Шкловер Г.Г., Мильман О.О. Исследование и расчёт конденсационных устройств паровых турбин

Подождите немного. Документ загружается.

||рименение лентощтой

компоновки

трубглого пщка о6еспе1{пло

созда-

ние

конденсатоРов

в 1!]иРком

диапазоне

объемньлх

расходов

пара. }{а

рис.

5.6

дана

разбивка

трубного

пучка конд€нсаторов

д:я

турбин

мош-

ностью

100 и 160

й8т {1|3

[3].

3ти

конденсаторь!

наряду с вь:сокой

эффективностью

те{1лоотдаща обеспе({ивают

хоРопую

деаэрацию

конден-

сата.

Фсобенностью

конденсатора

турбиньт к-1 60-130 яв!\яется

центР{шь-

ньлй во здухоох'|ад!.|тель'

вь|полненнь!й

в виде пол

уцилиндринеского

тру6

ного

пу{ка. .[|ентощлая

компоновка трубного

пучка

ре:|лизов:1на

также на

турбинах

к-300_240.11й3 и [1|3

(рис.

5.7).

.[|'ат:ьнейдцее

развитие

энергетики и

рост

мощностей

партурбтплнь:х

установок

приве]1и к

радик:шьному

пересмотру конструкций

конде}|са.

тоРов: в

середине

7}х годов появились

секционированньте

трубнь|е пуч_

ки. йтпациатором создания таких конденсаторв

стала

фиргиа

Бготуп

3оуег!.

]итит*:ая

компоновка секционного конденс:}тора представлена

на

Рис.5'8

дтя

установки

моц]ностью 270|у18т

на

рис.

5'9

у:тя

атогъпдой

энергетической

установки

мощностью 600 й8т.

Рис.5.6.

|(онденсаторьл

{'||3

рля

турбин моцц|остью

100

й3т

(а)

160

мБт

(Ф

Рис. 5.7.

(ог'г'{енсаторьп

турбин

к-300_240

'|1м3

(а)

и {1[3

(Ф

Рис.

5;8. €екционнБтй

конденсатор

р:я

турбо-

устаяовки

!|1оц[!остью

270

}1Бт

Рис. 5'9.

1(о:ценсатор

ш|я

атомной энергетической

установки

мошц{осгъю 600

й8т

Рио.

5.10.

{арактер

распреде]тени'1

тепповь|х

нагрузок

и линий

тока

секционнь|х

ко|{денсат0рах

8а:кнейтлддм

преимуществот\.{

секцион|{ой

компоновки

.являет-

ся

вь|сокая

у}{,1фикация

техни-

ческих

ре1цений'

возможность

тщательной

отработки

характе-

ристик

секции

целью

достиже_

ния

вьтсоких

технико_экономи-

ческих

т{оказа!елей.

Ра

рис.

5.10

представпень!

результать|

иссле-

дования

отдельной

секции

[82],

свидетельствующие

о вь|сокой

равномерности

распределения

те!1ловь1х

нагрузок.

Фтечественное

конденсаторо-

строение

также

при!|лпо

необ'

ходимости

создания

секционнь1х

конденсаторов.

так,

для

турбин

800

й8т

.|1]\43

изготовил

ко!{ден_

сатор

800

кцс_3

(рис.

5.11).

8собенность

конденсатора

сек_

ционная

комг!оновка

пучка

и на-

клон

труб

под

углом

3'30,

горизонту.

Бопьдд.:ое

влияние

на

конст-

Р/кцию

конденсатора

оказь|вают

условия

пр}1вязки

его

турбо-

установке.

Фсновньтм

ре|шением

д]1ительное время

остав:[пось

подвапьное

расположение

конде!{сатора

под

частью

низкого

давлеция

паровь|х

щрбин.

14йели

место

два

варианта

взаиморасположения

кон-

денсатора

црбиньт:

акси:}льное'

когда

трубки

конденсатора

ориенти_

ров'1нь1

вдоль

оси тур0инь|,

поперечное.

Фдттако

в [ос"пед1|ее

время

все

больц:ее

штслло

турбин

вь|полняетоя

акси€}льнь:м

боков,''

р*Ё,','*'-

нием

конденсаторов'

т.

е. они

распопоже}{ь!

не

под

турбиной,

сбоку

от

нее,

как

пРави'1о,

с о6еих

сторон. |1ример

такой

компоновки

приведен

на

рис.

5'12,а'

1урбттта

мощностью

600

йБт

расположена

межщ/

друмя

г]ар!шлельнь:гчшд

блокаттшд

конденсаторов'

||рименение

такой

ко

мпоновки

позводяет

снизпть

вь1соту

ма||]инного

3{ша'

умень1шает

к!шит!1'!ьнь!е

за-

трать|'

хоРо1шо

согласуется

с тенденцией

разделения

конденсатора

на

секции

различнь!|\,1

давление|}1

конденсации

умень1|]ает

потери

давления

вь1х.,1опньтх

патрубках.

