Тепловой расчет вертикального подогревателя питательной воды низкого давления

Тепловой расчет вертикального подогревателя низкого давления

 

 

Иркутск 2009

Содержание

1. Введение

2. Задание

3. Тепловой расчет вертикального подогревателя питательной воды низкого давления

4. Первое приближение

5. Второе приближение

6. Третье приближение

7. Четвертое приближение

8. Определение диаметра барабана

9. Дополнительное задание

10.Список литературы

1. Ведение

 

Назначение регенеративных подогревателей питательной воды низкого давления и подогревателей сетевой воды – использование в качестве греющей среды пара промежуточных отборов турбин для снижения потерь теплоты в конденсаторах и повышения термического КПД тепловых электрических станций и ТЭЦ.

На отечественных турбоустановках используются, главным образом, поверхностные подогреватели питательной воды вертикального типа. Один из таких подогревателей (ПН-700-29-7-1) представлен на рис. 1. Маркировка подогревателей отражает следующие данные: буквенное обозначение – назначение аппарата (ПН – подогреватель питательной воды низкого давления), первое число – площадь поверхности теплообмена (700 м²), второе и третье числа – соответственно давление воды в трубах и пара в корпусе аппарата, четвертое число – модификация аппарата (1). В качестве греющей среды используется перегретый пар промежуточных отборов турбин. В некоторых случаях, при высокой максимальной температуре пара в подогревателях, предусмотрен специальный отсек для охлаждения перегретого пара (ОП). В этом отсеке, площадь поверхности теплообмена, которого обычно не превышает 10-15% от всей поверхности теплообмена, пар охлаждается до температуры, превышающей температуру насыщения на 10-15 °С. Большая часть подогревателей состоит только из одной секции теплообмена – зоны конденсации пара (КП), где происходит охлаждение пара и его полная конденсация на наружной поверхности вертикальных труб, внутри которых движется нагреваемая питательная вода. Внутри трубной системы 4 установлены поперечные перегородки 5 для организации многоходового перекрестного движения пара.

Вода (основной конденсат) поступает по патрубку А в водяную камеру 1, которая имеет перегородки для организации многоходового движения воды. Число ходов воды в U-образных трубках 4 ПНД обычно – четыре или шесть. Концы трубок завальцованы в трубной доске 2, которая жестко прикреплена к корпусу 3 и подвешена на своде водяной камеры с помощью анкерных болтов.

Подогретая питательная вода выходит из водяной камеры по патрубку Б (на рис 1. он показан в створе с патрубком А). Пар поступает в подогреватель по патрубку В. Давление пара в ПНД не должно превышать на ТЭС 0,98 МПа, а на АЭС – 1,57 МПа, нагреваемого конденсата на ТЭС – 3,14 МПа, а на АЭС – 4,12 МПа. Трубная система 4 набирается из U – образных трубок диаметром 16х1 мм. Внутри корпуса установлены промежуточные перегородки 5 для организации поперечного многоходового движения пара. На рис 1. показан также патрубок Д для поступления дренажа из других ПНД. В расчетах по данной работе теплообмен при смешивании конденсатов не рассматривается.

 

Задание

Условие. Питательная вода при давлении  с расходом  и скоростью  подается в подогреватель низкого давления (ПНД) с температурой  и, совершив по латунным трубам(латуньЛ68, , диаметр 16х1 мм) m ходов, выходит из аппарата с температурой . Греющей средой является перегретый пар с давлением  и температурой , который проходит в межтрубном пространстве и конденсируется на наружной поверхности труб.

Определить. Площадь поверхности теплообмена подогревателя, количество и длину труб, диаметр корпуса аппарата. Теплопотери с наружной поверхности подогревателя  принять равными 1% теплоты, отдаваемой паром . Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.

 

Вариант	Греющая среда – пар		Нагреваемая среда – питательная вода						ДЗ
	, МПа	, °С	, МПа	, кг/с	,м/с	, °С	, °С	m
7	0,8	300	2,6	208,3	1,9	135	165	4	1

 

Тепловой расчет вертикального подогревателя питательной воды низкого давления

Определение мощности теплового потока:

 

При

 

 

Тепловой поток отдаваемый паром:

 

,

 

где h=0,99 т.к. потери тепла 1%

 

 

Средний температурный напор:

 

 

Определение количества труб в пучке:

 

При

 

 

Первое приближение

 

Пусть коэффициент теплоотдачи k=3000

 

Рассчитать площадь поверхности теплообмена:

 

Рассчитать длину труб:

 

Второе приближение