2) Расчёт геометрических характеристик поверхности теплообмена

ПВД-7.

Прототипом подогревателя высокого давления турбоустановки ПТ-80-130 является ПВ-450-230-25. Поверхностями теплообмена являются гладкие трубы свитые в плоские двухплоскостные спирали, для того чтобы теплообменный аппарат был компактнее.

Схема движения питательной воды представлена на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема движения питательной воды

А- вход питательной воды

Б- выход питательной воды

Рис.6 Схема движения пара в зонах подогревателя

Результаты расчета геометрических характеристик поверхности теплообмена представлены в табл.2

Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения	ОК	КП	ОП
Наружный диаметр трубы, м	dн	Принято	0,022	0,022	0,022
Внутренний диаметр трубы, м	dвн	Принято	0,015
Тип спиральной трубы	---	Принято nпл = 2
Внутренний диаметр спирали, м	Dвн	Принято	0,098	0,098	0,098
Шаг спирали, м	S		0.026	0.026	0.026
Число витков спирали	nв	Принято	6	6	6
Наружный диаметр спирали, м	Dн		0,384	0,384	0,384
Длинна спиральной трубы, м	lсп		9,08	9,08	9,08
Наружная поверхность спиральной трубы, м2	Fн		0,627	0,627	0,627
Внутренний диаметр кожуха зон, м (b=0,01м)	Dк		0,426	0,426	0,426
Число спиральных труб в зоне, шт	N	Принято	96	360	36
Проходное сечение в межтрубном пространстве, м2	fгр		0,038	---	0,038
Проходное сечение внутри труб, м2	fтр		0,017	0,059	0,0064
Шаг отверстий в коллекторе, м	Sкол	Принято	0.072
Длинна коллекторов, м	Hкол		1,152	4,32	0,432
Наружный диаметр коллекторов, мм	dкол.н	Принято	273
Внутренний диаметр коллекторов, мм	dкол.вн	Принято	189

Таблица 2. Геометрические характеристики ПВД-7

3)Тепловой расчёт ПВД-7

а) Расчёт зоны ОК

1.Средняя температура питательной воды

2.Теплофизические свойства воды при

3.Скорость питательной воды в трубах

4. Число Re для воды

5.Коэффициент теплоотдачи со стороны питательной воды

6.Термическое сопротивление со стороны питательной воды

7.Температурный напор

8. Средняя температура греющей среды

9.Теплофизические свойства греющей среды (конденсата) при

10.Скорость конденсата

11.Число Рейнольдса для греющей среды (конденсата)

12.Коэффициент теплоотдачи от греющей среды к стенке

13.Термическое сопротивление со стороны греющей среды

14.Термическое сопротивление стенки

15.Коэффициент теплопередачи

16.Расчётная поверхность

17.Имеющаяся поверхность

Уменьшим n_оп до 48,

Принимаем число спиралей в зоне ОК 48; число колонн 6

б) Расчёт зоны КП

1.Среднелогарифмический температурный напор

2.Средняя температура питательной воды

3.Теплофизические свойства питательной воды

;

4.Скорость питательной воды в трубах

5.Число Re для воды

6.Коэффициент теплоотдачи со стороны питательной воды

7.Термическое сопротивление со стороны питательной воды

8.Температура стенки трубы

9.Средняя температура конденсата

10.Температурный напор “пар – стенка”

11.Коэффициент А при

12.Коэффициент теплоотдачи “пар – стенка” для верхнего ряда спиралей

13.Средний коэффициент теплоотдачи в пучке

14.Температурное сопротивление со стороны греющей среды

15.Термическое сопротивление стенки

16. Коэффициент теплопередачи

17.Расчётная поверхность

18.Имеющаяся поверхность

Увеличим n_кп до 312,

Принимаем число спиралей в зоне КП 312; число колонн 6.

в) Расчёт зоны ОП

1.Средняя температура питательной воды

2.Теплофизические свойства воды при

3.Скорость питательной воды в трубах

4. Число Re для воды

5.Коэффициент теплоотдачи со стороны питательной воды

6.Термическое сопротивление со стороны питательной воды

7.Температурный напор

8. Средняя температура греющей среды

9.Теплофизические свойства пара при

10.Скорость пара

11.Число Рейнольдса с греющей паровой стороны

12.Коэффициент теплоотдачи с паровой стороны

13.Термическое сопротивление

14.Термическое сопротивление стенки

15.Коэффициент теплопередачи

16.Расчётная поверхность

17.Имеющаяся поверхность

Увеличим n_оп до 72

Принимаем число спиралей в зоне ОП 72; число колонн 6.

Итак, n_ок=48, n_кп=312, n_оп=72.

При S=0,072 м, L^’=n_общ S=480 0,026= 11,232

L=L^’/6= 11,232 /6= 1,872м

2.2.Гидравлический расчет ПВД-7

Наиболее существенными являются потери давления в спиралях. Режимы движения в них известны из теплового расчета.

В спиралях ОП:

В спиралях КП:

В спиралях ОК:

Потери напора по водяной стороне:

Определяем по известным критериям Рейнольдса и коэффициенты путевых потерь для зон:

Коэффициенты местных потерь:

- вход в спиральные трубы из коллектора для зон:

- выход потока из труб в коллектор

Коэффициент сопротивления спиральной трубы

где n = 6 – число витков в спирали

Тогда (с запасом)

Потери давления находятся в допустимых пределах.