Расчет основных параметров подогревателей высокого давления - Физика и энергетика контрольная работа

Главная

Физика и энергетика
Расчет основных параметров подогревателей высокого давления

Общая характеристика и расчет основных параметров подогревателей высокого давления. Определение рабочих моментов собственно подогревателя, охладителя пара и конденсата. Изучение схемы движения теплообменивающихся сред в исследуемом подогревателе.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Подогреватели высокого давления предназначены для регенеративного подогрева питательной воды за счет охлаждения и конденсации пара.
Конструктивно все подогреватели высокого давления выполняются вертикальными, коллекторного типа. Поверхность теплообмена набирается из свитых в плоские спирали гладких труб наружным диаметром 32 мм, присоединенных к вертикальным раздающим и собирающим коллекторным трубам. Основными узлами подогревателя являются корпус и трубная система. Все элементы корпуса выполняются из качественной углеродистой стали 20К. Верхняя объемная часть корпуса крепится фланцевым соединением к нижней части. Гидравлическая плотность соединения обеспечивается предварительной приваркой к фланцам корпуса и днища мембран, которые свариваются между собой по наружной кромке и другими методами. Само фланцевое соединение крепится шпильками. Конструкция трубной системы включает в себя четыре или шесть коллекторных труб для распределения и сбора воды. В нижней части корпуса устанавливаются специальные развилки и тройники для соединения коллекторных труб с патрубками подвода и отвода питательной воды.
После входного патрубка поток питательной воды разветвляется по раздающим коллекторам. Диафрагмы, установленные в этих коллекторах, разделяют потоки в зонах охладителя конденсата и пара. После нагрева части потока в зоне охладителя конденсата происходит смешение его с основным потоком питательной воды. Весь поток питательной воды поступает в собирающие коллекторы, откуда одна часть ее поступает непосредственно в выходной патрубок, а другая пройдя через трубы охладителя пара.
Греющий пар подводится через паровой штуцер. При нижнем подводе паровая труба, соединяющая этот штуцер с охладителем пара, помещается
в отдельном кожухе, защищающем ее от переохлаждения. Спиральные элементы теплообменной поверхности охладителя конденсата и пара располагаются в специальных кожухах, в которых с помощью системы промежуточных перегородок в межтрубном пространстве создается направленное движение потоков пара и конденсата.
В корпусе охладителя пара перегретый пар омывает трубный пучок в несколько ходов и передает питательной воде теплоту перегрева. Из охладителя пара поток пара поступает в подогреватель и распределяется по всей высоте его поверхности. Конденсат пара с помощью перегородок, установленных в межтрубном пространстве, отводится за пределы трубного пучка и вдоль стенок корпуса стекает в охладитель конденсата. Над верхним днищем кожуха охладителя устанавливается специальная перфорированная труба, через которую из подогревателя отводятся неконденсирующиеся газы.
У ПВД горизонтального типа поверхность теплообмена представляет собой два разделенных направленных в противоположные стороны U-образных трубных пучка. В центре корпуса расположена общая цилиндрическая водяная камера с двумя трубными досками. В подогревателе отсутствует охладитель перегрева, а поверхность охладителя конденсата выделена в нижней части трубных пучков. Греющий пар поперечным потоком омывает горизонтально расположенные трубки и конденсируется на их поверхности. Конденсат пара отводится в кожух охладителя конденсата, где передает теплоту питательной воде при продольно-встречном омывании трубок.
Все подогреватели высокого давления помимо автоматического устройства регулирования уровня конденсата в корпусе, которым оснащены и ПНД, имеют также автоматическое защитное устройство. Назначение этого устройства - защита турбины от попадания воды в случае превышения уровня ее в корпусе в результате разрыва труб, появления свищей в местах сварки и других причин.
Поддержание нормального уровня конденсата в корпусе каждого из подогревателей в заданном диапазоне осуществляется регулирующим клапаном путем изменения количества конденсата, каскадно сбрасываемого в подогреватель более низкого давления. При превышении допустимого нормального уровня открывается клапан аварийного сброса конденсата. При дальнейшем повышении уровня сверх так называемого первого аварийного предела приборы защиты дают команду на включение клапана с электромагнитным приводом, закрывающего доступ питательной воды к ПВД и направляющего ее по байпасному трубопроводу в котельный агрегат. При достижении уровнем конденсата второго аварийного предела приборы защиты дают команду на отключение питательных насосов и останов энергоблока.
