Раздел 4 Специальная часть Разработка программного комплекса по анализу эксплуатационных характеристик и повышению эффективности работы конденсационных установок турбин Кольской аэс

Конденсационная установка паровой турбины в значительной мере определяет тепловую эффективность паротурбинной установки в целом. Необходимость контроля и анализа показателей работы конденсационной установки инженерным персоналом электростанции обуславливает актуальность разработки соответствующих программных инструментов, обеспечивающих автоматизированную обработку и хранение информации, её анализ по заданным алгоритмам и представление результатов этого анализа в удобном для пользователя виде.

Анализ процесса теплопередачи в поверхностном конденсаторе осложняется тем, что любое изменение одного из многочисленных режимных факторов (параметров) вызывает перераспределение локальных параметров процесса и интен­сивности теплообмена в трубном пучке.

Детальный и строгий учет влияния различных факторов на теплообмен в трубных пучках конденсаторов затруднен также из-за сложности определения и математическою описания образующихся в объеме конденсатора трехмерных полей скоростей и других параметров парового потока (паровоздушной смеси).

Основная проблема при расчете конденсатора – определение значения сред­него для всей поверхности теплообмена коэффициента теплопередачи. Известен достаточно большой ряд эмпирических зависимостей для расчета коэффици­ента теплопередачи в конденсаторах паровых турбин, которые, однако, не лише­ны недостатков. Это в определенной степени естественно и объясняется сложно­стью процессов, происходящих в конденсаторах.

Критерием оценки совершенства существующих методик может служить толь­ко сопоставление полученных по ним результатов с данными промышленных ис­пытаний натурных конденсаторов в условиях эксплуатации. Анализ десяти отече­ственных и зарубежных методик расчета коэффициента теплопередачи в конден­саторах паровых турбин, а также сопоставление полученных по ним значений с опытными данными по конденсаторам турбин мощностью 100...800 МВт показа­ли, что для инженерных расчетов конденсаторов с достаточной для практических целей точностью могут быть рекомендованы методики:

• Всероссийского теплотехнического института (ВТИ)

• Калужского турбинного завода (КТЗ)

• Уральского государственного технического университета – УПИ (УГТУ ‑ УПИ)

Тепловой расчет конденсатора не сводится только к определению коэффициента теплопередачи в нем. Основной характеристикой работы конденсатора является величина создаваемого им разрежения или абсолютного давления в конденсаторе.

Исходные данные для поверочного теплового расчёта

1. Конструктивные характеристики конденсатора (таблица 4.1)

2. Эксплуатационные характеристики конденсатора (таблица 4.2)

3. Результаты испытаний:

• расход пара в конденсатор , кг/ч

• расход охлаждающей воды в конденсатор , м³/ч

• температура охлаждающей воды на входе в конденсатор ,⁰C

Таблица 4.1. Конструктивные характеристики конденсатора К-8170

№ п/п	Конструктивные характеристики	Значение
	Количество трубок , шт.	10450
	Длина трубок активная , м	8,890
	Диаметр трубок наружный , м	0,028
	Диаметр трубок внутренний , м	0,026
	Материал трубок	МНЖ-5-1
	Число ходов по воде , шт.	2
	Поверхность охлаждения , м2	8170
	Площадь горловины выхлопного патрубка турбины , м2	119,1
	Коэффициент теплопроводности материала трубок , Вт/(м∙К)	130
	Средняя ширина ленты компоновки трубного пучка , м	0,332
	Шаг разбивки трубок , м	0,032
	Шаг разбивки трубок , м	0,03
	Периметр трубной доски , м	7,34
	Периметр трубного пучка , м	29,94
	Периметр набегания пара в сечении между трубками по периферии трубного пучка , м	10

Таблица 4.2. Эксплуатационные характеристики конденсатора К-8170

№ п/п	Эксплуатационные характеристики	Значение
	Коэффициент состояния поверхности теплообмена	0,9
	Относительное содержание воздуха в паре , кг/кг	5∙10-5
	Частота колебания трубок , Гц	30
	Амплитуда колебания трубок , м	0,14∙10-3
	Ускорение свободного падения , м/с2	9,81
	Коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения	0,99
	Часовой расход тепла в конденсатор с прочими, кроме расхода отработавшего пара, сбросами , кг/ч