Бродов - КОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ПАРОВЫХ ТУРБИН. Энергетика и энергомашиностроение и специальности Турбостроение москва энергоатомиздат 1994 ббк 31. 363 Б
 Скачать 1.86 Mb.
|
|
ЮМ. Бродов РЗ.Савельев КОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ПАРОВЫХ ТУРБИН Рекомендовано Государственным комитетом Российской федерации по высшему образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению Энергетика и энергомашиностроение и специальности «Турбостроение» МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1994 ББК 31.363 Б УДК 621.165.013 Рецензенты кафедра МЭИ Паровые и газовые турбины (завкафедрой профессор, доктор техн. наук АД. Трухний), профессор, доктор техн. наук Г Г. Шкловер, доцент, кандидат техн. наук Б. Э Капелович Бродов Ю. М, Савельев Р. 3. Б Конденсационные установки паровых турбин Учебн. пособие для вузов. М Энергоатомиздат, 1994.— 288 сил В книге рассмотрены теоретические основы процесса теплообмена в конденсаторах паровых турбин. Изложены методики тепловых, гидродинамических и прочностных расчетов конденсаторов. Рассмотрены вопросы проектирования, изготовления, элементы монтажа и основы эксплуатации. Приведены конструкции, характеристики и условия работы насосов конденсационной установки. Освещены перспективы развития и совершенствования конденсационных установок. Книга рассчитана на студентов вузов, обучающихся по энергомашиностроительным и теплоэнергетическим специальностям. ББК 31.363 I S B N 5 - 2 8 3 - 0 0 1 6 2 - 8 © Авторы, 1994 ПРЕДИСЛОВИЕ Предлагаемое вниманию читателей учебное пособие "Конденсационные установки паровых турбин" рассчитано насту дентов вузов, обучающихся по специальностям 10.14.00 — "Тур бостроение", 10.05.00 — "Тепловые электрические станции, 10.10.00— "Атомные электрические станции и установки. При подготовке настоящего учебного пособия авторами учтен опыта также положения методики построения и изложения материала, использованные при написании ранее изданных учебных пособий по конденсационными установкам паровых турбин В. П. Блюдова, С. С. Бермана, И. Н. Кирсанова и др. Авторы стремились отразить современные систематизированные представления по вопросам теплового и гидродинамического расчетов конденсаторов, конструкции конденсаторов различных турбинных заводов, основы эксплуатации конденсационных установок, а также ряд перспективных разработок, направленных на совершенствование конденсационных установок в целом. При этом авторы исходили их предпосылки, что учебное пособие является в определенной степени дополнительным материалом для изучения студентами либо отдельных разделов дисциплин, либо отдельных вопросов по ряду специальных курсов. При написании пособия по ряду принципиальных вопросов авторами отражены различные точки зрения специалистов на методики расчета, конструктивные решения, методы повышения эффективности, перспективные разработки и др. При работе над книгой авторы широко использовали современную научно-техническую литературу по тепловыми атомным электростанциям, паровым турбинами паротурбинным установкам. Использованы также отдельные материалы турбинных заводов и результаты исследований по различным элементам конденсационных установок, выполненных в научно-иссле¬ довательских институтах (НПО ЦКТИ, ВТИ, ИТФ СО РАН и др, АО ОРГРЭС и на кафедрах технических университетов страны. Структура учебного пособия полностью соответствует разделам типовых учебных программ дисциплин "Паро- и газотурбинные установки, "Турбины и насосы АЭС, "Турбины ТЭС и АЭС" и базируется на знании таких дисциплин, как "Термодинамика, "Теплопередача, "Гидрогазодинамика", "Сопротивление материалов" и др. Пособие может быть использовано 3 студентами при курсовом и дипломном проектировании, атак же при прохождении производственной практики. Для лучшего усвоения теоретического материала и получения практических навыков представлен ряд примеров тепловых и гидродинамических расчетов. По каждому разделу сформулированы контрольные вопросы для самопроверки. Список литературы включает только те источники, которые необходимы читателю для более глубокого изучения отдельных вопросов. Авторы благодарны работникам ТМЗ, ЛМЗ, ХТЗ, КТЗ и НПО ЦКТИ, оказавшим помощь в получении необходимых материалов, а также в обсуждении отдельных разделов книги. Главы 1, 2 (кроме §2.6), гл. 3 (кроме §3.9 игл написаны Ю. М. Бродовым, гл. 4, 5 и §3.10 — Р. 3. Савельевым, §2.6 — совместно Ю. М. Бродовым