- •Проектирование судовых энергетических установок (сэу)
- •Введение
- •1. Цель и методы проектирования
- •1.1 Принципиальные схемы судовых энергетических установок.
- •1.2 Проектирование принципиальных схем сэу
- •2. Методы обеспечения надежности систем без учета восстановления отказавших элементов.
- •2.1 Методы расчета надежности системы
- •2.2 Метод структурных схем.
- •2.3 Метод логических схем.
- •2.4 Метод статистических испытаний.
- •3. Выбор главного и вспомогательного оборудования сэу.
- •3.1 Выбор главного двигателя судна
- •3.2 Методика выбора насосов энергетических систем сэу.
- •3.3 Резервирование насосов судовых энергетических систем.
- •3.4 Методика выбора теплообменных аппаратов
- •3.5 Типовые принципиальные схемы энергетических систем сэу.
- •3.6 Проектирование судовых валопроводов.
- •4. Системы утилизации и регенерации теплоты в сэу.
- •4.1 Системы утилизации теплоты в сэу
- •4.2 Системы регенерации теплоты в спту.
- •4.3 Результаты исследования. Вариантов принципиальных схем термодинамических циклов яэу.
- •Энергетические показатели яэу
- •4.4 Анализ результатов исследования принципиальных схем термодинамических циклов яэу.
- •5. Вспомогательные энергетические установки.
- •5.1 Судовая электростанция
- •5.2 Вспомогательная парогенерирующая установка
- •6.1 Расположение сэу в корпусе судна
- •6.2 Проектирование расположения оборудования сэу в машинном отделении
- •6 3 Расчет массовой ( весовой ) нагрузки по сэу
- •6.4 Определение центра массы сэу.
- •Приложение 1
- •Исследование влияния диаметра трубок охладителя н величину поверхности теплообмена
- •Вариант системы охлаждения двигателей сэу непосредственно с передачей теплоты через борт судна.
- •Оглавление
4.2 Системы регенерации теплоты в спту.
Проектирование системы регенерации теплоты паротурбинных установок следует начинать с определения оптимальных параметров системы регенерации. В работах [ 5 ] и [ 7 ] приводятся принципиальные схемы систем регенерации теплоты в паротурбинных установках, а также даются рекомендации к выбору оптимальных значений параметров системы регенерации.
В основе проектирования систем регенерации используются уравнения баланса энергии, передаваемой в ступенях подогрева питательной воды.
Повышение температуры питательной воды приводит к снижению тепловой энергии, затрачиваемой на получение единицы массы пара. Однако подогрев питательной воды теплотой внутренних источников, в качестве которых выступает пар отборов от главной турбины или же отработавший пар вспомогательных турбин, потребует увеличения парапроизводительности парогенератора, при условии сохранения мощности паротурбинной установки. Отсюда следует вывод о существовании оптимальной температуры питательной воды, отвечающей максимуму к.п.д.. установки. Анализу термодинамической эффективности судовых паротурбинных установок посвящено большое количество работ. Наиболее подробные исследования, применительно к судовым паротурбинным установкам, содержатся в [7] Здесь же приводятся рекомендации к выбору оптимальной температуры питательной воды в функции параметров пара ПТУ, ее мощности и числа ступеней подогрева.
Ниже приводятся результаты анализа основных показателей ряда термодинамических циклов ПТУ в составе ЯЭУ отечественной разработки.
СЯЭУ судов и кораблей отечественного флота отличаются разнообразием принципиальных схем паротурбинных установок. Так, в с составе кораблей находят применение ПТУ не регенеративного цикла, что объясняется совокупностью требований к энергетическим установкам этого назначения. ПТУ линейных атомных ледоколов выполнены по регенеративному циклу с одной ступенью подогрева питательной воды в деаэраторе отработавшим паром в турбоприводах питательных и циркуляционных насосов системы охлаждения главного конденсатора. Подобное решение обеспечивает устойчивую работу системы регенерации при маневрировании судна. В ПТУ транспортного судна “ Севморпуть” реализована регенеративная система с тремя ступенями подогрева питательной воды паром отбора от ГТЗА. Дополнительно во 2-ю ступень подогрева направлен отработавший пар питательных турбонасосов. Энергетическая установка ПАЭС действует по регенеративному циклу с 3-мя ступенями подогрева питательной воды паром отборов из проточной части ГТА. Эта же установка, наряду с электроэнергией, вырабатывает тепловую энергию в количестве необходимом для береговых потребителей. Для объективности сравнения энергетической эффективности этого варианта ЯЭУ, рассмотрена тепловая схема, где тепловая энергия заменена эквивалентной величиной эксергии. Под эксергией понимается механическая энергия эквивалентная тепловой энергии термодинамического цикла, осуществляемого в тех же пределах температур, при условии обратимости процессов преобразования теплоты в механическую энергию.
Условием сравнения вариантов энергетических установок предусмотрено, что все они вырабатывают полезную электрическую или механическую энергию, равную 40 МВт. В дополнении, ЯЭУ ПАЭС направляет потребителям тепловую энергию мощностью 20 МВт.
Начальные параметры пара, как и параметры конденсации отработавшего пара, приняты одинаковыми. Их значения приведены в перечне исходной информации для исследования.
Параметры системы регенерации также приняты одинаковыми и содержатся в блоке исходной информации.
Значения к.п.д. главного и вспомогательного оборудования определены с использованием корреляционных зависимостей, опубликованных в технической литературе.
Для вычисления ряда термодинамических параметров теплоносителя и рабочего тела установок использован блок аппроксимационных уравнений, разработанных сотрудниками СКБК.