РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ТЭС

Участок 13-14 (собирающий коллектор)Число потоков:Z = 4.Длина участка:м.Удельный объём и плотность воды на участке:м3/кг;кг/м3.Температура воды на участке:С.Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:Па.сек; м2/с.Расход питательной воды на участке: кг/с.Средняя скорость воды на участке:w13-14 = wт12/2 м/с.Внутренний диаметр собирающего коллектора, м:м.Число Рейнольдса:.Определяем относительную шероховатость стенки канала.Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:.Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке: Па.Коэффициент местного сопротивления на участке:.Местное гидравлическое сопротивление на участке: Па.Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:Па.Участок 14-15(прямой патрубок)Внутренний диаметр патрубка питательной воды:dвн=0,3м.2) Число потоков:Z = 4.3) Длина патрубка:l =0,5м.4) Расход питательной воды:Gпв=W=194,44 кг/сек.5) Удельный объём и плотность воды:14-15=0,00126 м3/кг;кг/м3.6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:μпв=Па∙с;νпв= м2/с.7) Скорость питательной воды, м/с, в патрубке определяется по формуле:м/с.8) Число Рейнольдса:.9) Определим относительную шероховатость:11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:Па14) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:.15) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:Па.Участок 15-16 (поворотный патрубок)1) Определяем число потоков:Z=1.2) Длина участка:,м.3) Удельный объём и плотность воды:15-16=0,00119 м3/кг;15-16=1/0,00119=840,34 кг/м3.4) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости воды:μ15-16 =Па∙с;ν15-16= м2/с.5) Скорость питательной воды на участке:w15-16=3,47-1=2,47 м/с.6) Рассчитываем внутренний диаметр коллектора на участке, м:м.7) Число Рейнольдса:.8) Относительная шероховатость:9) Определяем коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.10) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:.11) Гидравлическое сопротивление трения на участке:Па.12) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:Па.13) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:Па.Участок 16-17 (прямой патрубок)Число потоков:Z = 1.2) Внутренний диаметр патрубка питательной воды:dвн=0,3м.3) Длина патрубка:l =0,5м.4) Расход питательной воды:Gпв=W=194,44 кг/сек.5) Удельный объём и плотность воды:16-17=0,00119 м3/кг;кг/м3.6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:μпв=Па∙с;νпв= м2/с.7) Скорость питательной воды, м/с, в патрубке определяется по формуле:м/с.8) Число Рейнольдса:.9) Определим относительную шероховатость:11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:Па14) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:.15) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:Па.Участок 9-16 (поворотный патрубок)1) Определяем число потоков:Z=4.2) Длина участка:,м.3) Удельный объём и плотность воды:9-16=0,00118 м3/кг;9-16=1/0,00118=847,46 кг/м3.4) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости воды:μ9-16 =Па∙с;ν9-16= м2/с.5) Скорость питательной воды на участке:w9-16=3,47-1=2,47 м/с.6) Расход питательной воды:Gпв=165,5 кг/с7) Рассчитываем внутренний диаметр коллектора на участке, м:м.7) Число Рейнольдса:.8) Относительная шероховатость:9) Определяем коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.10) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:.11) Гидравлическое сопротивление трения на участке:Па.12) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:Па.13) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:Па.14) Полное гидравлическое сопротивление водяного тракта, Па:.15) Давление питательной воды на выходе из ПВД:;Паа)б) в)Рис. 11. Зависимости коэффициента сопротивления гибов и колен от отношения R/dн:а) для гибов при /dн > 810-4;б) для колен при /dн > 810-4;в) поправка на значение шероховатости, которое меньше принятого:1 – для колен; 2 – для крутоизогнутых гибов при R/dн 1,5;3 – для плавных гибов6.4 Расчёт гидравлического сопротивления парового трактаСхема движения пара в ПВД представлена на рис. 12.Рис.12. Схема движения греющей среды в ПВД:1 – корпус; 2 – кожух зон ОП и ОК; 3 – направляющиеперегородки; 4 – спирали; 5 – конденсатор пара;6 – коллектор подвода пара; 7 - коллектор отвода конденсатаУчасток 0 – 1 (коллектор подвода пара)1) Расход пара через коллектор:D0-1 = Dп=19,76 кг/с.