и МА. Ниренштейн, §3.9 — совместно Ю. М. Бродовым и П. Н. Плотниковым. Авторы благодарят проф. АД. Трухния, проф. Г. Г. Шклове- ра и доцента Б. Э. Капеловича за ценные советы и замечания при подготовке рукописи к изданию, инженера ЛИ. Локалову за помощь при ее оформлении. Замечания по учебному пособию будут приняты с благодарностью, их следует направлять по адресу 113114, Москва, М, Шлюзовая наб, 10, Энергоатомиздат. Авторы Глава первая ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНДЕНСАЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ 1.1. Назначение и состав конденсационной установки паровой турбины Одним из основных способов достижения высокого термического КПД паротурбинной установки является понижение параметров пара за турбиной. С понижением давления и температуры отработавшего в турбине пара уменьшается количество теплоты, передаваемой холодному источнику, что, как известно из термодинамики, при неизменных параметрах свежего пара повышает мощность турбины (за счет увеличения теплоперепа- дана нее) и экономичность цикла в целом. Иллюстрацией этому служит рис. 1.1, где на Т, диаграмме изображены два идеальных тепловых цикла Ренкина, отличающиеся между со- Рис. 1.1. Сопоставление идеальных тепловых циклов ПТУ с разными конечными давлениями пара в Т, диаграмме 5 бой только конечным давлением пара. Площадь фигуры abcdea полезная работа цикла, относящейся к циклу с меньшим давлением отработавшего в турбине пара, больше площади фигуры a 1 b сна площадь заштрихованной фигуры а а 1 е 1 е а. В табл. 1.1 в качестве примера представлены данные по изменению мощности турбин и экономичности ПТУ при изменении давления пара за турбиной и неизменных параметрах свежего пара. Как показывают эти данные, при изменении давления за турбиной на 1 кПа экономичность паротурбинных установок ТЭС изменяется примерно на 1%, а для АЭС это изменение достигает 1,5—2,0%. Большее изменение в экономичности паротурбинных установок АЭС определяется тем, что для турбин с малым теплоперепадом, в частности для турбин насыщенного пара, относительное изменение перепада оказывается большим. Таблица 1.1. Изменение мощности турбин и экономичности ПТУ при изменении давления отработавшего пара на ±1 кПа Марка турбины К ЛМЗ К-100-90ЛМЗ Т ТМЗ К-200-130ЛМЗ Т ТМЗ К-300-240-ЛМЗ К-300-240-ХТЗ К-500-240-ХТЗ К ХТЗ К ЛМЗ К ХТЗ К ХТЗ К ХТЗ (3 ЦНД) Номинальная мощность турбины, МВт 50 100 120* 200 300* 300 300 500 750 800 500 220 1000 Изменение мощности турбины, МВт 0,45 0,90 1,25 1,90 1,83 2,76 3,34 3,88 8,91 4,94 8,00 4,06 12,75 Изменение экономичности ПТУ % 0,90 0,90 0,73* 0,95 0,70* 0,92 1,11 0,78 1,19 0,62 1,60 1,85 1,28 * На конденсационном режиме работы. Понижение параметров пара за турбиной обычно осуществляется до давления, ниже барометрического, для чего необходимо обеспечить конденсацию отработавшего в турбине пара. Этой цели и служит конденсационная установка, которая, кроме вышеуказанного назначения, обеспечивает также получение 6 Рис. 1.2. Принципиальная схема конденсационной установки 1 — конденсатор 2 — циркуляционный насос 3 — конденсатосборник; 4 — конденсатный насос 5 — воздушный насос (эжектор А — подвод рабочего тела парили вода Б — пар из турбины В — в систему регенерации чистого конденсата для питания парового котла (парогенератора, замыкая цикл. Принципиальная схема конденсационной установки приведена на рис. 1.2. Пар, отработавший в турбине, направляется в конденсатор 1, представляющий собой, как правило, горизонтальный кожухот- рубный теплообменный аппарат, в котором происходит его конденсация. Процесс конденсации совершается за счет отнятия у пара теплоты конденсации при постоянном давлении. Для отвода теплоты, выделяющейся при конденсации пара (теплоты фазового перехода, через трубы конденсатора, образующие поверхность охлаждения, циркуляционным насосом 2 непрерывно прокачивается охлаждающая среда. В зависимости от вида охлаждающей среды конденсаторы подразделяются на водяные (охлаждающая среда — вода) и воздушные (охлаждающая среда — воздух. Воздушные конденсаторы по ряду причин пока не получили широкого распространения, перспективные разработки в этой области описаны в гл. 7. Абсолютное большинство современных ПТУ имеют водяные конденсаторы, для охлаждения которых используются как естественные, таки специально созданные источники воды. Конденсат, образовавшийся в результате конденсации пара, 7 стекает в конденсатосборник 3, откуда откачивается