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=0,3 м.2) Число потоков: Z = 4.3) Длина патрубка: l =0,5 м.4) Расход питательной воды: Gпв=W=194,44 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

14−15=0,126 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=0,119 м3/кг;15−16=1/0,119=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=0,3 м.3) Длина патрубка: l =0,5 м.4) Расход питательной воды: Gпв=W=194,44 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

16−17=0,119 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=0,118 м3/кг;9−16=1/0,118=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 тракта.

Схема 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 конденсата.

Участок 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 =9,625 м;l0−1 = 9,625 — 0,2=9,425 м.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 =0,115 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 устройств.

ВыводВ 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 список.

Александров 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.Приложения.

Приложение 1Поверхностные подогреватели высокого давления системы регенерации паровых турбин.

ТипоразмерподогревателяПлощадь 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, мм.

ПолнаяЗоны ОПЗоны ОКВоды в трубнойсистемепарав корпусевысотадиаметр корпуса.

ПВ-350−230−36-I35031,642,1172,5 537 515,24300,2 170 001 548.

Приложение 2Характеристика спиральных трубных элементов подогревателей высокого давления.

Типоразмер подогревателя.

Наружный диаметр и толщина стенки трубы, мм.

Число плоскостей навивки одной трубы, шт.

Суммарное число витков трубы в одной плоскости навивки, шт.

Суммарная развернутая длина трубы одной спирали, мм.

Суммарная поверхность спирали, м2Наружный диаметр бухты спирали, мДиаметр внутренних витков бухты спирали, мКоличество спиральных элементов в подогревателе и зонах, шт.

ПВД в целом (при числе коллекторов) ОККПОПдополнительной ОП12 345 678 910 111 212.

Электрические станции на органическом топливе.

ПВ-350−230−36-I3242613,571,360,580,2244 (4)4817224.

Приложение 3Характеристика присоединений подогревателей высокого давления.

ТипоразмерподогревателяА — входпитательной воды.

Б — выход питательной воды.

В — вход греющего пара.

Г — выход конденсата греющего пара12 345.

Тепловые электрические станции.

ПВ-350−230−36-I250; 20 024 522 250; 2 002 452 264; 20 064; 1 001 084,5Примечание. Каждое присоединение характеризуется следующими значениями параметров: 1 — р (кгс/см2); 2 — Dy (мм); 3 — диаметр и толщина стенки патрубка (мм)Приложение 4Значения коэффициентов местного сопротивления.

Вид сопротивления.

Коэффициентсопротивления мПоворот с ударом во входной или выходной свободных камерах.

Поворот на 180 из одной секции в другую черезпромежуточную свободную камеру.

Вход из патрубка в межтрубное пространство подуглом 90 к потоку.

Поворот на 180 через перегородку в межтрубномпространстве (по скорости в узком сечении.

Выход 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 трубке.

Круглые 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 трубы.

Тип коллектора.

Коэффициентсопротивления 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.