Длина участка:l0-1 = Hпвд - (0,1÷0,2), м,где Hпвд – высота подогревателя; выбирается по [4] Hпвд =9,625м;l0-1 = 9,625 – 0,2=9,425м.Внутренний диаметр коллектора:d0-1 = dвн=0,4 м.Проходное сечение внутри коллектора:, м2; м2.Удельный объём и плотность пара:0-1 = вх=0,083 м3/кг.кг/м3.Температура пара на участке:=341 С.Скорость греющего пара:, м/с; м/с.Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:μ0-1=Па∙с.ν0-1 = м2/с.Давление греющей среды принимаем постоянным на всем протяжении парового тракта, МПа.Число Рейнольдса:.Определяем относительную шероховатость стенки канала:.Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:.13)Гидравлическое сопротивление трения на участке, Па:Па.14)Коэффициент местного сопротивления на участке,следовательно, местное гидравлическое сопротивление на участке.15)Коэффициент сопротивления на ускорение низкотермического потока на участке принимаем = 0, поскольку плотности греющей среды на входе и на выходе участка практически не различаются. Соответственно.16)Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:Па.Участок 1 – 2 (зона ОП)1) Расход пара через участокD1-2 = Dп/2=9,88 кг/с.Длина участка:=0,54 м.Удельный объём и плотность пара:1-2 = 0,0725 м3/кг.кг/м3.Температура пара на участке:С.Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:μ1-2=Па∙с.ν1-2 = м2/с.Скорость греющего пара:м/с.Эквивалентный диаметр короба ОП: м.Число Рейнольдса:.Определяем относительную шероховатость стенки канала.Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:.Гидравлическое сопротивление трения на участке: Па.Сумма коэффициентов местного сопротивления на участке,где выбираются по прил. 4;Местное гидравлическое сопротивление на участке: Па.Коэффициент сопротивления на ускорение низкотермического потока на участке определяется по формуле:,.Потери давления на ускорение низкотермического потока на участке: Па.Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:;Па.Участок 2 – 3 (зона КП)1) Расход пара через участок:D2-3 = Dп=19,76 кг/с.2) Длина участка:, м,м.3) Удельный объём и плотность пара на участке:2-3 = пн=0,062 м3/кг;кг/м3.Температура пара на участке:С.Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:μ2-3=Па∙с.ν2-3 = м2/с.Максимальная скорость греющего пара:, м/с;м.Эквивалентный диаметр межтрубного пространства КП м.Число Рейнольдса:.Определяем относительную шероховатость стенки канала:.Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:.Гидравлическое сопротивление трения на участке:Па.Коэффициент местного сопротивления на участке,где выбираются по прил. 4;Местное гидравлическое сопротивление на участке: Па.Коэффициент сопротивления на ускорение низкотермического потока на участке,следовательно, и потери давления на ускорение низкотермического потока на участке.Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:Па.Участок 3 – 4 (зона ОК)1) Расход греющей среды (конденсата пара) через участок:D3-4 = Dп=19,76 кг/с.2) Длина участка:м.3) Удельный объём и плотность пара на участке:3-4 =0,00115 м3/кг;кг/м3.Температура пара на участке:С.Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:μ3-4=Па∙с.ν3-4 = м2/с.Скорость греющего среды:м/с.Эквивалентный диаметр межтрубного пространства ОК: м.Число Рейнольдса:.Определяем относительную шероховатость стенки канала:.10) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:.11)Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:.12)Гидравлическое сопротивление трения на участке, Па:Па.13)Сумма коэффициентов местного сопротивления на участке:,.14)Местное гидравлическое сопротивление на участке, Па:Па.15)Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:.16)Полное гидравлическое сопротивление парового тракта, Па:Па.17)Давление греющей среды на выходе из ПВД: Па.6.5 Расчёт дроссельных устройств6.5.1 Расчет дроссельного устройства на участке 3-61)Определим потери давления, Па, на участках, параллельных дроссельному устройству 1 (рис. 9):,Па.2) Определим местный перепад давления, кгс/м2, на суживающем устройстве дроссельной шайбы 1:,где ,где d – внутренний диаметр дроссельной шайбы 1; Dвн – внутренний диаметр трубопровода, в котором установлена дроссельная шайба (раздающий коллектор ОК);Dвн = d1-2.