Гидравлическая разверка.

В системе парал­лельных труб с принудительным движением рабочей среды, объединенных общими коллек­торами на входе и выходе, необходимо обес­печить равномерное ее распределение по всем трубам. В реальных условиях всегда имеет место та или иная неравномерность распреде­ления расходов — гидравлическая разверка. Гидравлическая раз­верка может возникать в результате гидрав­лической нетождественности параллельных труб из-за различия их гидравлических сопро­тивлений, влияния коллекторного эффекта из-за изменения давления по длине коллекто­ра (см. § 11.5). Такого рода разверки возни­кают главным образом в поверхностях нагре­ва пароперегревателей и, в меньшей степени, экономайзеров.

Для вывода уравнения гидравлической разверки запишем уравнение полного перепа­да давления в элементе

и аналогично для разверенной трубы

При большом числе параллельных труб влиянием изменения тепловосприятия в раз­веренной трубе на общий перепад давления можно пренебречь и потому Учитывая, что перепад давления между входным сечением входного коллектора и выходным се­чением выходного коллектора является общим для всех параллельных труб системы, можно записать, что Совместное решение и при­водит к выражению для гидравлической разверки

где — разность перепадов давлений в коллекторах между сечениями с разверенной трубой и элементе; — разность нивелирных напо­ров в разверенной трубе и элементе; , — для элемента.

Гидравлическая разверка в пароперегрева­телях и некипящих экономайзерах.

Наи­более простой вид для коэффициента гид­равлической разверки формула принимает для некипящих экономайзеров, имеющих до­статочный запас по недогреву до кипения, при горизонтальном и подъемном движении среды.В этом случае: раз­ность нивелирных напоров в разверенной тру­бе и элементе и сопротивление от ускорения потока пренебрежимо малы:

Для этих условий при равномерном подводе и отводе воды в коллекторах коэффи­циент гидравлической разверки определяется соотношением коэффициентов гидравлического сопротивления

При торцевом подводе и отводе среды кол­лекторный эффект значителен, формула коэф­фициента гидравлической разверки приобре­тает вид:

В некипящих конвективных экономайзерах с горизонтальными змеевиками коэффициент гидравлической разверки обычно не превы­шает 0,9. При наличии в некипящих эконо­майзерах опускного движения ввиду возмож­ной неоднозначности гидравлических характе­ристик, а также в кипящих экономайзерах учет нивелирной составляющей является обя­зательным.

Для гидравлической разверки в паропере­гревателях существенно влияние различия полных коэффициентов сопротивления труб, их тепловосприятия и изменений давления вдоль коллекторов. Пренебрегая изменением давления от ускорения потока пара, получаем:

Влияние коллекторного эффекта учитывают при . Нивелирная составляющая полного перепада давления существен­на только в одноходовых перегревателях при

Гидравлическая разверка в зоне резкого изменения удельных объемов рабочей среды.

В современных прямоточных котлах парооб­разующими элементами являются обычно по­верхности НРЧ, подверженные наиболее ин­тенсивному обогреву.

Сочетание значительной гидравлической разверки и интенсивного обогрева при определенных условиях может привести к резкому росту температуры и удельного объема среды в разверенной трубе, снижению в ней расхода и перегреву металла трубы вплоть до аварийного разрушения. Гид­равлическая разверка в них возникает под влиянием значительного изменения удельного объема среды в процессе обогрева. Она про­является главным образом в поверхностях нагрева, соответствующих зоне больших теплоемкостей котлов СКД, в испарительных по­верхностях котлов ДКД, а также в кипящих экономайзерах.

В ряде случаев для достижения устойчивой гидравлической характеристики на входе в каналы устанавливают шайбы. В зоне паро­образования обычно пренебрегают потерями . Для этих условий с учетом ука­занных упрощений формула (11.31) приоб­ретает вид:

где — коэффициент сопротивления шайб и удельный объем среды, проте­кающей через шайбу, определяемые для эле­мента и разверенной трубы.

Разность нивелирных напоров в разверен­ной трубе и элементе можно записать в сле­дующем виде:

Топочные экраны паровых котлов мощных энергетических блоков выполняют в виде вер­тикальных панелей, горизонтальной навивки, -образных панелей, многоходовых пане­лей с горизонтальными трубами и др. Ниже рассматривается гидравлическая разверка в некоторых из них.