Защитное устройство предусматривает одно на группу ПВД. Однако подача импульсов по уровню конденсата на него предусмотрена от каждого корпуса подогревателя. При срабатывании защиты все ПВД отключаются по питательной воде.
1. Расчёт основных параметров ПВД
подогреватель давление охладитель конденсат
Параметры греющего пара: давление р п =38,9 бар; температура t п =295 0 С; энтальпия i п =2945 кДж/кг;
Давление пара в собственно подогревателе: р / п =38,4 бар; температура насыщения t н с.п. =248 0 С; энтальпия конденсата за собственно подогревателем i н с.п. =1076,1 кДж/кг; энтальпия пара поступающего в собственно подогреватель i / п =2802 кДж/кг; температура пара t / п =262,2 0 С.
Параметры питательной воды: давление p п.в. =32 МПа; температура на входе в охладитель конденсата t в =195,6 0 С; энтальпия воды на входе в охладитель конденсата
i в =834,4 кДж/кг; температура конденсата на выходе из охладителя t др =210,1 0 С; энтальпия
Энтальпия конденсата ПВД 9 i др9 =1065,9 кДж/кг, расход его D п9 =28,841 кг/с.
D п (i / п -i др )з=G п.в. (i c .п. -i в )
Энтальпия воды на выходе из собственно подогревателя при р=32 МПа и температура t с.п. =t // с.п .-х. При х=4,5 0 С имеем t с.п. =248-4,5=243,5 0 С; i с.п. =1051,9 кДж/кг.
D п =420*(1051,9-834,4)*0,99/(2802-897,7))=47,491 кг/с;
Определим температуру воды на выходе из охладителя конденсата, на входе в собственно подогреватель и на выходе из охладителя пара. Из уравнения теплового баланса для охладителя конденсата:
D п (i // с.п. -i др )+G п.в. (i др9 . -i др )=G о.д.. (i о.д. -i в )
Имеем: i о.д. =i в +D п (i // с.п. -i др )+G п.в. (i др9. -i др )з/ G о.д. =834,4+47,491*(1076,1-897,7)*0,99/60+28,841 (1065,9-897,7)*0,99/60=1056,5 кДж/кг и t о.д. =244 0 С;
Энтальпия воды на входе в собственно подогреватель:
i / о.д. =i в +G о.д. (i о.д. -i в )/G п.в. =834,4+60*(1056,5-834,4)/420=866,1 кДж/кг;
Температура воды на входе в собственно подогреватель: i / о.д. =203 0 С;
Энтальпия воды на выходе из пароохладителя при расходе G о.п. =0,7*D п =
=33,24 кг/с: i п.о. =i с.п. +D п (i п -i / п )з/G о.п. =1051,9+47,491 (2945-2802)*0,99/33,24=1254,17 кДж/кг.
Q о.д. =D п (i / п -i др )з=47,491*(1051,9-834,4)*0,99=13326 кВт;
Q о.п. =D п (i п -i о.п. )з=47,491*(2945-2802)*0,99=6723,5 кВт;
Q с.п.. =D п (i / п -i с.п. )з=47,491*(2802-1051,9)*0,99=81964 кВт;
Средняя логарифмическая разность температуры в подогревателе:
Дt ср =((t // c .п. -t / о.д. ) - (t н с.п. - t с .п. ))/(ln (t // c .п. -t / о.д. )/(t н с.п. - t с .п. ))= ((248-203) - (248-243))/
/(ln (248-203)/(248-243,5))=17,6 0 С;
Для определения коэффициента теплоотдачи от стенок труб к воде необходимо установить режим движения её. Скорость воды в трубах принимается в пределах 1,3-1,8 м/с.
Для скорости 1,5 м/с и соответственно средней температуре воды
Дt т =(t с.п. +t / о.д. )/2=(243,5+203)/2=223,25 0 С;
Коэффициент теплоотдачи Ь 2 для этих условий определяется:
Ь 2 =0,023*л*Re 0.8 *Pr 0.4 /d=0.023*0.6411*(32.65*10 4 ) 0.8 *(0.885) 0.4 /0.032=17632 Вт/м 2 *К.
Термическое сопротивление стенки труб:
При t ср ст =0,5*(t н + Дt т )=0,5*(248+223,25)=235,6 0 С;
Отсюда: Дt= Дt 1 + Дt 2 + Дt 3 =(q/b) 4/3 +R ст *q+q/Ь 2 =6.5*10 -6 *q 4/3 +5.36*10 -5 * *q+5.67*10 -5 *q
При различных значениях q, строим зависимость Дt=f(q):


Коэффициент теплоотдачи в собственно подогревателе в этих условиях:
к= q/Дt c р =52*10 3 /17,6= 2954 Вт/м 2 *К
F=81964,7*10 3 /(2 954*17.6)=1576 м 2
Практически поверхность нагрева должна быть несколько выше за счёт возможности загрязнений поверхности, коррозии и т.п. Принимаем F с.п. =1584.
