3.4.3. Расчет параметров пара в камерах отборов цнд при частичной нагрузке и заданной tов1

Давления в камерах отборов ЦНД для режимов НН и ЧН определяются аналогично тому, как это делалось для ЦВД по формуле Стодолы-Флюгеля, начиная с последнего отбора, по формулам (7, 8, 9), причем, исходными значениями давлений отборов при расчете режима ЧН служат вновь определенные значения отборов в режиме НН.

После определения давлений в камерах отборов определяют значения энтальпий с учетом пересчитанного внутреннего относительного КПД ЦНД (по аналогии с ЦВД), и строят процесс расширения пара в ЦНД.

Таким образом, после всех проведенных пересчетов на частичную нагрузку, есть все параметры пара в отборах и на выходе из ЦВД, ЦСД и ЦНД.

3.4.4. Расчет параметров греющего пара на входе в пнд и пвд

Параметры пара перед регенеративными подогревателями, Д и СПП в номинальном режиме можно определить по справочным данным и все значения свести в таблицу.

Давление греющего пара на входе в регенеративный подогреватель, Д, СПП) определяется по формуле

, (30)

Здесь:

Р­_I,отб­,Р_i,грп­ – давление в i-м отборе и давление греющего пара i-го отбора пред подогревателем, МПа;

n – номер подогревателя по ходу воды (основного конденсата, питательной воды);

коэффициент потерь теплоты на тракте i-го отбора.

Энтальпия греющего пара ПП2 (СПП) определяется по энтальпии пара на выходе из ПГ с учетом потерь теплоты в ОС. Для этого случая _{пот, ПП2}  0,9.

По Р_i,грп и h_i,грп определяют недостающие параметры по Таблицам [ 5 ] либо с помощью калькулятора WSP.

Следует заметить, что на входе в некоторые ПВД и ПНД поступает перегретый пар, но при расчете температурного напора между греющим паром и питательной водой или основным конденсатом считают, что греющий пар в теплообменнике (ПНД или ПВД) имеет температуру насыщения при давлении на входе в теплообменник.

При этом надо помнить, что при частичной нагрузке так же, как и при номинальной нагрузке, давление пара перед СРК (а это означает, что и во второй ступени СПП, и в первой ступени при одноступенчатом ПП) давления греющего пара неизменны (регулирование блока осуществляется по закону P_II=const). Давление в Д во всех режимах также остается неизменным и равным для турбоустановок работающих АЭС 0,686 МПа.

3.4.5. Расчет параметров ок и пв в узловых точках системы регенерации

На тракте от К до ПНД-1 установлены два КН (КН-1 и КН-2) и между ними – охладители ЭУ, ОЭ, РКУ (регулирующий клапан уровня воды в К) и БОУ.

Гидравлические сопротивления конденсатора – (0,10,2) МПа; охладители ЭУ и ОЭ – (0,050,07) МПа;

РКУ – (0,20,4) МПа;

БОУ – (0,30,5) МПа.

Общее сопротивление тракта от КН-1 до КН-2 (напор КН-1) можно оценить (в зависимости от числа ЭУ и ОЭ и других особенностей тракта) величиной 1 МПа.

Тогда, приращение энтальпии ОК при проходе через КН-1 можно определить по формуле

, (31)

Здесь К_р – коэффициент запаса по напору насоса, (К_р=1,2);

Р_кн1 – напор, создаваемый КН-1, МПа;

v – удельный объем ОК перед КН-1, м³/кг;

_кн1 – адиабатический КПД КН-1 (_кн1 = 0,78).

Необходимое давление за КН-2 можно оценить по формуле

, (32)

Здесь Р_д – давление в Д;

Р_тр – гидравлические сопротивления трубопроводов тракта ОК, оцениваем их величиной 0,2 МПа;

Р_ПНД – гидравлические сопротивления ПНД по тракту ОК, включая трубопроводы обвязки. Принимаем для одного ПНД Р_ПНД = 0,15 МПа. Если их число в тракте от КН-2 до Д – n, то суммарное сопротивление всех ПНД – nР_ПНД;

Р_геод – сопротивление поднятию столба жидкости на высоту, равную разности геодезических отметок установки Д и КН-2.