конденсат - ным насосом 4 и подается в систему регенерации. Поступающий в конденсатор из турбины пар всегда содержит воздух, который попадает в турбину через концевые уплотнения ЦНД, неплотности фланцевых соединений различных элементов ПТУ, где давление меньше барометрического, и т. д. Часть воздуха попадает в конденсатор через неплотности соединения выходного патрубка турбины и переходного патрубка конденсатора. В конденсаторах паровых турбин одноконтурных АЭС содержание неконденсирующихся газов возрастает за счет продуктов радиолиза. Если воздух и другие неконденсирующиеся газы не удалять непрерывно из объема конденсатора, то разрежение в нем создать не удастся. Отсос паровоздущной смеси из парового пространства конденсатора осуществляется воздушным насосом (эжектором) 5, который выбрасывает эту смесь, как правило, в окружающую среду. Принцип действия икон струкция этих насосов описаны в гл. 4. Необходимо иметь ввиду, что конденсаторы современных паровых турбин выполняют, кроме вышеописанных, и некоторые другие функции. Например, припусках или резких изменениях нагрузки, когда паровой котел (парогенератор) производит большее количество пара, чем требуется турбине, или когда параметры пара не соответствуют необходимым, пар, вырабатываемый паровым котлом (парогенератором, через РОУ (БРОУ) направляют прямо в конденсатор, чтобы не допустить потери рабочего тела. Для приема этого пара конденсатор оборудуется специальным пускосбросным устройством. Кроме того, в конденсаторе обычно предусмотрены патрубки для приема конденсата из коллекторов дренажей паропроводов, уплотнений, некоторых подогревателей и добавки химически очищенной воды для восполнения потерь конденсата в цикле. Известно, что припуске турбоустановки как сама турбина, таки объем конденсатора заполнены воздухом. Для ускорения пуска иногда используется специальный пусковой воздушный насос (эжектор, который, как правило, имеет большую производительность. Формально к схеме конденсационной установки иногда относится итак называемый хозяйственный эжектор, который обеспечивает удаление воздуха из водяных камер припуске конденсатора в работу. Все основные элементы конденсационной установки паровой 8 турбины, кроме воздушных насосов (эжекторов, обычно размещаются в помещении между нулевой отметкой и отметкой машинного зала станции. Это помещение называется конденсационным. Исключение составляют турбины ХТЗ с боковыми конденсаторами. Воздушные насосы, как правило, размещаются на отметке турбины, вблизи нее. 1.2. Конструктивное оформление и схемы включения конденсаторов Пари охлаждающая вода в конденсаторе могут находиться в непосредственном контакте ив процессе конденсации пара смешиваться друг с другом. Такие конденсаторы называются смешивающими или контактного типа. Если пари охлаждающая вода в конденсаторе разделены между собой твердой поверхностью теплообмена, на которой и происходит конденсация пара, то такие конденсаторы называются поверхностными. Направление теплового потока в поверхности теплообмена таких конденсаторов остается постоянным, поэтому они являются теплообменными аппаратами рекуперативного типа. В паротурбинных установках почти исключительное распространение получили поверхностные конденсаторы подвального типа. Конструктивная схема такого конденсатора приведена на рис. 1.3 (конструктивную схему боковых конденсаторов турбины К ХТЗ см. в гл. 3). К корпусу конденсатора 1 присоединены (чаще всего с помощью сварки, иногда с помощью фланцевого соединения) основные трубные доски 2, в отверстиях которых закреплены трубки 3, образующие охлаждаемую поверхность теплообмена конденсатора. (Компоновка трубного пучка конденсатора, а также крепление трубок в трубных досках рассматриваются в гл. 3). К внешним поверхностям трубных досок крепятся передняя 4 и задняя 5 (поворотная) водяные камеры. Передняя водяная камера с помощью перегородки 6 разделена на два отсека для организации тока воды через конденсатор в два хода. Подходом в данном случае понимается течение воды без изменения направления движения. В общем случае выбор числа ходов (и соответствующего количества перегородок в водяных камерах) конденсатора определяется оптимальными значениями скоростей воды, гидродинамическим сопротивлением аппарата, 9 Рис. 1.3. Схема поверхностного конденсатора 1 — корпус 2 — трубные доски 3 — трубы 4 — передняя водяная камера 5 — задняя (поворотная) водяная камера 6 — перегородка водяной камеры 7 — патрубок подвода циркуляционной воды 8 — патрубок выхода циркуляционной воды 9 — переходный патрубок (горловина) конденсатора 10 — патрубок отсоса паровоздушный смеси 11 — паровые щиты 12 — воздухоохладитель; 13, 14 — первый и второй потоки воды соответственно 15 — конденсатосборник; 16 — промежуточные перегородки 17 — окна в промежуточных перегородках 18 — сбросное устройство для пара 19 — трубы выхода пара из камер отбора ЦНД; А — вход пара в конденсатор Б — отсос паровоздушной смеси В — отвод конденсата Г — вход охлаждающей воды Д — выход охлаждающей воды Е — сброс пара из котла (парогенератора Ж выход пара из отборов ЦНД компоновкой турбоустановки в целом и рядом других факторов. Основные аспекты этих вопросов рассматриваются в гл. 2, 3. Охлаждающая вода через патрубок 7 поступает в нижний отсек, проходит по трубкам нижней половины конденсатора, поворачивается на 180° в камере 5, проходит по трубкам верхней половины конденсатора и из верхнего отсека (верхней его части) передней водяной камеры 4 через патрубок 8 удаляется из конденсатора. По такой схеме (двухходовой) выполнено большинство конденсаторов современных паровых турбин. Имеются, однако, и конденсаторы с большими меньшим числом ходов. Например, конденсаторы турбин К и К ЛМЗ выполнены одноходовыми. 10 Паровое пространство конденсатора, в котором размещены охлаждаемые циркуляционной водой трубки, с помощью переходного патрубка (горловины конденсатора 9 соединяется (обычно с помощью сварки) с выходным патрубком турбины. Пар, поступающий в конденсатор из турбины через переходный патрубок 9, конденсируясь на охлаждаемых циркуляционной водой трубках 3, движется в направлении патрубка отсоса паровоздушной смеси 10. При этом в приведенной на рис. 1.3 компоновке трубного пучка пар движется преимущественно сверху вниз (часть пара из развитого центрального прохода входит в трубный пучок в радиальном, от центра к периферии, направлении, обходя в нижней части пучка паровые щиты 11, условно выделяющие часть трубного пучка 12, называемую воз духоохладителем. Для обеспечения более полной конденсации пара в объеме конденсатора и уменьшения количества пара, отсасываемого воздушным насосом через патрубки 10, необходимо, чтобы первый ход циркуляционной воды был организован в части трубного пучка, включающего в себя зону воздухоохладителя. В данном случае (см. рис. 1.3) вода подается в водяную камеру снизу. Для удобства эксплуатации турбины и конденсатора (чистка трубок, их осмотр, замена или заглушка) современные конденсаторы паровых турбин обычно выполняются двухпоточными. Для этого циркуляционная (охлаждающая) вода подается в конденсатор двумя параллельными потоками. На рис. 1.3 трубные пучки 13 и 14 этих двух независимых потоков воды симметрично расположены относительно вертикальной осевой линии конденсатора (разрез А—А). Каждый из потоков выполнен двухходовым. Пар, сконденсировавшийся на поверхности трубок, стекает в нижнюю часть конденсатора, откуда собирается в конденсато- сборник 15. Из конденсатосборника конденсат откачивается конденсатными насосами. В паровом пространстве конденсатора для обеспечения виб¬ ронадежности его трубной системы, а также для ужесточения корпуса аппарата, устанавливаются промежуточные перегородки количество и система расстановки которых определяются по специальной методике (см. гл. 3). Для выравнивания полей скоростей и давления пара по всему объему конденсатора в промежуточных перегородках выполняются окна 17. В переходном патрубке конденсатора обычно устанавливаются выводные трубы пара 19 из камер отборов ЦНД на регенеративные подогреватели низкого давления, а также сбросное устройство для пара 18, поступающего из парового котла (парогенератора) через РОУ и БРОУ. В ряде конденсаторов сбросные устройства иногда устанавливаются непосредственно в трубных пучках, но это затрудняет выполнение наиболее рациональной компоновки трубного пучка конденсатора, так как дополнительные потоки пара и воды вызывают аэродинамические и температурные перекосы в пучке и, следовательно, ухудшают эффективность его работы [75]. Такое конструктивное решение может также оказать отрицательное влияние на долговечность работы трубного пучка из-за больших скоростей сбрасываемых потоков пара, его высокой температуры и большой влажности. Эти потоки способствуют эрозионному износу трубок, появлению опасных автоколебаний трубок и их разгерметизации в узле вальцовочного соединения