Бродов - КОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ПАРОВЫХ ТУРБИН. Энергетика и энергомашиностроение и специальности Турбостроение москва энергоатомиздат 1994 ббк 31. 363 Б
 Скачать 1.86 Mb.
|
|
1 также технологичность и трудоемкость его изготовления, сборки, транспортировки и монтажа на электростанции. На основе обобщения длительного опыта проектирования и эксплуатации конденсаторов различных паровых турбин в [53, 63, 75] сформулированы основные принципы и рекомендации по проектированию высокоэффективных конденсаторов, дополняющие и уточняющие ряд вышесформулирован- ных требований. 1. Желательно обеспечить равномерное распределение поступающего в конденсатор пара по его длине и открытой для доступа пара части периметра трубного пучка, что обеспечит лучшее использование поверхности охлаждения и уменьшит паровое сопротивление аппарата. Это может быть реализовано соответствующими размерами и формой выходного патрубка турбины, а также организацией проходов для пара в трубном пучке конденсатора. Направление этих проходов должно быть увязано с аэродинамикой парового потока, поступающего в трубный пучок из выхлопного патрубка турбины, а их размеры — обеспечить умеренные скорости пара в проходах. 2. При проектировании проходов для поступающего пара необходимо избегать того, чтобы наличие этих проходов и конструктивных разрывов между рядами трубок в пучке (например, в местах расположения перегородок в водяных камерах) приводило к образованию островных пучков трубок, в которые по всему периметру может поступать снаружи пара внутри — образовываться застойные зоны. Для предотвращения этого рекомендуется установка в соответствующих местах заградительных перегородок (щитов. 3. В живом сечении трубного пучка на входе в зону интенсивной конденсации пара ив пределах этой зоны (см. §1.3 ирис) во избежание значительного падения давления пара его скорость на расчетном режиме (номинальном режиме работы турбины) должна ограничиваться 60—70 мс. По тем же соображениям число рядов трубок по пути движения парового потока от входа к выходу из этой зоны должно быть возможно меньшим. Уменьшение скорости пара на входе в трубный пучок может достигаться увеличением шага между трубками или увеличением протяженности доступного для поступающего пара периметра трубного пучка, а также организацией (направлением) движения потока пара поболее короткому пути — устройством каналов для отвода пара (паровоздушной смеси) из зоны массовой конденсации в зону воздухоохладителя. 4. Для более эффективного охлаждения отсасываемой из конденсатора паровоздушной смеси и уменьшения соответствующего содержания в ней пара скорость смеси в зоне ее охлаждения (воздухоохладителе) должна быть повышена по равнению с ее скоростью на выходе из зоны интенсивной конденсации. Это может быть достигнуто подбором живого сечения на входе ив пределах зоны воздухоохладителя, обычно выделяемого от остального пучка системой перегородок, а иногда — выполнением его с паровой стороны многохо¬ довым. Скорость смеси, однако, не должен превышать 40—50 мс, а длина пути ее движения быть чрезмерно большой, так как при этом отрицательное влияние роста парового сопротивления воздухоохладителя может ввести на нет или даже превзойти положительный эффект, достигающийся в результате большего охлаждения паровоздушной смеси. 5. В воздухоохладитель должна поступать паровоздушная смесь в основном только из зоны интенсивной конденсации пара. Попадание в него через проходы в трубном пучке или зазоры между пучком и корпусом конденсатора части пара, не прошедшего через основную зону трубного пучка, должно быть максимально исключено, так как это существенно снижает эффективность воздухоохладителя. В последний может отводиться выпар из устройства для деаэрации конденсата, расположенного под трубным пучком или в деаэрационном конденсатосборнике. 