4.4 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.
4.5 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
.