17.3. Нагрев охлаждающей воды и кратность охлаждения

Разность t_в=t_2в-t_1в называют нагревом охлаждающей воды в конденсаторе. Для одноходовых конденсаторов t_в6-7⁰С, двухходовых - t_в7-9 ⁰С, четырехходовых - t_в10-12 ⁰С. Температура воды на входе зависит от географического местонахождения ТЭС, системы водоснабжения (прямоточное, оборотное), а также от времени года и климатических условий. В зависимости от температуры охлаждающей воды расчетное абсолютное давление отработавшего пара принимается: для t_1в=10⁰С р_к=2,8…3,4 кПа; t_1в=15⁰С р_к=3,8…4,8 кПа; t_1в=20…25⁰С р_к=5,9…6,8 кПа.

Одним из важнейших параметров конденсатора является кратность охлаждения

(17.4)

Разность энтальпий для разных типов турбин h_к-h_к¹2200-2300 кДж/кг и представляет в основном теплоту парообразования. Видно, что нагрев t_в обратно пропорционален кратности охлаждения. Чем больше m, тем меньше t_в и тем ниже может быть давление в конденсаторе. Однако при увеличении m возрастает расход охлаждающей воды и растут затраты электроэнергии на привод циркуляционных насосов. Оптимальная кратность охлаждения принимается для одноходовых конденсаторов m=80…100, для двухходовых m=60…70, трех- и четырехходовых m=40…50. Рекомендации по выбору числа ходов z охлаждающей воды и кратности охлаждения m представлены в следующей таблице:

Тип водоснабжения	Число ходов	Кратность охлаждения
Прямоточное	1 2	75…100 60…65
Оборотное с брызгальным бассейном	1	75
Оборотное с градирнями	2	50…60

На рис. 17.4 показаны зависимости кратности m от поверхности охлаждения F_к, числа ходов z и соотношений наружного d_н и внутреннего d_в диаметров конденсаторных трубок.

Рис. 2.4. Кратность охлаждения m в зависимости от поверхности охлаждения конденсатора F и числа ходов z (а - при d_н/d_в=25/23 мм; б - при d_н/d_в=19/17 мм)

17.4. Компоновка трубной системы конденсатора

При компоновке трубный пучок (рис. 17.5) разбивают на две части: основной пучок, в котором происходит массовая конденсация пара при практически отсутствующем относительном содержании воздуха, и пучок воздухоохладителя, где конденсация происходит с меньшей скоростью, а образующийся конденсат переохлажден. В современных турбоустановках используется компоновка в виде ленты, свернутой симметрично вертикальной оси, с глубокими проходами для пара. К пучку воздухоохладителя смесь поступает только после прохождения основного пучка. Кроме того, в трубки воздухоохладителя подается охлаждающая вода из первого хода (с более низкой температурой). Ленточная компоновка обеспечивает свободный доступ пара к зеркалу конденсата, что обеспечивает его подогрев и снижение переохлаждения. Примеры исполнения таких компоновок показаны далее, на рис. 17.9 - 17.11.

Рис. 17.5. Компоновка трубного пучка конденсатора:

1 - основной пучок; 2 – сливные трубки; 3 – первый ряд трубок; 4 – трубки основного пучка;

5 - отсос паровоздушной среды; 6 - пучок воздухоохладителя; 7 – паронаправляющие и конденсатоулавливающие щиты; 8 – окно в промежуточных межтрубных досках; 9 – промежуточная трубная доска

Для обеспечения глубокой деаэрации конденсата в ряде конструкций конденсаторов используются конденсатосборники деаэрационного типа (со струйной или с барботажной деаэрацией конденсата). Дело в том, что при наличии переохлаждения конденсат активно насыщается коррозионно-активными газами (кислородом), имеющими наибольшую концентрацию в парогазовой смеси, прежде всего, на поверхности раздела фаз. Для сокращения процессов абсорбции газа в жидкую фазу необходимо организовывать, во-первых, их эффективный отвод с поверхности конденсата, а, во-вторых, обеспечить достаточное время пребывания конденсата в объеме конденсатора для полного выделения газов. При этом толщина слоя конденсата должна быть минимальной, а площадь его соприкосновения с паром - максимальной. Такие условия реализуются посредством формирования струй конденсата с помощью перфорированных листов при его сливе в конденсатосборник. Эти струи омываются паром, подаваемым в его объем, что позволяет осуществить хорошую деаэрацию конденсата. В конструкции конденсатосборника с барботажной деаэрацией (рис. 2.6) используется перфорированный лист 3 с щелями (отверстиями) шириной около 3 мм. С помощью порога 5 в конце барботажного листа поддерживается слой конденсата толщиной около 100 мм. Под этим листом при подаче пара от одного из регенеративных отборов турбины (через патрубок 2) создается паровая подушка. В результате перемешивания конденсата и пара над листом образуется пенный слой, в котором осуществляется интенсивный подогрев и дегазация жидкости. Выпар направляется в конденсатор.

Рис. 17.6. Конденсатосборник с барботажной деаэрацией конденсата: