заочников
Слайд 2
Назначение и классификация теплообменных аппаратов
Теплообменным аппаратом (теплообменником) называется устройство, в котором происходит передача теплоты от одной среды к другой. Среды, участвующие в теплообмене, называются теплоносителями. В качестве теплоносителей могут использоваться пары различных веществ, газы, жидкости и жидкие металлы. Теплоноситель, отдающий теплоту и имеющий более высокую температуру, называется первичным, а воспринимающий теплоту теплоноситель с более низкой температурой называется вторичным.
Передача теплоты может осуществляться при непосредственном контакте обоих теплоносителей, либо через твердую поверхность, разделяющую среды. По этому признаку теплообменные аппараты соответственно подразделяются на контактные и поверхностные. Контактные аппараты в свою очередь подразделяются на смешивающие, в которых теплообмен происходит при смешении обоих теплоносителей, и барботажные, где один из теплоносителей прокачивается через другой без смешения. В смешивающих аппаратах теплообмен происходит одновременно с массообменом. В поверхностных аппаратах процесс теплопередачи включает в себя теплоотдачу от первичного теплоносителя к поверхности теплообмена, перенос теплоты через поверхность и теплоотдачу от поверхности теплообмена к вторичному теплоносителю. Поверхностные аппараты подразделяются на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах обе стороны поверхности теплообмена непрерывно омываются теплоносителями, и направление теплового потока в стенке поверхности теплообмена сохраняется неизменным. В регенеративных аппаратах поверхность теплообмена попеременно омывается то одним, то другим теплоносителем, так что направление теплового потока в стенках поверхности теплообмена периодически меняется.
|
|
|
По типу поверхности теплообмена различают аппараты трубчатые (кожухотрубные аппараты с гладкими, оребренными или профилированными трубками) и пластинчатые, в которых поверхность теплообмена образована плоскими или гофрированными листами. По пространственной ориентации поверхности теплообмена аппараты делятся на горизонтальные и вертикальные. Классифицировать аппараты можно и по роду протекающих через них теплоносителей на водоводяные, пароводяные, газовоздушные и др., а также и по признаку наличия или отсутствия изменения агрегатного состояния одного или обоих теплоносителей. По этому признаку можно выделить аппараты без изменения агрегатного состояния, а также с изменением агрегатного состояния теплоносителей — кипением или конденсацией. Другим принципом классификации теплообменных аппаратов является их функциональное назначение, по которому аппараты подразделяются на конденсаторы, подогреватели, охладители и т. д.
В состав энергетических установок входит ряд теплообменных аппаратов (теплообменников), являющихся их неотъемлемой частью. Эти аппараты по большей части являются поверхностными и рекуперативными по принципу действия, однако в схемах энергетических установок имеются также и аппараты смешивающего типа. Функционирование таких теплообменных аппаратов непосредственно связано с термодинамикой рабочего цикла паротурбинной или газотурбинной установки и обеспечивает необходимую эффективность и надежность ее работы. К таким аппаратам относятся, например, конденсаторы, подогреватели системы регенерации и системы подогрева сетевой воды паротурбинных установок, а также воздухоподогреватели и воздухоохладители газотурбинных установок. Другие теплообменные аппараты, не будучи связаны непосредственно с термодинамическим циклом установки, необходимы для обеспечения работы вспомогательных систем (например, систем регулирования и смазки). Поверхностные аппараты паротурбинных установок (ПТУ) в качестве поверхности теплообмена имеют пучки трубок, как прямых, так и другой конфигурации — U- или П-образных. Теплообменные аппараты газотурбинных установок (ГТУ) выполняются как трубчатыми, так и пластинчатыми.
|
|
|
Схема РППВ
Понижение параметров пара в проточной части паровой турбины обычно осуществляется до давления, величина которого значительно ниже барометрического, для чего необходимо обеспечить конденсацию отработавшего в турбине пара. Этой цели и служит конденсационная установка, которая кроме указанного назначения обеспечивает также получение чистого конденсата для питания парового котла (парогенератора), замыкая тем самым термодинамический цикл ПТУ.
Понижение давления в конденсаторе при неизменных начальных параметрах пара увеличивает полезную работу и термический КПД цикла. Эффективная работа конденсатора непосредственно влияет на экономичность работы турбоустановки, таким образом, что при изменении давления в конденсаторе на 1 кПа мощность паротурбинных установок ТЭС изменяется примерно на 1 %, а для АЭС это изменение достигает 1, 5–2, 0 %
Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной воды (регенерация) является одним из важнейших методов повышения экономичности современных ТЭС. Регенеративный подогрев осуществляется паром, отработавшим в турбине. Греющий пар, совершив работу в турбине, конденсируется затем в подогревателях системы регенерации ПТУ. Выделенная этим паром теплота фазового перехода возвращается в цикл, т. е. как бы восстанавливается или регенерируется. В зависимости от начальных параметров пара и количества отборов пара на регенерацию относительное повышение КПД турбоустановки за счет регенерации составляет от 7 до 15 % [1–5]. Регенерацию можно рассматривать как процесс комбинированной выработки энергии с внутренним потреблением теплоты пара, отбираемого из турбины. Регенеративный подогрев воды снижает потерю теплоты с отработавшим паром в конденсаторе турбины.
|
|
|
Деаэратор и питательный насос делят схему регенеративного подогрева на две группы теплообменников: подогревателей высокого (ПВД) и низкого (ПНД) давлений. При наличии испарительной установки (для термического обессоливания добавочной воды) между ПНД включается конденсатор испарителя (КИ). К группе ПНД обычно условно относятся и вспомогательные подогреватели, использующие теплоту пара воздушных насосов (эжекторов) и уплотнений турбины. Нумерация подогревателей чаще всего осуществляется по ходу питательной воды, т. е. чем выше давление греющего пара, отбираемого в подогреватель, тем больше номер подогревателя, а нумерация отборов турбины осуществляется в обратном порядке, по ходу пара в турбине.
Система регенеративного подогрева питательной воды включает в себя тракт основного конденсата (от конденсатора до питательного насоса) и тракт питательной воды (от питательного насоса до котла). Конденсат рабочего пара турбин последовательно проходит, подогреваясь паром регенеративных отборов, от конденсатора до котла через охладители эжекторов, охладители пара уплотнений (сальниковые подогреватели), подогреватели низкого давления, деаэратор, где он освобождается от растворенных газов, и группу подогревателей высокого давления.
Классификация теплообменных аппаратов системы регенеративного подогрева питательной воды может производиться по различным признакам.
По давлению нагреваемой воды аппараты подразделяются следующим образом:
· группа аппаратов низкого давления (подогреватели низкого давления – ПНД, сальниковые подогреватели, охладители паровых эжекторов, деаэраторы), в которых нагреваемая вода находится под давлением, создаваемым конденсатными насосами (основной конденсат);
· подогреватели высокого давления (ПВД), в которых нагреваемая вода находится под давлением, создаваемым питательными насосами (питательная вода).
По источнику греющего пара аппараты делятся на две группы — основные и вспомогательные. Основные аппараты, к которым относятся ПНД, ПВД и деаэраторы в схемах ряда турбоустановок, питаются паром только из регенеративных отборов турбины.
К вспомогательным теплообменникам относятся аппараты, питающиеся паром от разных других источников:
· сальниковые подогреватели, получающие пар из уплотнений турбины;
· охладители паровых эжекторов, получающие рабочий пар, например, с головок деаэратора, из РОУ, общестанционного коллектора и др.;
· конденсаторы испарителей, получающие вторичный пар испарителей.
|
|
|
