Лабораторная работа № 4.

Изучение принципов функционирования и конструкции регенеративных подогревателей .

Цель работы :Изучить принципы функционирования и конструкции

регенеративных подогревателей .

1. Подогреватели высокого давления крупных энергоблоков

Общая тенденция к укрупнению оборудования обусловливает выполнение в одном корпусе регенеративных подогревателей высокого давления крупных энергоблоков. Примером может служить «однониточная» группа ПВД энергоблоков 500 МВтс турбинойK-500-240-2 ХТГЗ. Каждый из трех последовательно включенных ПВД состоит из собственно подогревателя (СП), в котором греющий пар конденсируется, пароохладителя (ПО) и охладителя дренажа (ОД). Пароохладители2 и 3 включены по схеме Рикара-Некольного, параллельно вышележащим ПВД. Питательная вода проходит последовательно через ОД, СП и ПО. Конечная температура питательной воды 271⁰C. Через охладитель дренажа проходит часть потока питательной воды; конденсат греющего пара (дренаж) сливается каскадно из ОД каждого ПВД в соседний с более низким давлением греющего пара (рис. 1).

По проекту, выполненному Уральским отделением ВТИ и Таганрогским котельным заводом, основная подогревательная часть СП выполняется одноходовой с подводом и отводом питательной воды внизу ПВД через три входных и три выходных вертикальных коллектора (рис1). Поверхности нагрева выполняются из однорядных (в одной плоскости) круглых спиральных бифилярных (двухтрубных) змеевиков, прим.,

Рис. 1. Схема включения регенеративных ПВД турбоустановки К-500-240-2 XTГ 3.

F —площадь поверхности нагрева, м².

Рис. 2. Схемы потоков воды (а), пара и конденсата (б) ПВД турбоустановки 500 МВт.

/—СП; 2—ПО;3—ОД;4—основные коллекторы; 5 -промежуточные коллекторы ОД:6 —перепускные трубы: 7 — подпорные шайбы:8и 9--вход и выход питательной воды;10—отвод воды из ПО:11—вход пара:12 —вход конденсата в ОД;13 — выход конденсата.

в частности, в отечественных судовых паротурбинных установках; обычно для электростанций применяют двухрядные (двухплоскостные) спиральные змеевики (ТКЗ). Применение однорядных змеевиков улучшает заполнение объема корпуса, имеющего высоту около 11 м. и способствует получению скоростей воды, близких к экономически оптимальным н ниже опасных в отношении эрозии и коррозии (табл. 1).

При переходе к однорядным змеевикам вертикальный шаг отверстий на коллекторах уменьшается вдвое. Чтобы обеспечить при этом возможность замены отдельных змеевиков (без удаления соседних), их концы приваривают к коллекторам в шахматном порядке.

Таблица 1.

Показатели	Номер		подогревателя
	ПВД7	ПВД8	ПВД9
Поверхность нагрева м2	1993	1999	2037
Давление пара, МПа
Перед ПВД	1,62	3,9	5,57
После ПО	1,57	3,85	5,55
Температура пара, 0С
Перед ПВД	430	295	337
После ПО	223,6	262,2	282,5
Температура воды
После ПВД, 0С	195,6	239,2	268,1
Температура конденсата
После ОД, 0С	180,1	210,1	245,8
Скорость воды в змеев
ОД	2	2	2
СП	1,84	1,72	1,67
ПО	0,98	2,2	1,54
Число змеевиков и поверхность нагрева
ОД	180/261	180/261	96/139
СП	720/1418	780/1536	804/1584
ПО	168/314	108/202	168/314
Масса металла
ПВД без воды	163	183	211
Съемного корпуса	30	47	68

Конструкции ПО и ОД выполняются с перекрестным омыванием греющей средой змеевиков, способствующим повышению коэффициентов теплопередачи. Каждая колонка змеевиков в этих элементах заключена в отдельный электрический кожух. Кожухи соединены между собой перепускными коробами так, что в ПО осуществляется двухпоточное движение пара с тремя ходами в каждом потоке, а в ОД - однопоточное движение конденсата греющего пара, с нижним подводом и отводом конденсата.

Греющий пар подводиться к ПО через нижнее днище ПВД, через сток в центральной части корпуса (рис. 2). При этом исключается необходимость разборки паропровода при снятии верхней части корпуса.

По условиям транспорта каждый ПВД выполняют из трех частей (блоков): нижние части корпуса и трубной системы; верхняя часть трубной системы; верхняя (съемная) часть корпуса.

На рис. 3 показана конструктивная схема ПВД описанного типа, а именно ПВД-I(вертикальный и горизонтальный разрезы), включая схему спирального однорядного змеевика ПО и СП, с диаметром 956 мм; диаметр змеевика ОД 848 мм (рис. 3,д). Верхняя и нижняя части корпуса соединены горизонтальным фланцем (с мембранным уплотнением), что обеспечивает свободный доступ к местам приварки змеевиков к коллекторам и возможность замены любого змеевика без удаления соседних.

Общее расчетное гидравлическое сопротивление группы ПВД по воде 0,64 МПа, т.е. примерно вдвое меньше, чем при двухрядных змеевиках. Число колонн в каждом ПВД - шесть. Внутренний диаметр корпуса 3200 мм и высота 11200 мм - одинаковы для каждого из трех ПВД. Диаметр и толщина стенки труб змеевиков 32*5 мм (в ПО 32*6 мм).

Дальнейшее совершенствование таких ПВД и уменьшение их массы возможны путем применения трубок меньшего диаметра с меньшей толщиной стенки (например, 25*4; 22*3,5; 19*3 мм).

Расчетная экономия топлива от параллельного включения ПО вместо последовательного составляет примерно 0,25%.

Новые энергоблоки 300 МВт выполняют с укрупненными однокорпусными ПВД, с расходом воды 950 т/ч. расчетное давление воды - около 37,4 МПа.

Число колонн спиралей 6; диаметр труб 32 мм, толщина стенки 5 мм в собственно подогревателях и 6 мм в прохладителе. Число спиралей в собственно подогревателе и охладителе дренажа 70*6=420, в том числе 12*6=52 в охладителе дренажа; в пароохладителе 8*6=48.

Подогреватель имеет два хода воды. Полная высота ПВД равна 886030 мм. Остальные характеристики укрупненных ПВД приведены в таблице2.

Благодаря укрупнению ПВД и переходу от двухниточного к однониточному выполнению уменьшение расхода металла составляет около 13м и дополнительно по 1,5мдля клапанов защиты и трубопроводов группы ПВД энергоблока 300МВт.

Таблица 2.

Показатели	Тип		подогревателя
	ПВД3	ПВД2	ПВД1
Поверхность нагрева, м2	900	1200	900
Параметры пара на вых.
Давление, МПа	1,77	4,13	6,5
Температура, 0С	460	335	390
Диаметр*толщина стенки корпуса, мм	2464*32	2680*40	2520*60
Масса без воды, кг	69,85	90,93	88,32

Рис.3. Конструктивная схема ППД турбоустановки 500 МВт.

а - продольный разрез ПВД; б,в и г - горизонтальные разрезы по ПО, СП и ОД: д - схема спирального однорядного змеевика элементов ПВД; МС - монтажные стыки трубной системы; НС - нижние секции СП; К—кожухи колонн змеевиков ПО и ОД; ПК - перепускные коробы ПО и ОД: П — перегородки секции СП.