6. В крупных конденсаторах с высоким трубным пучком целесообразно улавливание стекающего конденсата на двух- трех уровнях по высоте пучка при помощи перегородок или желобов, направляющих уловленный конденсат на трубные доски и промежуточные перегородки. При этом из-за освобождения проходов для пара (от конденсатного дождя) уменьшается паровое сопротивление аппарата 7. Для лучшего охлаждения отсасываемой из конденсатора воздушным насосом паровоздушной смеси воздухоохладитель в двухходовых конденсаторах должен располагаться в зоне трубного пучка, где организован первый ход воды. В однохо- довых конденсаторах для достижения той же цели воздухоох¬ ладитель может быть выполнен не в виде выделенного по всей длине корпуса конденсатора пучка трубок, а расположен в крайнем отсеке между трубной доской и промежуточной перегородкой со стороны входа охлаждающей воды. Такое решение было осуществлено наряде конденсаторов, ноне получило широкого распространения из-за увеличения при этом парового сопротивления тракта между основной поверхностью конденсации и воздухоохладителем. Процесс проектирования включает в себя не только выполнение тепловых и гидродинамических расчетов, но и расчетов на прочность всех основных элементов конструкции конденсатора. Аналогично тепловому прочностной расчет может быть конструкторским (прямым) или поверочным. При конструкторском расчете определяются размеры элементов конструкции конденсатора, а при поверочном — допустимые значения рабочих нагрузок, напряжения или деформации конструкций, размеры которых заданы (например, на основе опыта проектирования) или предварительно оценивались в процессе конструкторских расчетов. Только при такой организации проектирования (оценка или конструкторский расчета затем — поверочный расчет) может быть создана рациональная сточки зрения прочности конструкция конденсатора, все размеры которой обоснованы. Особенности расчета на прочность основных деталей конденсаторов приведены ниже, при рассмотрении соответствующих элементов конструкции. Изложенные основные принципы проектирования конденсаторов не следует считать исчерпывающими. В общем случаев ряд этих принципов должны быть включены вопросы выбора' конструктивной схемы "конденсатор—турбина", схемы включения конденсатора поводе, скорости воды в трубках, типоразмеров и материалов трубок, компоновочные решения по турбоагрегату в целом 'и др. Считаем необходимым подчеркнуть, что большинство принципиальных решений при проектировании конденсаторов должно приниматься на основе технико-экономического анализа всей турбоустановки в целом или низкопотенциаль¬ ного комплекса (см. гл. 1). Ряд решений принимается конструкторами на основе опыта проектирования конденсаторов других турбина также традиционных решений, принятых на конкретных турбинных заводах. 92 3.2. Компоновка трубного пучка конденсатора Понятие компоновки в общем случае включает в себя как собственно конфигурацию (размещение) трубного пучка, так И компактность, плотность и глубину пучка, месторасположения и форму воздухоохладителя. От выбранной компоновки трубного пучка конденсатора зависит организация потока пара паровоздушной смеси) в пучке, обеспечивающая максимально возможную равномерность распределения параметров процесса конденсации пара и, следовательно, наибольшую эффективность работы поверхности охлаждения. Выбор рациональной компоновки трубного пучка является определяющим условием высокоэффективной работы конденсатора. В связи с этим данный вопрос является наиболее сложными трудоемким в ряду вопросов, которые приходится решать конструктору при проектировании конденсатора. Ряд основополагающих принципов по рациональной компоновке трубных пучков изложен выше, при рассмотрении принципов проектирования конденсаторов в целом (см. §3.1). В настоящем параграфе рассматриваются вопросы практического размещения трубок в пучке (разбивка трубок, конструктивные параметры, характеризующие пучок, а также типовые компоновочные решения трубных пучков конденсаторов различных турбинных заводов. Расположение трубок в пучке (разбивка трубок) определяется ШАГОМ И СПОСОБОМ РАЗБИВКИ. ШАГ РАЗБИВКИ — расстояние между осями соседних трубок. Это расстояние стремятся сделать как можно меньше, что обеспечивает сокращение размеров аппарата и увеличивает скорость пара в межтрубном пространстве (при допустимых уровнях парового сбпротивления трубного пучка — см. §2.4). Минимальный шаг разбивки лимитируется прочностью основных трубных досок и частично зависит от способа крепления трубок в трубных досках. В практике проектирования конденсаторов наиболее часто используется так называемый относительный шаг , те. отношение шага разбивки к наружному диаметру трубки. Как показывает анализ конструкций различных конденсаторов, при применяемых в настоящее время способах крепления трубок в трубных досках (развальцовка, развальцовка со сваркой или пайкой) значение находится в пределах 1,25— 1,60. 