Сальниковый подогреватель и регенеративные подогреватели
Конструкция охладителя сальникового подогревателя аналогична конструкции ПНД и будет рассмотрена ниже.
Регенеративный подогрев питательной воды парогенераторов (котлов) осуществляют подогревом ее паром, проработавшим в турбине. Теплота отбираемого пара используется сначала в турбине, где он совершает работу, а затем передается воде, с которой возвращается в парогенератор. Таким образом, теплота отработавшего пара регенеративных отборов турбины не теряется в конденсаторе турбины с охлаждающей водой, а сохраняется на электростанции, передаваясь конденсату или питательной воде, то есть восстанавливается, регенерируется.
Тепловая экономичность и энергетическая эффективность регенеративного подогрева воды (регенеративного процесса) определяется уменьшением потери теплоты в конденсаторе турбины, вследствие отбора части пара для указанного подогрева. Следовательно, К.П.Д. паротурбинной электростанции возрастает благодаря регенерации.
Энергетическая эффективность регенеративного процесса обуславливается совершением работы паром регенеративных отборов, без потери теплоты в конденсаторе. Холодным источником для пара регенеративных отборов служит конденсат турбины, воспринимающий отработавшую теплоту. Соответственно уменьшается расход теплоты на образование пара в парогенераторе, уменьшается расход топлива и повышается к.п.д. цикла паротурбинной установки и электростанции.
Регенеративный подогреватель низкого давления (пнд)
В регенеративной схеме установлены четыре подогревателя низкого давления типа ПН-250. Это подогреватель поверхностного типа. ПН-250 выполнен (рис. 4) в виде цилиндрического вертикального корпуса 14, в верхней части которого помещается водяная камера для отвода 3 и подвода 17 нагреваемой воды, отделяемая от основной части корпуса трубной доской. В ней закреплены U-образные трубки 15, составляющие поверхность нагрева подогревателя (трубную систему). Греющий пар подается в верхнюю часть корпуса через патрубок 4 и омывает трубную систему, двигаясь к нижней части корпуса. В паровом пространстве между трубами устроены специальные перегородки 16, которые направляют паровой поток и осуществляют его движение в несколько ходов. Конденсат греющего пара отводится через патрубок, расположенный в днище корпуса.
В нижней части корпуса из конденсата пара образуется водяной объем. В эту часть корпуса подводится конденсат греющего пара (дренаж) подогревателей более высокого давления 10. Над водяным объемом имеется штуцер 13, через который производится отвод неконденсирующихся газов.
В качестве поверхности нагрева обычно применяются гладкие трубы из латуни Л-68 диаметром 16 х 1 мм. Соединения концов труб с трубными досками осуществляются вальцовкой.
Регенеративный подогреватель высокого давления (пвд)
На Ново-Свердловской ТЭЦ установлены 3 подогревателя высокого давления ПВ-425-230 Таганрогского котельного завода (рис. 5).
Подогреватель высокого давления выполнен без трубных досок, представляет собой сварную конструкцию и состоит из следующих частей: корпуса, трубной системы охладителя пара 2; подогревателя конденсата 3 и охладителя конденсата 8. Встроенный пароохладитель позволяет повысить температуру питательной воды и снизить недогрев до 0 – 2° С за счет отбора теплоты перегретого пара. Кроме того, путем снижения температуры пара в охладителе пара удается снизить температуру верхнего днища и корпуса подогревателя, повысить допускаемые напряжения и уменьшить благодаря этому толщину днища и корпуса.
Съемная (верхняя) часть корпуса состоит из стальной цилиндрической обечайки диаметром 1500 мм и толщиной стенки 16 мм. В верхней части к обечайке приварено эллиптическое днище (крышка) толщиной 16 мм. В нижней части к ней и днищу корпуса по оси приварены фланцы с отверстиями под болты. Кроме того, к днищу корпуса по оси приварен патрубок подвода пара во встроенный охладитель пара. На цилиндрической части корпуса имеются штуцеры для присоединения водоуказательных приборов, отвода конденсата, отсоса воздуха, подвода конденсата греющего пара из следующих по ходу питательной воды ПВД. Неподвижная нижняя часть корпуса состоит из металлического эллиптического днища той же толщины, что и верхнее; к днищу приварен фланец. В днище имеются вырезы, укрепленные накладками под приварку труб подвода и отвода питательной воды. Кроме того, в днище вварен патрубок отвода конденсата греющего пара. Днище приварено к кольцевой опоре с плитой для крепления на фундаменте. Фланцевое соединение уплотнено металлической мембраной и прикреплено шпильками с колпачковыми гайками.
Трубная система подогревателя представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух распределительных, двух коллекторных, четырех соединительных и центральной отводящей труб, перегородок и двойных спиральных змеевиков (рис. 5, в). Спирали ПВД выполнены из стальных трубок наружным диаметром 32 мм и толщиной стенки 3,5 мм. Коллекторные, центральные и распределительные трубы, сваренные в верхней части с помощью колен и сборника с соединительными трубами и скрепленные по высоте перегородками, образуют каркас трубной системы. Две распределительные трубы состоят каждая из двух участков, разделенных вваренной диафрагмой с отверстием для дренажа диаметром 4 мм. Диафрагмы разделяют трубную систему на два хода питательной воды. Нижние концы распределительных труб соединены с впускным коллектором, вваренным в нижнее днище корпуса. В верхней части распределительные трубы соединены с помощью соединительных труб со сборной камерой (коллектором). В соединительные трубы вварены шайбы диаметром 80 мм, ограничивающие расход питательной воды в охладитель пара. Две коллекторные трубы состоят из двух участков, разделенных вваренной диафрагмой с отверстием для дренажа диаметром 4 мм. Эти два участка соответствуют двум ходам питательной воды. Нижние торцы коллекторных труб заглушены приварными донышками. В верхней части эти трубы соединены со сборной камерой.
В распределительных и коллекторных трубах имеются два ряда отверстий диаметром 25 мм с разделкой для приварки змеевиков. Верхний конец центральной отводящей трубы приварен к кованой сборной камере.
Вся поверхность нагрева делится на три части: охладитель пара, собственно подогреватель и охладитель конденсата греющего пара. В верхней части трубной системы находится охладитель пара, состоящий из 20 змеевиков в каждой из четырех секций, закрытых цилиндрическим кожухом.
В охладителе пара каждая двойная спираль отделена перегородкой с отверстиями для направления движения пара от следующей двойной спирали. В перегородке, образующей верхнюю часть кожуха охладителя, имеется отверстие для подвода пара; четыре средние перегородки имеют отверстия для перехода пара из одного отсека в другой. В нижней перегородке есть отверстие диаметром 50 мм для удаления конденсата при пуске и работе. Внутри кожуха между одной из коллекторных и центральной трубами приварена по радиусу вертикальная перегородка, обеспечивающая круговое движение пара и омывание им всей поверхности охладителя. К верхней части кожуха пароохладителя приварен конец пароподводящей трубы; второй ее конец проходит через паровой штуцер корпуса с уплотнителем, обеспечивая герметичность.
Поверхность нагрева собственно подогревателя, охладителей пара и конденсата образуется системой спиральных змеевиков, навиваемых на станке в два яруса по шесть витков в каждом из стальных труб диаметром 32 мм (двойные спирали). Спирали расположены горизонтально четырьмя секциями. Концы спиралей установлены в отверстия коллекторных и распределительных труб. В нижней части трубной системы размещается охладитель конденсата (часть 1-го хода воды). Четыре его секции заключены в специальный кожух. Через каждые два ряда спиралей (одну двойную спираль) установлены перегородки с отверстиями для направления движения конденсата. Кожух охладителя находится под уровнем конденсата на 100-200 мм выше верхней части кожуха. Конденсат в охладитель поступает через отверстие в верхней части кожуха, а отводится по дренажной трубе, приваренной к нижней перегородке охладителя.
Схема движения питательной воды изображена на рис. 5, б. Благодаря диафрагмам питательная вода делает три хода:
I ход образован спиралями охладителя конденсата 8 и части собственно подогревателя;
II ход - только спиралями собственно подогревателя;
III ход - спиралями охладителя пара 2.
Через охладитель проходит только 15-20 % потока питательной воды благодаря установке дроссельной шайбы. Греющий пар из отбора поступает через пароотводящий патрубок в охладитель пара. Благодаря перегородкам он омывает по окружности спиральный змеевик 2, отдавая часть тепла перегрева. Затем он выходит через боковое отверстие в кожухе и поступает по специальному направляющему коробу в верхнюю часть корпуса. Оттуда пар по кольцевому зазору между кожухом и корпусом поступает в трубную систему собственно подогревателя и конденсируется.
Конденсат стекает с трубок на перегородки и по ним на стенку корпуса. Далее конденсат поступает через верхнее отверстие в охладитель, где, делая несколько ходов, благодаря поперечным вертикальным перегородкам охлаждается до температуры ниже температуры насыщения греющего пара. Скапливающиеся в подогревателе неконденсирующиеся газы отводятся в конденсатор или ПНД через специальную трубу с отверстиями, расположенную в паровом пространстве над охладителем конденсата.
Благодаря применению охладителя пара получают расчетный недогрев 0,2-4,5° С. Действительный недогрев при работе на перегретом паре может быть еще ниже за счет превышения конструктивной поверхности над расчетной.