[едостатком

этого

ре1цения

яьляется

отсутст_

вие

доступа

к части

ни3кого

давления

турбиньт,

ус]1ож}{ен

контроль

за

||Фд:тгцццц16'ми

ротора'

экстштуатация

коцденсаторов

паровь|х

турбин

нескопько

затруднена.

({]

ао.

ь*я

со

о.

оо

фЁ

Рь

9Ё

б5

Ё{Ф

6Ё

хз

-.:

\о

й|

6в

/[:

/#-

!ш-

!;1

!ш

:-о

;Ф

]Р

Ёг

,!,

1г

!л

щ*_

[--

д---

"-{_

0о;!

*+---

-г---

+---

-[____

-г

Рис.

5.12.

|(омпоновки

турбоустано-

вок с боковьтм

расположением

кон_

денсат0ров

турб:л:ой мо!щостью

600

й3т

(с)

итурбинойк-5006о/1500

хтг3

(6)

Ёа

рис.

5'!2,б приведена конструкциячаст'1 низкого

давления

паровой

турбинь|

к_500-60/1500 хтгз

боковь1&1

располо)кением

конденсаторов

[50]

(омпоновка

трубного пучка вь1полнена в виде ленть!' но

у{етом

бокового

потока пара. по в}1е1||нему контуру ленть|

имеются

г1роходь!

для

равномерного

подвода пара

г!о

всему ее

периметру.

Фтсос воздуха

вь1поднен на четь|рех

уровнях:

ка>кдьтй зиг3аг

ле|{ть[

цмеет свой воздухо-

ох.]1ад1[тель'

в котором

паровозду1||н!}я

смесь

дви)кется

от вне!1]ней стен-

ки

конде}1сатора

к оси тур6инь1. это позволяет

умешь|||ить

габарить1 и

улуч||]ить

использование объема

конденсационной

устш{овки.

8 конденсаторе предусмощен

раздельнь:й

подвод

водь| к

верхней и

ни>лшей половицам его'

что позволяет обслу)кивать ни)с{юю часть ко}1-

денсатора

насосо1}1 с мень1|]им

давлением

и экономить

расход

энергии на

собственнь|е

!{уждь|. 8 трубношт

пу{ке

верх}|ей и

ниясней

половин имеется

деаэрационное

устройство

смеситепьного

типа,

обеспешдваюшее

деаэр!-

цию

конденсата

на

всех

рехимах работь|.

Фообое

место

зашима1от

конденсаторь1 пара

со

встрое|{}{ь|ми

те|ш1офика_

ционнь1ми

пу{кап4и.

Ба

рис.5.13

приведена конструкцшя

такого конденса-

тора

дг|я

урбин

т-25о|зоо-240 тм3. Расположеннь:й в

центрш:ьной

зоне

Рис. 5.13.

(онденсатор

тетшлофика:лионной

паровой

турб:+:ьт

1-2501300-240

1м3:

основной

пу:ок1

тетг:офикашионнь:й

пуиок

конденсатора

трубнь!й пучок является

г[еРвой ступенью т{одогрева

сете-

вой

водь1, что оуцественно

улуч1шает

показатели

работь|

те||лофикацио}{-

ной турбинь|.

основной конденсатор

вь1попнен

с ленто1|ной компоновкой

тРФного

цучка.

(омпоновочнь|е

ре1цения

ш|я

тру6нь1х

пг{ков паротурбиннь!х б'|оков

1200

й3т, в частности

щля

А3€,

еще

не

подкре|1пень1

опь!том проектиро-

ва](т'|я \1 экс|1луата1ц,1и.

поиск ведется

направ]1ении

использования

верти-

к{шьнь1х конде[{саторов.

[1о

сравнению с

горизонт!1льной

вертик1ш1ьная труба

имеет теорети-

чески

более низкий коэффициент

те|1лоотдачи от пара к стенке. Фднако

в трубном

п}л{ке опрде]|яющей

оказь1вается не стопько

работа

\4\{0]4ви-

ду:}ль}!ь1х

трубок' скодько

ус]1овия

те1тпо- и массообмёна в пг{ке: отсут-

ствие

застойнь!х зон

и т. т1. 3 этом

отно1шении верш,1к:шь!{ьй

пунок

имеет

опРеделеннь1е

преи1у1ущества

пеРед

горизонт:1пънь1м'

в цасш|ости,

мо)кно

легко

представить

себе

такую организацию

потока пара в вертик!}льном

[аблцца

5'1. {арактеристика конденсаторов

1ип ковденсатора

1ип турбинь:

|{олпачество

|!,тлопдадьпо_

.{иаь:етр

корпусов верхности

кор_

цу6'