93 В общем случае различают следующие способы разбивки трубок в трубном пучке (рис. 3.1): шахматная и ее частный случай — треугольная коридорная и ее частный случай — квадратная по концентрическим окружностям радиальная. ШАХМАТНАЯ И КОРИДОРНАЯ РАЗБИВКИ трубок (рис. 3.1,а,б) характеризуются поперечными продольным шагом или же соответствующими относительными шагами Частным случаем шахматной разбивки трубок является треугольная, в этом случае оси трубок размещаются в вершинах равносторонних треугольников, сторона которых равна шагу t (рис. б. Частным случаем коридорной разбивки трубок является КВАДРАТНАЯ, В этом случае оси трубок размещаются в вершинах квадрата со стороной, равной шагу t (рис. г. Разбивка трубок по КОНЦЕНТРИЧЕСКИМ ОКРУЖНОСТЯМ (рис. д, расположенным одна от другой на расстоянии шага t по радиусу, выполняется обычно с примерно тем же шагом t. Преимуществом данного способа разбивки является удобство заполнения сечения трубного пучка вблизи стенок круглого корпуса. РАДИАЛЬНАЯ РАЗБИВКА характеризуется размещением трубок на пересечении расположенных под одинаковыми углами радиусов с рядом концентрических окружностей. Расстояние между этими окружностями и шаг разбивки на первой (от центра) окружности обычно принимают равными, те. см. рис. ж. Наиболее распространенным способом разбивки трубок в трубных пучках конденсаторов является треугольная разбивка, что определяется большей ее компактностью по сравнению с другими способами (см. ниже. Рассмотрим основные конструктивные параметры, характеризующие трубный пучок, а также взаимосвязь между ними. Элементарная площадка трубной доски, приходящаяся на одну трубу, составляет при треугольной разбивке , а при квадратной Из сравнения этих выражений видно, что при одинаковом шаге на одной и той же площади трубной доски при треугольной разбивке можно разместить в 1,155 раза больше трубок, те. иметь на 15,5% большую поверхность теплообмена, чем при квадратной. В практике проектирования конденсаторов, для оценки 94 Рис. 3.1. Способы разбивки трубок а — шахматная б — треугольная в — коридорная г — квадратная д — по концентрическим окружностям е—треугольная в круглом корпусе ж—радиальная 95 компактности конструктивных решений, используется удельная поверхность теплообмена — поверхность теплообмена, приходящаяся на единицу объема аппарата (нам длины трубы. Значение этого параметра для треугольной и квадратной разбивок составит соответственно (3.1) (3.2) Приведенные зависимости показывают, что компактность конденсатора может быть достигнута за счет уменьшения диаметра трубок ив еще большей степени за счет уменьшения относительного шага Вывод зависимостей (3.1) и (3.2) сделан исходя из предположения, что площадь трубной доски полностью используется для размещения трубок. В действительности это не так. Часть площади трубной доски не может быть использована для крепления трубок, что определяется необходимостью установки перегородок и анкерных связей в водяных камерах, направляющих щитов и других элементов конструкции в паровом пространстве, а также необходимостью организации проходов пара в трубных пучках. Соотношение этих площадей характеризуется обычно коэффициентами заполнения и использования трубной доски. Коэффициент заполнения трубной доски показывает соотношение действительного количества трубок в пучке и числа трубок, которые можно разместить при полном использовании площади трубной доски. При этом обычно за основу принимается треугольная разбивка как наиболее компактная. Если общее число трубок в пучке N, а условный диаметр трубной доски (см. §2.1), то необходимая площадь для размещения трубок составит 0,866 а действительная площадь — Тогда можно записать (3.3) 96 Использование коэффициента наиболее удобно при выполнении тепловых расчетов, когда нет чертежа разбивки трубок. В этом случае значение предварительно принимается на основе опыта проектирования аналогичных конденсаторов, а в дальнейшем уточняется. При проведении предварительных или оценочных расчетов еще удобнее использовать (ненужно задаваться шагом t) коэффициент использования трубной доски который характеризует