Компоновка трубного пучка конденсатора

Выбор рациональной компоновки трубного пучка—определяющее условие высокоэффективной работы конденсатора, наиболее сложный и трудоемкий вопрос при проектировании конденсатора.

Основным признаком классификации компоновочных решений трубных пучков конденсаторов является направление движения потока пара, что, в свою очередь, взаимосвязано с местом расположения отсоса паровоздушной смеси. По направлению движения парового потока в трубном пучке конденсаторы можно разделить на четыре основных типа

Рис. 2. 12. Принципиальные схемы компоновочных решений трубного пучка конденсаторов
а—с нисходящим потоком пара, б—с восходящим потоком пара, в—с центральным потоком пара, г—с боковым потоком пара; А— пар из турбины, В— отсос воздуха

В конденсаторе с нисходящим потоком пара (рис. 2. 12, а) пар поступает в трубный пучок сверху, а отсос паровоздушной смеси организуется в нижней части корпуса. Достоинством данной схемы является ее компактность, а недостатками—большое паровое сопротивление и большое переохлаждение конденсата. Большое паровое сопротивление вызвано, прежде всего, большой скоростью пара на входе в трубный пучок (малые проходные сечения со стороны входа пара), а также большой длиной пути пара по пучку. Большое переохлаждение определяется тем, что стекающий с трубки на трубку конденсат в нижней части конденсатора приходит в соприкосновение с паровоздушной смесью, сильно обогащенной воздухом и имеющей более низкую температуру, чем поступающий в конденсатор пар. Полностью устранить или значительно уменьшить переохлаждение конденсата можно за счет его подогрева с помощью встречного потока пара, как это происходит в регенеративных конденсаторах. Современные конденсаторы, как правило, все регенеративные.

В конденсаторе с восходящим потоком пара (рис. 2. 12, б) принцип регенерации используется наиболее полно. Поступающий в конденсатор с такой компоновкой пар, направляемый специальными щитами в нижнюю часть аппарата, непосредственно соприкасается с поверхностью конденсата в конденсатосборнике, а стекающий с трубки на трубку конденсат подогревается паром, движущимся навстречу. При таком конструктивном решении переохлаждение конденсата может быть устранено практически полностью, что является достоинством этой компоновки трубного пучка.

Основным недостатком рассматриваемой компоновки является ее значительное паровое сопротивление, вызванное теми же причинами, что и в конденсаторе с нисходящим потоком пара, а также наличием поворота потока пара на 180° (в нижней части), в связи с чем такая компоновка практически не применяется.

На рис. 2. 12, в показана схема трубного пучка конденсатора с центральным потоком пара. Трубный пучок имеет форму круга, пар подводится практически по всей наружной поверхности пучка и движется радиально к центру—к месту отсоса паровоздушной смеси. Стекающий сверху конденсат, а также поверхность конденсата в конденсатосборнике контактируют с паром, поступающим в нижнюю часть конденсатора, и этим обеспечивается принцип регенерации. Паровое сопротивление трубного пучка при такой компоновке меньше, чем у ранее описанных, что определяется бό льшей поверхностью пучка со стороны входа пара и меньшей длиной пути пара в пучке (пар двигается практически по радиусу).

Достоинством данной компоновки является постепенное уменьшение проходного сечения для пара от периферии к центру пучка (за счет соответствующей разбивки трубок) и в нижней части трубного пучка (за счет эксцентриситета ε корпуса и трубного пучка), что обеспечивает поддержание необходимого уровня скоростей пара в нижних рядах трубок, а также отсутствие контакта между основным конденсатом и отсасываемой паровоздушной смесью, которое способствует дегазации конденсата.

Конденсатор с боковым потоком пара (рис. 2. 12, г) имеет развитый центральный проход для пара, благодаря чему обеспечивается контакт конденсата и пара как в трубном пучке, так и в конденсатосборнике. В конденсаторах с такой компоновкой трубного пучка, особенно в сочетании с ленточной компоновкой (см. ниже), переохлаждение конденсата незначительно (обычно—доли градуса), а паровое сопротивление сравнительно невелико, что определяется развитой поверхностью со стороны входа пара в пучок и сравнительно небольшой длиной пути пара.

Компоновки трубных пучков, приведенные на рис. 2. 12, характерны в основном для конденсаторов паровых турбин небольшой мощности и в настоящее время в таком виде практически не применяются. В отдельных случаях элементы таких компоновок используются во взаимном сочетании.

С ростом единичной мощности турбоагрегатов и увеличением размеров конденсаторов преимущественное применение получила так называемая ленточная компоновка (в виде узкой изогнутой ленты, толщина которой определяет длину пути пара в этом сечении), удовлетворяющая практически всем основным требованиям рационального проектирования пучков, а также наиболее компактная.

Слайд 8