в трубных досках из-за больших термических напряжений. Схемы включения конденсаторов паровых турбин должны обеспечить высокую эффективность работы всей паротурбинной установки, минимальный расход электроэнергии на прокачку охлаждающей воды, а также рациональную компоновку оборудования и циркуляционных водоводов в машинном зале электростанции. Паровые турбины большой мощности имеют большое число выхлопных патрубков (до восьми, которые направляют пар в конденсаторы. В современных конструктивных решениях можно выделить два основных варианта включения конденсаторов по пару связки "выхлопной патрубок — корпус конденсатора" и "несколько выхлопных патрубков — на один корпус конденсатора. В отечественной практике наиболее часто реализуется вариант одно- и двухкорпусного выполнения конденсаторов с параллельными потоками в них пара. По расположению конденсаторов относительно турбины все известные схемы могут быть классифицированы по двум основным признакам — местоположению конденсатора относительно турбины и расположению оси трубного пучка конденсатора относительно продольной оси турбоагрегата. По первому признаку различают три типа конденсаторов подвальный (конденсатор расположен под турбиной, обычно в 12 пределах фундамента агрегата боковой (корпус конденсатора расположен сбоку от турбины за пределами ее фундамента интегральный (трубный пучок компонуется во внешнем корпусе ЦНД или в его части. По второму признаку различают два варианта конденсаторы с поперечными аксиальным (параллельно или вдоль оси турбины) расположением. Наиболее часто применяется подвальное поперечное расположение конденсатора (рис. 1.4). В большинстве случаев для мощных турбин один корпус конденсатора объединяется в блок с одним ЦНД. Такая схема позволяет на базе отработанного блока "ЦНД — конденсатор" с наименьшими затратами наращивать единичные мощности турбин за счет унифицированных блоков. По условиям компоновки турбоагрегата ширина подвального поперечного конденсатора ограничена осевой длиной ЦНД. Данная схема не накладывает ограничений на длину конденсатора, которая обычно ограничена сортаментом (длиной) применяемых в конденсаторе трубок. В этих условиях увеличение габаритов аппарата может осуществляться только за счет высоты, что существенно влияет на величину парового сопротивления конденсатора и напор циркуляционного насоса из-за возрастания нескомпенсированной сифоном геодезической высоты охлаждающей воды (см. гл. 5). Для подачи пара из выхода ЦНД корпус конденсатора соеди- Рис 1.4 Схема подвального поперечного расположения конденсатора 13 нен с нижней частью цилиндра переходным патрубком (с помощью сварки, который в общем случае имеет форму усеченной пирамиды. Минимально возможная высота переходного патрубка обычно определяется по условиям компоновки трубопроводов регенеративных отборов турбины, которые выводятся из ЦНД. При этом необходимо учитывать, что с увеличением угла раскрытия патрубка потери давления и неравномерность потока по входному сечению корпуса конденсатора возрастают. Подвальный продольный конденсатор отличается от поперечного тем, что обычно один корпус конденсатора принимает пар из нескольких выхлопов, в том числе и от нескольких ЦНД. Габариты подвального продольного конденсатора по ширине ограничены шириной фундамента, а по длине — длиной ЦНД рис. 1.5). Так как протяженность ЦНД часто больше длины охлаждающих трубок, то корпус конденсатора изготовляют из двух-трех частей, которые соединяют поводе промежуточными водяными камерами. Для наборки трубок в такой конденсатор при его монтаже) используют пространство под ЦВД и генератором Общей характерной особенностью подвальных компоновок конденсаторов является то, что поток пара за последней ступенью турбины для того, чтобы попасть в конденсатор, должен развернуться на угол до 90 °, а это приводит к потерям давления в выхлопном патрубке. Боковая продольная компоновка конденсатора (рис. 1.6) дает возможность свободного размещения поверхности охлаждения при обеспечении необходимого уровня скоростей пара в труб- Рис 1 5 Схема подвального продольного расположения конденсатора 14 ном пучке, гарантирующего удовлетворительные тепловые характеристики конденсатора. Другим преимуществом боковой компоновки являются низкие потери в выхлопном патрубке турбины за счет меньшего угла поворота потока. Кроме того, боковая компоновка позволяет снизить общую высоту турбоагрегата Длина бокового продольного конденсатора