При принятой скорости воды в трубах, число спиралей собственно подогревателя:
N=G п.в. *н/(0,785*щ*d вн 2 )=420*0,001215/(0,785*1,5*0,022 2 )=895
Практически число спиралей принимается кратным произведению числа секции и числа рядов в каждой секции, т.е. 6*12=72, тогда N=864 шт.
l=1584/(864*р*0.032)=F с.п. /(N*р*d н )=18 м
Тепловая нагрузка охладителя пара Q о.п. =6723 кВт, расход пара 47,491 кг/с, а расход питательной воды G п.в. =33,24 кг/с.
Если размеры спиралей охладителей пара такие же как и в собственно подогревателе, тогда сечение для прохода пара: F=l*0.004* в =18*0.004* 0.98=0.071 (м 2 ).
(здесь в=0,98 учитывает часть длины труб, участвующих в теплообмене, а 0,004 - расстояние между трубами).
При двух потоках скорость пара в охладителе:
щ п =D п *н/(2*F)=47,491*0.05889/(2*0.071)=19.7 м/с
н - средний удельный объём пара при его средней температуре.
Re=щ п *d э /н п =19,7*0,142/(8,37*10 -7 )=3,34*10 6
т.е. значение коэффициента теплоотдачи от пара к стенке труб следует определять из выражения:
б 1 =0,027*л п *Re 0.84 *Pr 0.4 /d э =0,027*0,0548*(3,34*10 6 ) 0,84 *(1,157) 0,4 /0,142=
При t ср =(t п.о. +t c .п. )/2=(283,5+243,5)/2=263,5 0 С и р п.в. =32 МПа.
Скорость воды в трубах при двухпоточной схеме принимаем равной
Тогда: Re=1,5*0,02/(0,63*10 -6 )=184 040 и отсюда следует, что:
б 2 =0,023*0,599*(184 040) 0,8 *(1,05) 0,4 /0,02=11580 Вт/м 2 К.
Средний температурный напор в охладителе пара:
Поверхность нагрева охладителя пара:
F о.п. =6723,5*10 3 /(18,1*1 336)=278 м 2
Число змеевиков охладителя пара с учётом в:
N=F/(в*l*р*d н )=278/(0.98*18*3.14*0.032)=182
Тепловая нагрузка охладителя конденсата Q о.д. =13326 кВт.
Средняя температура конденсата в межтрубном пространстве:
t к ср =((28,841*245,8+47,491*248)/76,332+210,1)*0,5=228,6 0 С.
Сечение для прохода конденсатора в охладителе принимается таким же, как и в охладителе пара, т.е. 0,071 м 2 . Тогда скорость конденсата в межтрубном пространстве:
щ к =(76,332*0,001302)/0,071=1,39 м/с
Значение числа Рейнольдса при найденной скорости равно 84859, а коэффициент теплоотдачи:
б 1 =0,023*0,598*(84859) 0,8 *(0,87) 0,4 /0,142=11459,68 Вт/м 2 К
Средняя разность температур в трубах охладителя:
Значение коэффициента теплопередачи от стенки к воде определяется при скорости щ в =2 м/с и температуре t ср о.д. =199,3 0 С:
б 2 =0,023*0,601*(2*0,02/(0,158*10 -6 )) 0,8 *(0,93) 0,4 /0,02=15654 Вт/м 2 К
Коэффициент теплопередачи в охладителе конденсата:
Средний температурный напор в охладителе:
Поверхность теплообмена охладителя конденсата:
F о.д. =(13326*10 3 )/(3152*22,3)=189,5 м 2
5. Схема движения теплообменивающихся сред в ПВД
Схемы а) изменения температур в подогревателе,
б) движения теплообменивающихся сред в ПВД
Принципиальная схема движения теплообменивающихся сред в зонах ПВД представлена на рис. 2, б. Через охладитель конденсата проходит весь поток питательной воды или ее часть, ограничиваемая установкой шайбы.
Включение зоны охлаждения пара может быть различным. Например, возможно включение охладителя пара всех или какого-либо отдельного подогревателя параллельно по ходу воды всем или некоторым подогревателям.
