Teplovi_dviguni / 01 конденсатор

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО КОНДЕНСАЦІЮ ПАРИ І КОНДЕНСАТОРИ

Термічний ККД паротурбінної установки без відборів пари на підогрів живильної води визначається по рівнянню:

Де - тепловміст пари перед турбіною;

- тепловміст відпрацьованої пари по адіабаті;

- тепловміст живильної води (конденсату).

З рівняння слідує, що чим нижче , тим вище ККД (при зниженні знижується і , але зниження відбувається значно повільніше, ніж знижується ). Тому робота турбіни з глибоким вакуумом виявляється економічно більш вигідною.

Для одержання вакууму в вихлопному патрубку турбіни застосовують спеціальні теплообмінники, що називаються конденсаторами.

В паротурбінних установках можуть застосовуватися наступні типи конденсаторів: поверхні водяні і повітряні, а також змішуючі.

В сучасних паротурбінних установках стаціонарного типу застосовуються винятково водяні конденсатори поверхневого типу. Основною їх перевагою є збереження конденсату для живлення котлів.

Хоча в повітряних конденсаторах конденсат і зберігається, вони володіють більш складною конструкцією, бо мають більш низькі коефіцієнти теплопередачі. Область застосування цих конденсаторів дуже обмежена. Вони застосовуються на енергопоїздах і в районах, де немає джерел водопостачання.

Змішуючі конденсатори із-за втрати конденсату з охолоджувальною водою в сучасних паротурбінних установках не знаходять застосування. Основною перевагою цих конденсаторів є можливість одержання більш глибокого вакууму.

Відпрацьована пара турбіни поступає в конденсатор, де конденсується, стикаючись з холодними стінками конденсаторних трубок (поверхневі водяні або повітряні конденсатори) або стикаються безпосередньо з охолоджувальною водою (змішуючі конденсатори). Вакуум утворюється за рахунок різкого зменшення об’єму пари, що відбувається при його конденсації. Чим нижча температура холодного джерела і більша його витрата, тим більш глибоке розрідження (вакуум) можна отримати в конденсаторі.

Конденсатор поверхневого типу представляє собою посудину звичайно циліндричної форми, всередині якої розміщені конденсаторні трубки.

Схема установки водяного поверхневого конденсатора представлена на рисунку. Відпрацьована пара з турбіни поступає в конденсатор через приймальну горловину 8. Пара омиваючи зовнішні поверхні конденсаторних трубок 3, конденсується і віддає приховану теплоту пароутворення охолоджувальній воді, що протікає по трубкам. Конденсаторні трубки закріплюються в трубних дошках, що встановлюються в корпусі конденсатора.

До трубних дошок примикають водяні камери. З боку впуску і випуску води водяна камера 5 поділена перегородкою. Таким чином, вода, що поступає в нижню камеру 5, проходить послідовно через нижній і верхній пучки конденсаторних трубок. Нагріта (циркуляційна) охолоджувальна вода видаляється з конденсатора по зливній трубі 7.

Конденсатори, виконані по вказаній схемі, називаються двоходовими.

Конденсат відпрацьованої пари з конденсатора відводиться спеціальним насосом через патрубок 9, який розташований в нижній частині конденсатора.

Для підтримання в паровому просторі конденсатора глибокого розрідження (вакууму) передбачене відсмоктування повітря через патрубок 10.

Конденсатор, конденсатні і циркуляційні насоси, а також відсмоктуючі повітря установки, разом взяті, утворюють конденсаційну установку.

Принципова схема поверхневої конденсаційної установки показана на рисунку:

Конденсатор поверхневого типу

1. корпус конденсатора; 2. Трубні дошки; 3. Конденсаторні трубки; 4. і 5. Водяні камери; 6. і 7. Патрубки підводу і відводу охолоджувальної води; 8. Прийомний патрубок (горловина) конденсатора; 9. Патрубок для відводу конденсату; 10. Патрубок для відсмоктування повітря.

Конденсатор повинен бути герметично щільною посудиною. Наявність найменших нещільностей вакуумної системи конденсаційної установки призведе до підсмоктування повітря з навколишнього середовища і викличе погіршення вакууму. Нещільності між паровим і водяним простором приводять до підсмоктування сирої (циркуляційної) води в конденсатор, погіршуючи якість конденсату. Для паротурбінних установок високого тиску і особливо для блоків котел-турбіна, працюючих на надкритичних параметрах, підсмоктування сирої води цілком недопустиме.