отношение общего сечения всех трубок конденсатора (по наружному диаметру) к площади трубной доски (3.4) Сопоставляя зависимости (3.3) и (3.4), получаем (3.5) Значения и рекомендуется принимать в диапазоне Из формул (3.3) и (3.4) можно определить условный диаметр трубной доски (3.6) Использование понятия условного диаметра трубной доски является вынужденным, так как трубные доски современных конденсаторов практически не бывают полностью круглыми. В связи с этим условно заменяют трубную доску произвольной формы круглой доской равновеликой площади. Взаимосвязь поверхности теплообмена конденсатора свыше приведенными параметрами при полезной длине трубок L без учета толщины трубных досок) может быть представлена следующими зависимостями 97 (3.7) (3.8) Основным признаком классификации компоновочных решений трубных пучков конденсаторов является направление движения потока пара, что, в свою очередь, взаимосвязано с местом расположения отсоса паровоздушной смеси. По направлению движения парового потока в трубном пучке конденсаторы можно разделить [14] на четыре основных типа рис. 3.2). В конденсаторе снисходящим потоком ПАРА (риса) пар поступает в трубный пучок сверху, а отсос паровоздушной смеси организуется в нижней части корпуса. Достоинством данной схемы является ее компактность, а недостатками большое паровое сопротивление и большое переохлаждение конденсата. Большое паровое сопротивление вызвано прежде всего большой скоростью пара на входе в трубный пучок (малые проходные сечения со стороны входа пара, а также большой длиной пути, проходимого паром по пучку. Большое переохлаждение определяется тем, что стекающий с трубки на трубку конденсат в нижней части конденсатора приходит в соприкосновение с паровоздушной смесью, сильно обогащенной воздухом и имеющей более низкую температуру, чем поступающий в конденсатор пар. Полностью устранить или значительно уменьшить переохлаждение конденсата можно за счет его подогрева с помощью пара. Такие конденсаторы называются регенеративными. Современные конденсаторы, как правило, выполняются регенеративными. В конденсаторе с восходящим потоком ПАРА (рис.3.2,б) принцип регенерации используется наиболее полно. Поступающий в конденсатор с такой компоновкой пар, направляемый специальными щитами в нижнюю часть конденсатора, непосредственно соприкасается с поверхностью конденсата в конденсатосборнике, а стекающий с трубки на трубку конденсат подогревается паром, движущимся навстречу. При таком конструктивном решении переохлаждение конденсата 98 Рис. 3 2. Принципиальные схемы компоновочных решений трубного пучка конденса¬ торов- а—с нисходящим потоком пара б с восходящим потоком пара в—с центральным потоком пара гс боковым потоком пара А — пар из турбины В — отсос воздуха 99 может быть устранено практически полностью, что является достоинством данной компоновки трубного пучка. Основным недостатком рассматриваемой компоновки является ее значительное паровое сопротивление, вызванное теми же причинами, что ив конденсаторе снисходящим потоком пара, а также наличием поворота потока пара, на 180° (в нижней части, в связи с чем такая компоновка практически не применяется. На рис.3.2,в показана схема трубного пучка конденсатора с ЦЕНТРАЛЬНЫМ потоком ПАРА Трубный пучок имеет форму круга, пар подводится практически по всей наружной поверхности пучка и движется радиально к центру — к месту отсоса паровоздушной смеси. Стекающий сверху конденсата также поверхность конденсата в конденсатосборнике контактируют счастью пара, поступающей в нижнюю часть конденсатора, и этим обеспечивается принцип регенерации. Паровое сопротивление трубного пучка приданной компоновке меньше, чем ранеее описанных, что определяется большей поверхностью пучка со стороны входа пара и меньшей длиной пути пара в пучке (пар двигается практически по радиусу. Достоинством данной компоновки является постепенное уменьшение проходного сечения для пара в пучке от периферии к центру (за счет соответствующей разбивки трубок, а также в нижней части трубного пучка (за счет эксцентриситета корпуса и трубного пучка, что обеспечивает поддержание необходимого уровня скоростей пара в нижних рядах трубок. Достоинством также является отсутствие контакта между основным конденсатом и отсасываемой паровоздушной смесью, что способствует