ограничена, ширина явных ограничений не имеет, а высоту обычно выбирают в соответствии с вертикальным размером ЦНД Для уменьшения затратна прокачку охлаждающей воды деление конденсатора на потоки поводе обычно осуществляют по высоте, что позволяет иметь у насоса нижнего потока меньший напор Боковая продольная компоновка предусматривает, как правило, применение для одного ЦНД двух конденсаторных кор- Рис 1.6 Схема бокового продольного расположения конденсатора 15 пусов, расположенных по обе стороны от турбины. Каждый из корпусов соединен с выхлопами ЦНД не менее чем двумя переходными патрубками, конфигурация и размеры которых должны обеспечивать равномерный подвод пара к трубным пучками низкие потери давления. Для размещения бокового конденсатора в машинном зале необходимо резервировать дополнительную площадь (в соответствии сего габаритами. К числу недостатков данной компоновки следует отнести также и то, что размещение конденсатора вдоль турбины затрудняет доступ к ЦНД для обслуживания и ремонта, а боковой подвод пара усложняет процесс проверки гидравлической плотности парового пространства конденсатора при монтаже и ремонтах. Боковая поперечная компоновка конденсаторов в настоящее время не применяется. Основное отличие интегральной продольной компоновки конденсатора (рис. 1.7) заключается в том, что поверхность охлаждения компонуется непосредственно во внешнем корпусе ЦНД. При таком решении отпадает необходимость в переходных патрубках, а это обеспечивает минимальные металлоемкость и габариты всего блока "ЦНД — конденсатор. В остальном интегральная продольная компоновка имеет те же особенности, что и схема с боковыми продольными конденсаторами. Интегральная поперечная компоновка конденсаторов в настоящее время не применяется. Выбор варианта компоновки блока "ЦНД — конденсатор" обычно осуществляется на основе технико- Рис. 1.7. Схема интегрального продольного расположения конденсатора 16 экономического анализа низкопотенциального комплекса конкретной электростанции. В качестве функции цели в этом случае рассматривается сумма расчетных приведенных затратна систему "турбина — конденсатор — водоохладитель". Существенное значение при этом имеют схемы включения конденсаторов по охлаждающей воде. Принципиальные схемы включения конденсаторов по охлаждающей воде представлены на рис. 1.8. Варианты включения аи ас двухкорпусным конденсатором, поперечно расположенным относительно оси турбогенератора ас параллельным включением корпусов ас последовательным включением корпусов поводе. Эти варианты включения наиболее часто применяются в ПТУ мощностью до 300 МВт (см. гл. 3). В турбоустановках большей единичной мощности широкое распространение получили схемы с аксиальным расположением конденсаторов (параллельно или вдоль оси паровой турбины варианты б, в В этих схемах также возможно как параллельное б таки последовательное (б, б г ) включение корпусов с параллельным (б, б, вили встречным (б. в движением охлаждающей воды. Встречное движение воды обеспечивает более равномерное распределение паровой нагрузки между корпусами конденсаторов. Аксиальная компоновка имеет дополнительное преимущество в том, что позволяет разделить конденсатор на секции с различным давлением пара (секционированные конденсаторы. Рисунок 1.9 качественно иллюстрирует термодинамическое преимущество этого решения. Давление р 1к впервой походу воды секции заметно ниже, чем в односекционном конденсаторе, а давление р 2к во второй секции лишь незначительно выше. В результате среднее значение давления пара р срк ниже, а термодинамическая эффективность цикла с секционированным конденсатором выше. Поданным, относительный прирост КПД паротурбинной установки К при температуре воды на входе в конденсатор 15 С при номинальных расходах воды и пара и разделении конденсатора на две секции составляет 0,25%. С повышением температуры и уменьшением расхода охлаждающей воды прирост КПД этой ПТУ от секционирования конденсаторов увеличивается до 0,7%. Однако увеличение числа секций более трех нецелесообразно, так как к дальнейшему повышению КПД цикла не приводит. 17 Рис. 1.8. Схемы включения конденсаторов по охлаждающей воде (обозначения см. в тексте) 18 Рис. 1.9. Параметры воды и пара в несекционированном (аи секционированном б конденсаторах (обозначения см. в тексте) В настоящее время аксиальные компоновки конденсаторов с секционированием по пару реализованы, например, в турбинах К, К и К ЛМЗ. |