т*м

пуса,

мт2

!(13:

кп_120

кп_195

кп-280

кп-28}2

кп_410

кп-540

кп_840

кп-935

кп-935_1

кп_1200

кп-1-22о

кп_1б50

]]й3:

50_кцс-3

10}кцс_2

10&кцс-4

20$кцс-2

(3)

30Ф'кцс_1

80}кцс-3

{?[3:

к_10&3685

к_150_9115

к-15240

к_12150

к-10120

к_16

100

к_22550

Ап-1'5Б

Ап-1'5

п_2'5-35

к_6_з0п

Ак_44

п_6_35

к_6-з5

т-б_35м

пт_12-35/10м

пт-12_90/10

ок-12п

к_12-з5м

пт-25-90/10м

ок_18пу

к-

1 2_35т

пт_12_35/13т

[1т-25-90||4

ок-12А

к-5&90

к_10Ф9Ф2

к-100_9Ф6

к_200_130

к_30}240

к-80}240

к-100_90

к_16}130

к_300_240

к-21о-44

к-50}65/з000

(к-22ь445)

к_750-65/300

к-50}60/1500

120

16х1

195

16х1

285

19х1

280

19х 1

410

19х 1

540

19х 1

)

840

935

1200

|22о

1650

22х|

22х!

22х1

22х|

3600

25х\

3000

25х\

3000

25х|

4500

30х 1

400

28х 1

20600

28х1

3685

25х1'

9115

28х1

|5 24о

28х 1

12-150

28х

1012г

28|-1-

120

(28х

1,5)

100

28х\

22550

28х 1

м е

а н

и е. }1атериальл

труб кондепсаторов

кт3

: лФ7&1,

мнж_5-1,

мнжмц_

конденсаторе'

котор.}я близка к

идеальной

(см.

рис.5.!),

т. е.

непрерь1вно

умень1!|аюцп,1йся

каналл

постоянной

скоростью пара

в неп4.

однако

здесь

имеются

и определеннь1е трудности, в частности

в вертик{шьном

ко1щенса-

торе можно ояс.1дать блее

глубокое переох.т1аждение

конденсата

|а

ухуд.

||]ение

его

деаэРации.

.{дя

Фрьбь| с этцми яв]1ения!\,1и

необход1,1|!1о преду-

сматривать специ:|пц{ь!е средства.

цедом

можно

закпючить' что

настоящее

время

имеется

ряд

базовь1х

Ре||]ений'

ко то

рь|е

по зволяют

6еспе.ддть

вь1сокук) эффективно

стъ

рабо

ть|

конденсатоРа

пара в 1|]ирком

ди!шазоне

мошшостей

паровь!х турбин'

8 табл.

5'1 приведешь| технические

хар1!ктерисп,1ки

ряда

ко1|деноаторов'

вьшц/скаемь|х отечественной

промь::ляленностью.

(2)

9дельная

Акт:вт*ая

9псло

хо_!авление

паровая

на_ |(ратность

дллп:1

тру6,

дов

по

конден_

грузка'

охлажде-

м'|1

воде

саторе'

кпа

кг/ (п{2.;)

вия

|идравли_

?еп:перату-

ческое

со_

ра

водь! 11а

г[р0тиэле_

входе,

о€

ниепо8кь

де,

кпа

2000

2100

5о

3050

4000

4500

5000

6200

5750

6660

6650

8055

89з0

000

7з50

8850

7,0

5,0

19,6

9,8

5,0+9,0

46-89

42,5

65-41

62,5

62,'1

б 1'5

63,5

61,7

'12,6

3,5

)

з4

119

{о

2о

5'0

6з

5,0

9,0

6,0

з9

29-44

з4

з9

7,4

5,0

46,5

4,65

46,5

4,50

46,5

5,0

44,4

4,4

37,2

з'65

з7,0

4,6

36,1.

4,8

4,1

5,1

з5

з9,2

з1

53,8

21,5

4з

?о1

з9'2

8850

9000

3,90

40,5

36,3

з7

'о

31,4

(42,о)

з1,з

42,2

(з'92)

4,5

5,98

^71

5.3.

оБзоР

инжвнвРньш(

мвтодов

РАсчвтА

коэФФицивнтА

твплопвРвдАчи

Расчет

ко!ценсатоРа

за-кпючается

опРеде]|ении

[тлощади

поверхности

ох.па}(дения'

необхош{мой

р]тя

конденсации

поступающего

в него

пара

при

заданнь!х

расходе

температуре

ох.']аждающей

водь|

д:влении

кон-

децсации.

Расчет

|ш1ощад]|

поверхносп{

ведется

по

коэффициецту

те|1по.