(33)

g = 9,81 м/с²; h_геод = 10÷25 м (в зависимости от типа ТУ); v – удельный объем ОК перед КН-2, м³/кг.

h_кн2 определяют по формуле (32), подставляя данные для КН-2.

Энтальпия ОК за КН-2 определяют по формуле

h_кн2 = (34)

Подогрев ОК при прохождении через устройства до П1 можно оценить следующими показателями [ 2 ]:

– для охладителей эжекторов уплотнений и охладителей газа электрогенераторов (на единицу) – 1,01,5 С;

– для охладителей основных эжекторов – 0,50,7 С;

– для смесителей конденсата греющего пара с ОК предварительно можно оценить (с последующим уточнением на основе УТБ) – 0,31,0 С;

По Р_кн2 и h_кн2 определяем температуру ОК после КН-2. Это температура ОК на входе в П1.

Система регенерации для каждой турбоустановки задана. Заводом изготовителем ТУ задано число и типы ПНД и ПВД, тип Д и К, организация слива конденсата греющего пара в системе регенерации, число дренажных насосов и схемы их включения, наличие охладителей дренажа в системе регенерации НД и т.п.

В отдельных случаях заводская конфигурация тепловой схемы и системы регенерации, в частности, может быть изменена руководителем КП.

В этих условиях, когда заданы все элементы системы регенерации и схема их включения, то для режима частичной нагрузки определению подлежат температуры ОК и ПВ на выходе из подогревателей при ранее определенных параметрах греющего пара и расходы греющего пара и ОК (ПВ).

При расчете системы РП ОК(ПВ) и определении расходов рабочего тела в элементах тепловой схемы при частичных нагрузках, следует учесть изменение температурного напора на выходе из подогревателей (разность температуры конденсации греющего пара и температуры ОК (ПВ) на выходе из подогревателя). Этот температурный напор при частичной нагрузке (при заданных F) определяют по формуле:

, (35)

где t_s – температура насыщения греющего пара в подогревателе, С;

t_в^вх – температура обогреваемой воды (ОК или ПВ) на входе в подогреватель, С;

К_п – коэффициент теплопередачи в подогревателе, кВт/м² К;

F_п – площадь поверхности теплообмена в подогревателе, м²;

G_в – расход воды (ОК или ПВ), G_в= G_в0(N/N₀), кг/с;

С_р – изобарная теплоемкость воды, кДж/кг К.

Неизвестными в формуле (35) являются t_мин и К_п.

При частичной нагрузке, в связи с уменьшением расхода нагреваемой среды, греющего пара, при заданной конструкции подогревателя (F_п, n_тр), К_п с уменьшением нагрузки будет уменьшаться, но не пропорционально изменению нагрузки. На этапе определения параметров ОК и ПВ, и расходов греющих и нагреваемых сред, предварительно учесть этот фактор сложно. Поэтому, в первом приближении, можно принять, что К_п не изменяется при изменении нагрузки. При таком подходе К_п можно определить из уравнения теплового баланса, записанного для режима номинальной нагрузки в форме:

(36)

(37)

При определении t_мин в ПВД следует иметь в виду, что в них есть 2 зоны охлаждения греющего теплоносителя (зона конденсации греющего пара и зона охлаждения конденсата греющего пара). Мы определяем t_мин в зоне конденсации греющего пара. Поэтому в формулы (36 и 37) надо вводить F_зк и вместо h_в1 – h_см (энтальпию смеси части ПВ, которая проходит через зону ОК, с ПВ на входе в ПВД. Эту сложность можно обойти, если задаться температурой смеси двух выше указанных потоков. Температура смеси обычно превосходит температуру ПВ на входе в ПВД на 1,01,5 С.

Все остальные данные можно получить из заводских характеристик регенеративных подогревателей, которые приведены в [1, 2, 3, 4]. Их удобно свести в таблицу, которая потом будет использована для дальнейших расчетов.