дегазации конденсата. Конденсатор с БОКОВЫМ ПОТОКОМ ПАРА (рис. г) имеет развитый центральной проход для пара, благодаря чему обеспечивается контакт конденсата и пара как в трубном пучке, таки в конденсатосборнике. В конденсаторах с такой компоновкой трубного пучка, особенно в сочетании с ленточной компоновкой (см. ниже, переохлаждение конденсата незначительно (обычно — доли градуса, а паровое сопротивление сравнительно невелико, что определяется развитой поверхностью со стороны входа пара в пучок и сравнительно небольшой длиной пути пара. Компоновки трубных пучков, приведенные на рис. 3.2, характерны в основном для конденсаторов паровых турбин небольшой мощности ив настоящее время в таком виде 100 практически не применяются. С конструкцией этих конденсаторов можно ознакомиться в [1, 14, 16]. В отдельных случаях элементы таких компоновок используются во взаимном сочетании. Анализ компоновок трубных пучков конденсаторов паровых турбин различных отечественных и зарубежных турбинных заводов показал [52, 53], что, несмотря на многообразие конструктивных решений, основные соображения, закладываемые конструкторами при их проектировании, совпадают с принципами рациональной компоновки, изложенными в §3.1. С ростом единичной мощности турбоагрегатов и увеличением размеров конденсаторов преимущественное применение получила так называемая ЛЕНТОЧНАЯ КОМПОНОВКА (В виде узкой изогнутой ленты, толщина которой определяет длину пути пара в этом сечении, удовлетворяющая практически всем основным требованиям рационального проектирования пучков, а также наиболее компактная. На рис. 3.3, 3.4 показаны схемы некоторых характерных примеров выполнения ленточной компоновки трубных пучков. Такие компоновки позволяют сравнительно равномерно распределять пар по отдельным зонам конденсатора при небольшом его паровом сопротивлении. Необходимо иметь ввиду, что воздухоохладитель при такой компоновке, как правило, выполняется отдельно от основного трубного пучка и имеет треугольную или трапецеидальную форму с горизонтальным или восходящим движением паровоздушной смеси. Ленточная компоновка выполняется с вертикальным или наклонным (в сторону сечения отсоса паровоздушной смеси) расположением петель. Особенностью конденсатора К ХТЗ является наличие центрального воздухоохладителя, выполненного в виде цилиндрического трубного пучка, что предопределило сочетание чисто ленточной компоновки и компоновки с центральным потоком пара (см. выше. Разбивка трубок внутри ленточной компоновки применяется, как правило, треугольная. Трубные пучки с ленточной компоновкой достаточно компактны. Поступающий в конденсатор с такой компоновкой трубного пучка поток отработавшего пара набегает по широкому фронту на трубки с относительно малым количеством рядов трубок по толщине ленты. Пар (паровоздушная смесь) проходит при этом сравнительно короткий путь к месту от Рис .3.3. Схемы ленточных компоновок трубных пучков конденсаторов (турбин 1-100-КЦС-4(К-100-90-2ЛМЗ);2-200-КЦС-2(К-200-130ЛМЗ);3-300-КЦС-1 К ЛМЗ); 4— КГ (Т ТМЗ); 5- К (К ХТЗ); 6-К-15О-9115(К-160-130-2ХТЗ); 7-К-15240(К-300-240ХТЗ); К К ХТЗ). Стрелкой обозначено место отсоса паровоздушной смеси coca воздуха из конденсатора. В пучках имеются выделенные воздухоохладители, а в некоторых конструкциях предусматриваются устройства для улавливания и отвода конденсата на промежуточных по высоте пучка уровнях. Широкие центральные проходы для доступа пара в нижнюю часть обеспечивают догрев конденсата до температуры насыщения отработавшего пара и его деаэрацию в нижней части конденсатора. Особенность компоновки трубного пучка конденсатора турбины Т ТМЗ состоит в том, что 18% поверхности теплообмена выделено в так называемый ВСТРОЕННЫЙ ПУЧОК (расположен в центре, который необходим для работы теплофикационной турбины по тепловому графику. При работе по такому графику основные пучки конденсатора отключаются поводе, так как в конденсатор поступает не более 10—15% расхода пара на конденсационном режиме работы турбины. Встроенный пучок имеет свои водяные камеры и индивидуальный отсос воздуха. Через встроенный пучок может пропускаться циркуляционная, сетевая или подпиточная вода. Все рассмотренные выше трубные пучки с ленточной компоновкой разделены на две симметричные половины, и лента трубного пучка в каждой