6.3. Расчет контура высокого давления котла-утилизатора

Расчет двухконтурного КУ [12] ведется последовательно: сначала рассчитывается контур ВД, а затем контур НД (рис. 18).

6.3.1. Расчет питательного электронасоса

Согласно [12] «… Производительность питательных насосов определяется максимальными расходами питательной воды на котел-утилизатор с запасом не менее 5%; питательные насосы высокого давления принимаются с электроприводами, которые должны, как правило, комплектоваться устройствами для плавного регулирования напора и производительности, обеспечивающими пусковые режимы и работу блоков на частичных нагрузках с минимальными потерями (гидромуфтами, регулируемыми электроприводами).

… Сопротивление тракта от деаэраторов до всаса питательных насосов не должно превышать 10 кПа (1 м вод. ст.)».

1. По известному давлению в БНД (см. табл. П. 7) определяем параметры питательной воды, находящейся в состоянии насыщения, перед ПЭН:

h^’_БНД , t^’_БНД , υ^’_БНД = hs(p_БНД). (6.1)

2. Повышение теплосодержания питательной воды в проточной части питательного электронасоса (ПЭН), кДж/кг:

∆h_ПЭН = [(p_{Н ПЭН} – p_{ВС ПЭН})∙ υ_ПЭН] / (1,03 ∙ η _е^ПЭН), (6.2)

где:

p_{Н ПЭН} = p_ПЭН = p_БВД = p_БНД + ∆p_ПЭН – давление питательной воды на стороне напора питательного насоса, кПа;

∆p_ПЭН = 10³ – давление ПЭН (развиваемый напор) [12], кПа;

p_{ВС ПЭН} – давление питательной воды на стороне всасывания питательного насоса, кПа:

p_{ВС ПЭН} = p_БНД + (ρ^’_БНД ∙g∙H_ПЭН)∙10 ^{– 3} – ∆ p_ВC; (6.3)

p_БНД – давление питательной воды в барабане контура НД , кПа;

υ_ПЭН – средний удельный объем воды в насосе, определенный по параметрам: p_ВС , t_ВС и p_Н , t_Н , м³ / кг :

υ_ВС = hs(p_{ВС ПЭН} , t_{ВС ПЭН});

υ_Н = hs(p_{Н ПЭН} , t_{Н ПЭН});

υ_ПЭН = (υ_ВС + υ_Н)/2 ; (6.4)

ρ^’_БНД = 1/ υ^’_БНД – плотность питательной воды при давлении p_БНД, кг/м³;

t_{ВС ПЭН} = t^’_БНД – температура питательной воды на стороне всасывания насоса, ^OC;

g = 9,81 – ускорение силы тяжести, м/с²;

H_ПЭН = 22 – высота столба воды на стороне всасывания ПЭН, [12], м;

∆ p_ВС = 10 кПа – кавитационный запас (по нормам [19, 20] не более 0,01 МПа);

1,03 – коэффициент, учитывающий составляющую механических потерь насоса;

η _е^ПЭН = 0,84 – справочный (паспортный) КПД питательного насоса [12].

3. Теплосодержание питательной воды на стороне напора ПЭН, кДж/кг:

h_ПЭН = h^’ _БНД + ∆h_ПЭН . (6.5)

4. Из уравнения теплового баланса ЭВД и уравнений тепловых балансов поверхностей ППВД и ИВД

а) ЭВД: G_{Г КУ} ∙ (I _{за ИВД} – I _{за ЭВД}) = D_{КУ ВД}∙( h^’ _БВД – h_ПЭН);

в) ИВД: G_{Г КУ} ∙ (I _{за ПП} – I _{за ИВД}) = D_{КУ ВД}∙(h ^{’ ’} _БВД – h^’ _БВД );

б) ППВД: G_{Г КУ} ∙( I_Д – I _{за ПП ВД}) = D_{КУ ВД}∙(h_{КУ ВД} – h ^{’ ’}_БВД),

определяем расход пара контура ВД, кг/с:

D_{КУ ВД} = 1,01∙ [G_ГТ ∙ (I_Д – I _{за ЭВД}) / (h_{КУ ВД} – h_ПЭН)]. (6.6)

Здесь:

G_{Г КУ} = ρ_{Г КУ} ∙G_ГТ – массовый расход газов в КУ, кг/с ;

I_Д – энтальпия газов на входе в КУ (за диффузором) (см. табл. П.7), кДж/кг;

θ_ЭВД = t_ПЭН + δt_ЭВД – температура газов за поверхностью ЭВД, ^OC;

I _{за ЭВД} = c_{pг 4} ∙ θ_ЭВД – энтальпия газов за поверхностью ЭВД (см. табл. П 7), кДж/кг ;

h_{КУ ВД} = hs(p_БВД , t_{КУ ВД}) – теплосодержание пара контура высокого давления на выходе из ППВД, кДж/кг ;

t_{КУ ВД} = θ_{4 КУ} + δt_ППВД – температура пара контура высокого давления на выходе из ППВД, ^OC;

1,01 – коэффициент, учитывающий увеличение расхода питательной воды на КУ на величину непрерывной продувки в размере 1% от общего расхода перегретого пара.

5. Пренебрегая потерей давления в тракте ППВД, определяем температуру и давление пара на выходе из ППВД (перед СК ВД паровой конденсационной турбины К-110-6,5):

t_{О ВД} = t_{4 КУ} , ^ОС; h_{О ВД} = h_{КУ ВД} ; p_{О ВД} ≈ p_БВД ; (6.7)