передащ{

среднопогарифм|4!еско!\{у

температурно

му

}1апору

мецду

па-

Ро]!{

и ох]1аждаю[цей

водой

^цв

те|ш|овощ.

потоку

по

уравнелптю

(1.2).

!4звестньхе

настоящее

время

формульт

д'|я

расчета

коэффишиента

тет1лопереда1и

цолРень!

на

основ!шии

офбшдения опь|та испь:татий

и эко

11луата1щи

конденсационнь!х

установок.

о|{!1 имеют

эмпирический харак-

тер

и слабо

отра)!(ают

физииеские

особенности

конденсации

пара

в тру6

ном

пг{ке.

3 отечественной

практике

!!]ироко

используется

формула

л.

д.

БеР

мшла

[55]

{\ля

*, Бт|

(м2.()

*:4$70а1:::'\

-['-

(35*,1,''1

[,-

\*а_

[

10"

][

э 1 /

'.\1

+"___:

[:-

:|!оь,

(5.|)

сз7!

^,':4070аФ*Ф,Ф''Ф6,

(5.1|)

[це а

коэффишиент

чистоть!;

Ф',-Ф,

Ф', Ф5

мно)<ители'

гить1ваю'

щие

ш1ияние

скорости

ох]|аждаю}||ей

водь|

уув' ее темпеРатурь|

на входе

в конденсатоР

/:, чис.,]а

ходов

водь1

удельной

паровой

нагрузки

кон_

денсатора

8п

соответственно.

Фортиула

. 1

)

справе

|у1'4ьа'|1'я

расчета

ковде!{саторв

стационар}!ь1х

паров1'х

турбин

при

г1

(

45р!,

скоростях

водь1 в трубах

ш"

(|-2,5) м|с

и нормальной

гшотности

вакуумной

системь|.

|!ри

.т/с

(

0'6

х:0,12а

0'15/')

апрн

х|а} 0,6

х: 0,6а.

|1ри [1 <

35"с

Фг

ь\/тв5-.')2/1000'

где

=052'-09072в,;

9п

}Аельная

паровая

при

35"( < /'

45"с

Фг=1+0,002(/'__35).

[1[и

раснетглой

(номина.г:ьной)

паровой

нагрузке конденсатора

такл(е

при

[*| |[,р 2

| принимается

Ф6

!ля

ок| о|р

< 1

,к

Ф6:

*р

где

,[р

5',1''

(0,8

*0,01

/1)

'*.'

(#,

(5.2)

(5.2'.)

(5.з)

нагрузки'

г/

(м2

.с)

;

(5.з',)

,:'',

(5.4)

(5.5)

/<,вп

{у2.к)

к]вп/(м2

к)

0,6

0.8

7,0

1,2

1,ч

0,6

0,8

|,0 1,2 , 1|ч

Рис.5.14.}(оэффи:п:ентьлте]ш]опередачидвухходовот0

(а)

иодноходового

(Ф

конденсаторов

[55]

(54)

(5.5)

Расход

пара обозначе5

|*, к!!к

это

принято

[55]

ряде

нормап.1внь|х

матери:}лов.

!(оэффттлиент

1!истоть!

4 опреде]тяется как

@94ц,

(5.6)

|\ё 1с 1 4м

коэффициенть1, зависяцие от охшдаемого

состояния пФ

верхносп{ ох]|аждения

и от

материала и

топщинь!

стенок труфк: сс

0,85+0,9 при прямото1|ном

водоснабжеш,1и и с]|або

тъш!нерализова:п:ой

воде'

4с =

0,75+0,85

цри оборотном

водосна6)ке\ц!!;

ам

0,85*1, при

это]т1

д'|я

труфк с топ1|[{ной

стенки

п:м

из латуни

@м=|,из с11пава

мюк-5_1

ам

о95, из ]т,1}){(йц_3&1-1 с'

092, из нерж:вею|цей

стапи

4м

=0,85.

!{а

рис.

5'14 приводятся

графики

дг|я

опреде]1ения коэффш{иента

теп_

попеРеда!ш

в одЁо- и

двухходовом

конденсаторах

с латуннь!ми

щубкаттша

при коэффициенте

1листоть1

0,8

в з:|виси!1ости

от значеншя

-8

€

1,1шв

5т

п температурь|

ох.]таждающей водь| /1

[55].

Формула

}{нститутатетшообмена

€[1А

(утощденная,\/|

редакшия)

[901

6ъа0

у*о,

{5.7)

где }у

коффишиент,

)д1{тываюцц{й

материа'| и

т\)лщину сте*:ки

щуб

конденсак)ра

(табл.

5.2)

!':

лотраъка

на

температуру

воды

на

входе

фис.

5.15)

;

коэффи-