Смешение потока воды, проходящего через каждый охладитель пара, с потоком питательной воды происходит на входе в паровой котел. Такая схема включения носит название схемы Рикара-Никольного. Может быть использована другая схема, когда охлаждение пара происходит потоком воды, направляемым в паровой котел после всех подогревателей (схема Виолен). Может быть применена последовательная схема включения всех зон, и возможна комбинированная схема.
Во всех случаях через охладитель пара пропускается только часть питательной воды, а другая ее часть байпасируется помимо охладителя с помощью ограничивающей шайбы.
6 . Ср авнение полученных результатов со справочными данными
Согласно справочным данным полная площадь поверхности теплообмена ПВД равна 1898 м 2 . После расчета полная площадь поверхности теплообмена ПВД получилась 2051,5 м 2 . Разница не очень значительна, и появилась в результате погрешностей в определении параметров пара и воды.
Характеристика турбоустановки К-800-240-5. Краткое описание подогревателей высокого давления. Тепловой расчет собственно подогревателя, охладителя пара и конденсата. Значения площадей, полученные в результате расчета, их сравнение с табличными значениями. курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.11.2013
Краткое описание тепловой схемы турбины Т-110/120–130. Типы и схемы включения регенеративных подогревателей. Расчет основных параметров ПВД: греющего пара, питательной воды, расход пара в подогреватель, охладителя пара, а также охладителя конденсата. курсовая работа [340,5 K], добавлен 02.07.2011
Краткая характеристика подогревателя высокого давления ПВД-5 турбины ПT-135/165-130/15. Определение его основных параметров: расхода воды, температуры, теплоперепадов, тепловых нагрузок охладителя пара и конденсата, площадей поверхностей теплообмена. курсовая работа [187,1 K], добавлен 04.07.2011
Краткая характеристика турбоустановки. Схема движения теплообменивающихся сред. График изменения температур в теплообменнике. Графоаналитическое определение плотности теплового потока в зависимости от температурного напора. Расчет охладителя пара. курсовая работа [181,6 K], добавлен 28.06.2011
Краткая характеристика подогревателя турбины К-1000–60/3000, ее структура и основные элементы, принцип работы и назначение. Схема движения сред. Определение тепловых нагрузок в ОП, СП, ОК. Тепловой расчёт собственно подогревателя и охладителя конденсата. курсовая работа [159,8 K], добавлен 02.07.2011
Компрессор наружного контура (вентилятор), низкого и высокого давления. Камера сгорания, турбина высокого и низкого давления. Удельные параметры двигателя и часовой расход топлива. Проектный расчет основных параметров компрессора высокого давления. курсовая работа [593,1 K], добавлен 24.12.2010
Определение параметров ядерного реактора АЭС, теплообменивающихся сред в парогенераторе, цилиндров высокого и низкого давления турбоагрегатов. Компоновочные и конструктивные особенности главного конденсатора и расчет поверхности его теплопередачи. контрольная работа [501,3 K], добавлен 18.04.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет основных параметров подогревателей высокого давления контрольная работа. Физика и энергетика.
Дипломная работа по теме Статус потерпевшего в уголовном процессе
Курсовая работа: Види та методи економічного аналізу
Методы Шифрования Данных Реферат
Сочинение На Тему Осень Золотая Пора
Реферат по теме Виды форм собственности предприятий
Контрольная Работа На Тему Единый Социальный Налог
Дипломная работа по теме Сертификация и аккредитация
Дневник Практики Подготовительная Группа
Доклад по теме Травкин Михаил Ильич
Реферат по теме Относительное сравнение образа и слова в рассказе Ю. Тынянова "Подпоручик Киже"
Курсовая работа: Місце соціальної психології в системі наукового знання і суспільної практики
Реферат: Вакцины нового поколения. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа На Тему Денежный Рынок
Рассказ О Родном Человеке Сочинение
Шпаргалка: Экология
Курсовая работа по теме Христианская топография Херсонеса
Конкурс Большая Перемена Пример Эссе
Конкуренция И Концепции Выживания Организации Курсовая Работа
Курсовая Работа На Тему Социальные Меры Предупреждения И Преодоления Наркомании
Полное Собрание Сочинений Пелевина Скачать
Розрахунок стрижневої системи зі скінченним числом ступенів свободи на вільні та вимушені коливання - Строительство и архитектура курсовая работа
Патофизиология иммунной системы - Биология и естествознание реферат
Роль національного агентства у протидії адміністративним корупційним правопорушенням - Государство и право статья