Па.3) Расход воды через дроссельную шайбу:, кг/с, кг/с.4) Вспомогательный параметр:,.5) По найденному значению вспомогательного параметра Х по рис. 13 определяемd/Dвн, откуда d = Dвн ∙(d/Dвн), м,м.6.5.2 Расчет дроссельного устройства на участке 9-161)Определим потери давления на участках, параллельных дроссельному устройству 2 (рис. 8):,Па.2) Определим местный перепад давления, кгс/м2, на суживающем устройстве дроссельной шайбы 2.3)Расход воды через дроссельную шайбу:кг/с.4) Вспомогательный параметр:.5) По найденному значению вспомогательного параметра Х по рис. 13 уточняем d/Dвн и определяемd = 0,17 ∙0,24=0,041 м.Рис. 13. Зависимость для расчета дроссельных устройствВыводВ данной работе были определены параметры питательной воды, греющего пара и конденсата в характерных точках рабочего процесса подогревателя высокого давления, расход пара на ПВД, рассчитаны дроссельные устройства, а так же следующие характеристики:Общая площадь нагрева F=471,7 м2;Потери давления по питательной воде=0,337 МПа;Потери давления по греющей среде=0,02 МПа;Давление питательной воды на выходе из ПВД=21,66 МПа;Давление греющей среды на выходе из ПВД=3,48 МПа.Библиографический списокАлександров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. ГСССД P-776-98. – М.: Издательство МЭИ. 1999. 164 с.Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. – М.: Машиностроение, 1987. – 440 с.Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Госэнергоиздат, 1960. – 464 с.Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975. 345 с.Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Лавыгин В.М. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 216 с.РТМ 24.271.23-74 Расчёт и проектирование поверхностных подогревателей высокого и низкого давления. – М., МТЭ и ТМ, 1974, 120 с.Теплообменное оборудование паротурбинных установок: Отраслевой каталог, часть 2. М., 1989. 110 с.ПриложенияПриложение 1Поверхностные подогреватели высокого давления системы регенерации паровых турбинТипоразмерподогревателяПлощадь поверхности теплообмена, м2Рабочее давление, МПаНоминальный массовый расход воды, т/чРасчетный тепловой поток,10-6 , ВтМаксимальнаятемперату-ра нагрева, СГидравличес-кое сопротивление при номинальном расходе воды, МПаГабаритные размеры, ммПолнаяЗоны ОПЗоны ОКВоды в трубнойсистемепарав корпусевысотадиаметр корпусаПВ-350-230-36-I35031,642,1172,5537515,24300,2170001548Приложение 2Характеристика спиральных трубных элементов подогревателей высокого давленияТипоразмер подогревателяНаружный диаметр и толщина стенки трубы, ммЧисло плоскостей навивки одной трубы, штСуммарное число витков трубы в одной плоскости навивки, штСуммарная развернутая длина трубы одной спирали, ммСуммарная поверхность спирали, м2Наружный диаметр бухты спирали, мДиаметр внутренних витков бухты спирали, мКоличество спиральных элементов в подогревателе и зонах, штПВД в целом (при числе коллекторов)ОККПОПдополнительной ОП12345678910111213Электрические станции на органическом топливеПВ-350-230-36-I3242613,571,360,580,2244 (4)4817224Приложение 3Характеристика присоединений подогревателей высокого давленияТипоразмерподогревателяА – входпитательной водыБ – выход питательной водыВ – вход греющего параГ – выход конденсата греющего пара12345Тепловые электрические станцииПВ-350-230-36-I250; 20024522250; 2002452264; 20064; 1001084,5Примечание. Каждое присоединение характеризуется следующими значениями параметров: 1 – р (кгс/см2); 2 – Dy (мм); 3 – диаметр и толщина стенки патрубка (мм)Приложение 4Значения коэффициентов местного сопротивленияВид сопротивленияКоэффициентсопротивления мПоворот с ударом во входной или выходной свободных камерахПоворот на 180 из одной секции в другую черезпромежуточную свободную камеруВход из патрубка в межтрубное пространство подуглом 90 к потокуПоворот на 180 через перегородку в межтрубномпространстве (по скорости в узком сеченииВыход из межтрубного пространства в патрубок под углом 90 (по скорости в патрубке)Вход в трубы из камеры (сужение потока)Выход из труб в камеру (расширение потока)Поворот потока на 180 в U-образной трубкеКруглые змеевики (n– число витков спиралей в зоне)1,52,51,51,51,00,51,00,50,5nПриложение 5Значения коэффициентов местного сопротивлениявхода потока из коллектора в трубыТип коллектораКоэффициентсопротивления мРаздающий с торцевым или угловым подводомпри числе поперечных рядов труб вдоль коллекторане более 10То же, при числе рядов труб вдоль коллектора более 15Собирающий с торцевым отводом (сопротивление выхода из коллектора)Собирающий с угловым отводом0,71,4