половине незамкнута. Наряду с ленточной компоновкой в конденсаторах турбин небольшой мощности, например в конденсаторах КТЗ, иногда применяется ВЕЕРНАЯ КОМПОНОВКА пучка типа Controflo. На рис. 3.5 в качестве примера приведены компоновки труб конденсатора КП-540 КТЗ, выполненные в виде ленты и типа Controflo. Сравнительные испытания конденсаторов, вы Рис. 3.4. Компоновка трубного пучка кон - денсаторас боковым подводом пара 1 — основной трубный пучок 2— возду¬ хоохладитель; 3 — короб отвода паровоздушной смеси 4— сбросной короб паровоздушной смеси Рис. 3.5. Ленточная (аи веерная (б) компоновки трубного пучка конденсатора КП-540 КТЗ полненные с такими компоновками, не выявили преимуществ [75]. Рост единичной мощности турбоагрегатов, достигшей 800 МВт и более, привел к тому, что водном корпусе конденсатора потребовалось размещать большие поверхности. В этих условиях для обеспечения высоких теплотехнических характеристик конденсаторов наиболее целесообразным оказалось использование модульного принципа организации поверхности охлаждения. В пучках (рис. 3.6) вся расположенная в корпусе поверхность делится наряд одинаковых модулей (пучков, разделенных проходами для пара и имеющих каждый воздухоохладительный пучок и индивидуальный отсос воздуха. Это позволяет увеличить доступный для поступающего пара суммарный периметр всех модулей и ограничить в каждом из них толщину ленты, обеспечив таким путем и при очень большой общей поверхности охлаждения более равномерное распределение пара и небольшое паровое сопротивление. Несомненным достоинством модульной компоновки является и то, что ее несколько проще отрабатывать как экспериментальными, таки расчетными методами. Для этого достаточно провести всестороннее исследование одного модуля. Кроме того, модульные пучки легко типизировать и унифицировать, что позволяет, меняя три параметра — типоразмер профиля, количество модулей и длину трубок, создать неограниченный ряд конденсаторов необходимых типоразмеров и характеристик (параметров. Учитывая, что, по мнению большинства специалистов, модульная компоновка является для конденсаторов паровых турбин большой единичной мощности наиболее перспективной, 104 Рис. 3.6. Характерные схемы модульных компоновок трубных пучков конденсаторов 105 остановимся на ней подробнее. Два характерных примера выполнения модульных компоновок трубного пучка представлены на рис. 3.7 и 3.8. Трубный пучок каждого корпуса конденсатора турбины К ХТЗ (всего корпусов — четыре) разделен на четыре модуля (рис. 3.7), между которыми оставлены каналы для прохода пара в пучок модуля ив деаэрационное устройство, размещенное под каждым модулем. В пределах каждого модуля трубный пучок по конфигурации выполнен в виде замкнутой ленты, вытянутой поверти кали. На правой и левой ветвях ленты на высоте горизонталь- Рис. 3.7 Компоновка трубного пучка конденсатора турбины К ХТЗ' 1, верхняя и нижняя части основного пучка модуля воздухоохладительные пучки 4—деаэрационное устройство 106 Рис. 3.8. Компоновка трубного пучка конденсатора турбины К ЛМЗ: 1, 2 — верхняя и нижняя части трубного пучка одного модуля 3 — отсос паровоздушной смеси 4 — щиты, препятствующие попаданию пара в отсос, минуя охлаждающие трубки 107 ного монтажного шва, делящего пучок пополам, симметрично расположены воздухоохладительные пучки. Конденсатор не имеет специально выделенного конденсатосборника, его функции выполняет нижняя часть всего корпуса. Аналогичная компоновка трубного пучка предусмотрена ив подвальных конденсаторах для турбин АЭС мощностью 1000 МВт ХТЗ. Трубный пучок конденсатора турбины К ЛМЗ (рис. 3.8) также разделен на модули. Конденсатор — одноходовой, аксиальный, с двумя последовательно включенными по охлаждающей воде корпусами. В каждом корпусе трубный пучок разделен на восемь самостоятельных модулей. Особенность компоновки этого конденсатора состоит в том, что в пределах каждого модуля трубный пучок выполнен в виде сплошного массива трубок, вытянутого по вертикали и расширяющегося в нижней части. Между модулями оставлены проходы для пара. Каждый модуль имеет самостоятельный отсос паровоздушной смеси (в центральной по высоте части. Выделенного воздухоохладительного пучка модули не имеют. Эту функцию выполняет часть трубного пучка каждого модуля, примыкающая к месту отсоса