3. Рабочий процесс в конденсаторе.

В конденсатор поступает не чистый пар, а смесь содержащая воздух (и возможны другие газы), которые подсасываются из атмосферы и растворены в паре. В частности, в конденсаторы одноконтурных турбин АЭС, работающие радиоактивным паром, в результате радиолиза воды в реакторе, попадают водород и кислород.

Давление в конденсаторе складывается из парциальных давлений пара и воздуха, приблизительно следующим соотношением:

,

где Р_п- парциальное давление пара;

Р- давление поровоздушной смеси;

относительное содержание воздуха в паре.

Допустимое количество присосов воздуха в ТУ обычно много меньше 1% (например: для турбин 300 МВт, при номинальном режиме %).

Следует иметь в виду, что концентрация воздуха в конденсаторе увеличивается вследствие конденсации пара и на входе в эжектор доля воздуха в смеси может составлять .

Увеличение присосов воздуха в конденсатор не только увеличивает давление в нём, но и способствует переохлаждению конденсата, под которым понимают разность температуры конденсата t_н, соответствующей давлению p₂ в горловине конденсатора. Так как t_н определяется не давлением смеси р, а парциальным давлением пара р_п, которое меньше давления смеси, то и температура t_к меньше.

Вследствие переохлаждения температура конденсата в конденсатосборнике t_к<t_н, поэтому деаэрация конденсата идёт вяло и кислород, захваченный падающими каплями, остаётя в конденсате, вызывая коррозию металла трубопроводов от конденсатора до деаэратора.

Кроме того, снижение температуры конденсата означает уменьшение энтальпии рабочего тела, поступающего в регенеративную систему, а это приводит к дополнительным затратам для получения номинальных параметров свежего пара.

Характеристика эжектора представляет собой семейство линий, выражающих зависимость между давлением в патрубке отсоса паровоздушной смеси р₂” и количеством отсасываемого воздуха G_в при определённой температуре отсасываемой смеси t_см. Пологий участок характеристики называется рабочим, а крутой - перегрузочным.

4. Конструкция трубного пучка.

Трубный пучок – совокупность трубок, на которых осуществляется конденсация пара – разбивают на две части: основной пучок и пучок воздухоохладителя.

Главной задачей основного пучка является обеспечение массовой конденсации пара при малом гидравлическом сопротивлении. Главной задачей воздухоотделителя является понижение температуры смеси, поступающей к эжектору. Трубный пучок воздухоотделителя может содержать до 30% всех трубок.

Пар, поступающий в конденсатор, сначала проходит через основной пучок, где происходит массовая конденсация и затем поступает в пучок воздухоотделителя.

Вопрос№43

2.Тепловой расчёт конденсатора.

Задача теплового расчёта конденсатора является определение площади поверхности теплопередачи, необходимой для достижения заданного давления Р_к на выходе из турбины.

Из уравнения теплообмена между паром и охлаждающей водой:

, [Вт],

где Q_k- тепловая мощность конденсатора, [Вт];

F_k- площадь поверхности охлаждения конденсатора;

- средний коэффициент теплопередачи конденсатора, [Вт/м²К];

- средняя разность температур между паром и водой, [С⁰];

, [К],

где - недогрев воды в конденсаторе;

t_п- температура пара, поступающего в конденсатор[С⁰] ;

Для поверхностных конденсаторов С⁰ (большие значения относятся к одноходовым конденсаторам).

- средний коэффициент теплопередачи;

Для определения среднего коэффициент теплопередачи в конденсаторе можно воспользоваться формулой Л.Д.Бермана:

,

где а- коэффициент чистоты, учитывающий влияние загрязнения поверхности .

,

- скорость движения охлаждающей воды в трубах;

d₂- внутренний диаметр трубок, (мм);

t_1B- температура охлаждающей воды при входе в конденсатор, (С⁰);

Ф_z- коэффициент, учитывающий влияние числа ходов воды Z в конденсаторе,

;

ф_d- коэффициент, учитывающий влияние паровой нагрузки конденсатора,

;

при паровых нагрузках от номинальной d_к^ном до d_к^т= (0,9-0,012t_1B) d_к^ном_;

если d_к< d_к^гр, то ,.

Определение геометрических размеров.

Определение геометрических размеров: длину и число трубок, диаметр трубной доски.

1. Количество трубок в конденсаторе:

,

где Z- число ходов;

скорость.

Определяют поперечный размер конденсатора.

2. Длина конденсатных трубок равна расстоянию между трубными досками:

, (м)

Определяют габаритные размеры конденсатора и величину гидравлического сопротивления (по воде).

Условный диаметр трубной доски:

, (м)

Отношение .

Обозначения: d₁, d₂- наружный и внутренний диаметр конденсаторных трубок, (м);

- скорость движения воды в трубках (м/с);

W-расход охлаждающей воды (м³/с);

Z-число ходов охлаждающей воды;

- коэффициент использования трубной доски.

Гидравлическое сопротивление конденсатора – это разность давлений охлаждающей воды на входе и выходе из конденсатора.

, [Па]

h₁ и h₂ – сопротивление течения воды в трубках, на входе и выходе,

h₃– сопротивление течения воды в водяных камерах.

–коэффициент трения,

–коэффициент, учитывающий способ крепления конденсаторных трубок в трубной доске,

–плотность охлаждающей воды (кг/м³),

–скорость воды в входных и выходных патрубках (м/с).

Для турбин 300 МВт и выше Н_к = 35–40 кПа

Паровое сопротивление конденсатора – зависит от конструкции трубного пучка, скорости пара межтрубном пространстве и других факторов.

Определить аналитически очень сложно из-за сложного характера течения пара в межтрубном пространстве, сопровождается процессом конденсации.

Обычно оценивается приблизительно на основании экспериментальных данных. Для современных ТА Па.