Расчет подогревателя низкого давления

 

Принятым  значениям соответствуют:

 

Энтальпия греющего пара h_п = 2425 кДж/кг (h, s диаграмма) 

 

Энтальпия дренажа  h'_п= 340.48 кДж/кг                         [1]

 

Теплоемкость  нагреваемой среды(воды):              [1]        где ºС

Р_нс=1 Мпа

 

 

Уравнение теплового баланса:

 

Q_п · η_ТО = Q_нс                                                                 (1)

 

                         (2)

 

               (3)

 

где:

D_п - расход греющего пара.

-расход нагреваемой воды.

Греющая среда  – пар из отбора тербины.

Нагреваемая среда – основной конденсат.

- конечная температура.

- начальная температура.

- конечная энтальпия.

- начальная энтальпия.

 

 

Расход греющего пара:

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Расчет термических сопротивлений аппарата.

 

Расчет термического сопротивления конвективному теплообмену при движении жидкости внутри трубок:

 

1)  Внутренний диаметр труб:

 

 

2) Определяющая  температура жидкости:

 

 

3) Определяющая  температура пара:

 

 

4) Температура  стенки:

 

 

5) Характеристики  воды:

 

 

6) Режим движения  жидкости:

 

Турбулентный  режим.

 

 

 

 

 

7) Критерий  Нуссельта:

 

 

8) Коэффициент  теплопередачи от стенки к  жидкости:

 

 

9) Термическое  сопротивление теплопередачи:

 

 

Расчёт термического сопротивления конвективному теплообмену при конденсации насыщенного водяного пара на вертикальной трубе:

 

1) Определяющий размер и определяющая температура:

 

 

 

2) Определение  и r по давлению пара:

 

 

3) Характеристики плёнки конденсата:

 

4) Определение  коэффициента теплоотдачи при  конденсации пара на наружной  поверхности:

 

5) Термическое  сопротивление теплообмена при  конденсации:

 

 

Расчёт термического сопротивления теплопроводности материала трубок:

 

 

Суммарное термическое  сопротивление:

 

 

Коэффициент теплопередачи:

 

 

 

5.  Расчет теплоотдающей поверхности аппарата.

 

, откуда

 

 

Количество трубок

Диаметр аппарата

 

Коридорное  расположение труб с шагом S = 1,5·d_нар.

 

Расстояние между центрами смежных  труб, или шаг труб, выбирают возможно меньшим для увеличения скорости теплоносителя в межтрубном пространстве и уменьшение размеров аппарата. При закриплении труб в решетке путем развальцовки шаг S=(1,3...1,5)dн, где dн - наружний диаметр трубы. При закреплении на сварке шаг труб берут меньшим, S ≈ 1,25 dн.

 

 

6.  Выбор серийного аналога и его характеристики.

 

ПН-800-29-7-IVA

Завод изготовитель – СЗЭМ

 

Данный серийный аналог выбран по номинальному массовому расходу воды и по расчётному тепловому потоку:

	Номинальный расход воды т/ч	Расчетный тепловой поток  МВт
ПН-800-29-7-IVA	950	33,7

 

7.  Эскиз подогревателя:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подогреватель низкого давления представляет собой  кожухотрубный теплообменник вертикального типа, основными узлами которого являются: корпус, трубная система, водяная камера.

Сборка  узлов осуществляется с помощью  фланцевого соединения, обеспечивающего  возможность их профилактического  осмотра и ремонта.

Корпус  подогревателя состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и  фланца для соединения с трубной  системой и водяной камерой.

Трубная система состоит из трубной доски, каркаса, U-образных теплообменных труб, концы которых развальцованы  в трубной доске.

Каркас  трубной системы образуют: каркасные  стойки (швеллеры и трубы), поперечные сегментные перегородки, направляющие поток пара и служащие промежуточными опорами для теплообменных труб, пароотбойный щит. На трубной доске  предусмотрена установка воздушного клапана для отвода воздуха из корпуса при гидроиспытании и клапана для слива воды из водяной камеры. Водяная камера состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой и корпусом, патрубков подвода и отвода воды. Внутренний объём камеры разделён перегородками на отсеки, благодаря которым вода совершает необходимое количество ходов.

В верхней  части днища установлена муфта  воздушного клапана для отвода воздуха  из трубной системы при гидроиспытании.

Система регенерации низкого давления выполняется  преимущественно однопоточной, с  нагревом воды в одной группе последовательно  расположенных подогревателей низкого  давления. Причем в некоторых случаях  отдельные ступени регенеративного  подогрева могут иметь два  аппарата ПН параллельно подсоединенных по питательной воде и греющему пару. В подогревателе нагреваемая вода движется по теплообменным трубкам, а греющий пар поступает через пароподводящий патрубок в межтрубное пространство.

Конденсат пара стекает в нижнюю часть корпуса  и отводится из подогревателя  через регулирующий клапан, управляемый  электронным автоматическим устройством.

Аппаратура  автоматического регулирования  уровня конденсата поддерживает нормальный уровень конденсата в корпусе, выпускает  избыток конденсата в дренажную  сеть и препятствует выходу пара из корпуса.

Накапливающиеся в подогревателе неконденсирующиеся газы отводятся через патрубок на корпусе.

 

 

 

 

 

 

Список используемых источников:

 

 

1. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: ''МэИ'', 2006 г.
2. Вукалович М.П.Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: издательство ''Машиностроение'', 1967 г.
3. Григорьев В.А. , Зорин В.М. Тепловые и атомные электрические станции: справочник. М.: ''Энергоиздат'', 1982 г.
4. Материалы сайта http://stringer46.narod.ru/ConvectiveHeatexchange.htm
5. Материалы сайта http://heat.serzem.ru/pn.html
6. Материалы сайта http://ruatom.ru/rbmk