воздуха. Эта зона отгорожена щитами, препятствующими попаданию в нее ив патрубок для отсоса воздуха отработавшего пара помимо охлаждающих труб основной части пучка. Модули попарно обращены друг к другу воздухоохладительными зонами, те. как бы зеркально отображены. Аналогичная компоновка трубного пучка применяется ив конденсаторах турбины К ЛМЗ. Несмотря на существенные различия в типовых компоновочных решениях трубных, пучков конденсаторов различных турбинных заводов, представляется возможным определить общую последовательность практического выполнения компоновки трубного пучка. При этом естественно, что ряд принципиальных решений принимается конструктором на основе представлений о процессах, происходящих в трубных пучках (например, об аэродинамике потоков, опыта и традиций, принятых на - конкретном турбинном заводе. 1. В зависимости от принятых вариантов разбивки трубок чаще всего — треугольная, диаметра трубок и относительного шага разбивки вычерчивают соответствующую сетку как заготовку будущей компоновки. В узлах этой сетки и размещаются трубки поверхности охлаждения конденсатора. 2. В зависимости от выбранной конструктором общей 108 компоновки трубного пучка (ленточная, модульная и т. д) устанавливаются место отсоса паровоздушной смеси и примерная зона воздухоохладителя (если он закладывается в компоновку в явном виде, как самостоятельно выделенный пучок труб, которая обычно выделяется с помощью щитов. Основные требования к проектированию зоны воздухоохладителя приведены в §3.1. Поверхность теплообмена воздухоохладителя обычно принимается на уровне 15—25% от общей поверхности теплообмена конденсатора (которые к этому моменту определены в процессе теплового расчета конденсатора. Отсутствие зависимостей для строгого расчета поверхности теплообмена воз духоохладителя определяется сложностью происходящих в нем тепловых процессов. Ряд известных зависимостей [1, 29] могут быть использованы лишь для оценок применительно к конденсаторам судовых энергетических установок, а также конденсаторам турбин небольшой мощности. 3. На общей сетке компоновки трубного пучка намечают свободные от трубок участки для установки перегородок и анкерных связей в водяных камерах, направляющих щитов и поддонов (желобов, а также каналов для организации течения пара в межтрубном пространстве (обычно — в направлении от центрального прохода в сторону месторасположения патрубков отсоса паровоздушной смеси, окон в промежуточных перегородках для выравнивания полей скоростей по общему конденсатора и других вспомогательных элементов. 4. Окружностями или точками в узлах сетки намечается и очерчивается контур компоновки трубного пучка с одновременным подсчетом количества размещенных трубок, которое должно быть одинаковым в каждом ходе ив каждом потоке конденсатора. 5. На основе уравнения неразрывности, с учетом представлений конструктора по количеству поступающего в конкретное сечение трубного пучка пара (при обязательном учете ранее сконденсировавшегося количества пара, производится оценка скорости парового потока в отдельных зонах пучка. Рекомендуемые уровни скорости пара в различных зонах пучка даны в §3.1. В случае несоответствия полученных скоростей этим требованиям необходимо скорректировать компоновку, соответственно меняя (сужая или расширяя) размеры каналов для прохода пара. 109 6. При определении окончательного контура трубной доски необходимо учитывать общую компоновку конденсатора в составе турбоагрегата (например, расположение конденсатора относительно турбины, форму и размеры фундамента и др, технологичность изготовления трубных досок и промежуточных перегородок определенной формы, вопросы сборки, транспортировки и монтажа конденсатора на станции с учетом трассировки различных, расположенных рядом, трубопроводов) и другие факторы. На всех этапах проектирования компоновки трубного пучка, особенно при определении окончательных размеров трубной доски, рекомендуется ориентироваться на оптимальные значения коэффициентов заполнения и использования трубной доски, значения и взаимосвязь которых с основными геометрическими размерами конденсатора приведены выше. В отдельных случаях сформулированные в данном пункте позиции могут активно влиять на компоновку трубного пучка конденсатора, что приведет к ее последовательному уточнению. |