Тепловой расчет конденсатора

Конденсатор (см. рис. 4.1) представляет собой теплообменный аппарат, в котором происходит превращение отработавшего в турбине пара в жидкое состояние (т.е. конденсат). Конденсация пара происходит на поверхности труб, имеющих температуру меньше, чем температура насыщение при парциальном давлении пара в конденсаторе . Такое давление, как правило, предусматривается ниже, чем атмосферное (т.е. вакуум). Это сделано для повышения термодинамической эффективности цикла ПТУ.

Исходными для теплового расчета конденсатора являются уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи.

Удельная паровая нагрузка на поверхность конденсатора, кг/( ч):

=334,969/1520=54,706 кг/(м ∙ч);

Так как изначально расход пара в конденсатор неизвестен, то в первом приближении можно определить , используя номинальную мощность, на которую рассчитывался конденсатор МВт:

= 37*305/300=37,617 кг/(м ∙ч);

Кратность охлаждения в конденсаторе m = W/D =61,75.

Здесь и W – расходы отработавшего в турбине пара и охлаждающей воды, кг/ч.

Коэффициент теплопередачи в конденсаторе К для большинства конденсаторов ПТУ с латунными трубками можно посчитать по формуле Л.Д. Бермана кВт/(м К),:

= = кВт/(м К), где

– a = 0,76, т. к. используется оборотное водоснабжение при достаточной продувке системы или химической обработке воды;

– = 20 - температура охлаждающей воды на входе в конденсатор;

– - скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора. В расчетах приннимаю 2 м/с;

– = 24 мм – внутренний диаметр трубок;

– показатель степени х,

х = 0.12 = 0,12*0,76*(1+0,15*20)=0,3648;

– коэффициент, учитывающий число ходов воды :

;

– коэффициент, учитывающий влияние паровой нагрузки на конденсатор . Так как паровая нагрузка находится в пределах и в расчетах режимов, близких к номинальному, коэффициент = 1.

=(0,9-0,012*20)*37=24,42 кг/(м ч).

Исходя из совместного решения уравнений теплового баланса и теплопередачи, вычисляется температура насыщенного пара в конденсаторе:

= , где

r = 2430 кДж/кг – теплота фазового перехода;

= 4.19 кДж/(кг ∙ ).

Давление отработавшего пара = 4,890 кПа в конденсаторе считалось по температуре насыщения согласно параметрам воды и водяного пара на линии насыщения.

Для упрощения расчетов следует принять переохлаждения конденсата С (т.е. = 32,5 С).

Значение энтальпии конденсата рассчитывается по температуре и давлению пара в конденсаторе . Так как , то величина эквивалентна энтальпии конденсата на линии насыщения = 136,1кДж/кг.

Рабочий процесс в ЦНД

Питательный насос работает за счет турбопривода:

а) энтальпия пара на входе в ЦНД считается с учетом подмешивающегося потока из ТП:

= кДж/кг,

где - количество отборов пара на регенерацию на ЦВД и ЦСД или последний отбор пара в ЦСД;

б) на диаграмме ставится точка ( ). Она находится на пересечении горизонтальной линии и изобары ;

в) от точки откладывается вертикальная линия до пересечения с изобарой .Таким образом, ставится точка

2 ( ). Отрезок (теплоперепад) характеризует процесс идеального адиабатного (т.е. изоэнтропического) расширение пара в ЦНД;

г) находится действительный теплоперепад в ЦНД:

= 660∙0,846 = 558,36 кДж/кг;

д) считается действительная энтальпия пара на выходе из ЦНД:

= 2940–558,36 = 2381,64 кДж/кг;

е) на диаграмме ставится точка действительного окончания рабочего процесса в ЦНД . Она лежит на линии пересечения горизонтальной линии энтальпии с изобарой ;

ж) для упрощения расчетов действительный процесс расширения в ЦНД на диаграмме изображается прямой линией между точками 1 и 2 .

4.6 Параметры пара в узловых точках отбора пара на регенерацию

На диаграмме ставятся точки . Эти точки находятся на пересечении линий рабочих процессов в ЦВД, ЦСД и ЦНД с изобарами