Если в литературных данных отсутствуют значения параметров нагреваемой среды (ОК, ПВ), то их можно определить из следующих соображений:

В ПНД без вынесенных охладителей конденсата греющего пара (дренажа), температура конденсата греющего пара на выходе из ПНД равна температуре насыщения при давлении в ПНД. При наличии вынесенного охладителя дренажа, температура конденсата греющего пара на выходе из охладителя больше температуры нагреваемой среды на выходе из предыдущего ПНД на величину t_др = 23 С.

Все ПВД имеют встроенные охладители дренажа. Температура греющего пара на выходе из ПВД на величину t_др = 57 С выше температуры ПВ на входе рассматриваемый ПВД. Возможны случаи при частичных нагрузках, когда эту рекомендацию нельзя будет выполнить, т.к. температура конденсации греющего пара отличается от температуры питательной воды на входе меньше, чем на 6 С. В этом случае t_др выбирают, исходя из конкретных условий.

Тепловую мощность подогревателя предпочтительно определять с помощью заводских данных и формулы (36), используя исходные данные для режима номинальной нагрузки.

Кроме греющего пара в ПВД, Д и ПНД подается конденсат греющего пара и сепарат СПП, дренажи подогревателей и конденсат греющего пара сетевых подогревателей системы отопления.

Параметры этих потоков следует определить до того момента, когда будут решаться уравнения теплового и материального балансов для регенеративных подогревателей с целью определения расходов рабочих сред.

Параметры сепарата СПП определяются по среднему давлению пара в сепараторе. Потери давления на тракте Т – СПП оцениваются величиной

Р_т-спп, которое можно принять равным 1  2% от разделительного давления. Т.о., Р_{спп_вх} = Р_разд(1–Р_т-спп) = 0,98Р_разд.

Гидравлическое сопротивление самого СПП оценивается величиной 6 % от давления на входе. При СПП с двухступенчатым перегревом пара сопротивление сепаратора будет равно 2 % от давления на входе в СПП.

Тогда давление на выходе из сепаратора будет равно Р_{сеп_вых} = Р_{спп вх} (1–Р_сеп)

Среднее давление в сепараторе определяется, как среднее арифметическое между давлениями на входе и выходе.

(38)

По среднему давлению в сепараторе определяют температуру и энтальпию сепарата на выходе из сепаратора СПП.

Пароперегреватели двухступенчатых СПП получают в основном греющий пар из первого отбора Т (первая ступень перегрева пара) и острый пар, до СРК (вторая ступень перегрева пара). Параметры пара до СРК при частичных нагрузках (в случае дроссельного регулирования!) не изменяются. Поэтому параметры греющего пара и конденсата греющего пара второй ступени пароперегревателя известны, и равны соответствующим параметрам при номинальном режиме. При ЧН изменяется только расход греющего пара.

Параметры греющего пара и конденсата греющего пара первой ступени перегрева СПП при частичных нагрузках будут изменяться, в связи с изменениями параметров пара в камере первого отбора Т. Их можно определить из параметров первого отбора с учетом соответствующих гидравлических и тепловых потерь в тракте Т – СПП (по аналогии с ПВД).

Гидравлические и тепловые потери в тракте от СПП до соответствующего подогревателя или Д определяются по формуле (30).

Дренажи (сливы конденсата греющего пара) ПНД имеют параметры насыщения при давлении в подогревателе. Если в системе регенерации низкого давления отсутствует вынесенные охладители дренажа, то параметры дренажа на входе в ПНД с меньшим номером также будут иметь параметры насыщения. При наличии вынесенных охладителей дренажа температура дренажа на входе в ПНД с меньшим номером определяется на основании заданных значений минимальных температурных напоров.

Аналогично определяется температура дренажа на входе в ПВД с меньшим номером.

(39)

Температуры ОК и ПВ на выходе из подогревателей при частичных нагрузках определяют с учетом изменившихся, по сравнению с номинальным режимом, температурных напоров. Минимальные температурные напоры на выходе из подогревателей, при известных величинах поверхности теплообмена и параметрах нагреваемой среды на входе, определяются по формуле (35). В первом приближении, как и ранее, считаем, что К_п^част  К_п^ном.