Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Ивановский государственный энергетический
университет имени В.И. Ленина»
Кафедра тепловых электрических станций
Курсовая работа
по дисциплине «Тепломеханическое и вспомогательное
оборудование электростанций»
Выполнил:
Студент группы IV-2
Овчаренко О.А.
Проверил:
к.т.н., доцент каф. ТЭС
Зиновьева Е.В.
Иваново – 2019
Раздел 1. Поверочный тепловой расчет конденсатора заданной конструкции
Задание
Даны конструктивные (табл. 1.1) и эксплуатационные (табл. 1.2) характеристики конденсатора. Необходимо при заданных режимных параметрах (табл. 1.3) рассчитать конечный температурный напор конденсатора δt и абсолютное давление пара в горловине конденсатора рк, используя следующие методики поверочного теплового расчета:
– Всероссийского теплотехнического института (ВТИ);
– Калужского турбинного завода (КТЗ);
– Уральского государственного технического университета (УГТУ-УПИ).
Таблица 1.1. Конструктивные характеристики конденсатора
Наименование показателя, обозначение,
единица измерения
|
Значение
|
1. Количество теплообменных трубок N, шт.
|
10450
|
2. Длина теплообменных трубок активная l, м
|
8,890
|
3. Диаметр теплообменных трубок наружный dн, м
|
0,028
|
4. Диаметр теплообменных трубок внутренний dвн, м
|
0,026
|
5. Материал теплообменных трубок
|
Медно-никелевый сплав МНЖ5-1
|
6. Число ходов конденсатора по воде z, шт.
|
2
|
7. Поверхность охлаждения конденсатора эффективная F, м2
|
8170
|
8. Площадь горловины выхлопного патрубка турбины sгорл, м2
|
119,1
|
9. Коэффициент теплопроводности материала трубок λст, Вт/(м∙К)
|
104,7
|
10. Средняя ширина ленты компоновки трубного пучка Алент, м
|
0,289
|
11. Шаг разбивки трубок s1, м
|
0,03
|
12. Шаг разбивки трубок s2, м
|
0,03
|
13. Периметр трубной доски Ртр. д, м
|
7,34
|
14. Периметр трубного пучка Ртр. п, м
|
26,94
|
15. Периметр набегания пара в сечении между трубками
по периферии трубного пучка sузк, м
|
10
|
Таблица 1.2. Эксплуатационные характеристики конденсатора
Наименование показателя, обозначение,
единица измерения
|
Значение
|
1. Коэффициент состояния (степень чистоты) поверхности теплообмена α, ед.
|
0,9
|
2. Относительное содержание воздуха в паре ε, кг/кг
|
5∙10–5
|
3. Частота колебания теплообменных трубок fвибр, Гц
|
18
|
4. Амплитуда колебания теплообменных трубок Авибр, м
|
0,10∙10–3
|
5. Ускорение свободного падения g, м/с2
|
9,81
|
6. Коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения ηпот, ед.
|
0,99
|
7. Номинальный расход пара в конденсатор Dкном, т/ч
|
380
|
8. Среднее абсолютное давление охлаждающей воды в конденсаторе ров, бар
|
1,8
|
Таблица 1.3. Показатели режима работы конденсатора
Наименование показателя, обозначение,
единица измерения
|
Значение
|
Вариант задания
|
2.1
|
1. Расход охлаждающей воды через конденсатор Gв, м3/ч
|
19000
|
2. Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор t1в, оС
|
5
|
3. Расход пара в конденсатор Dк, т/ч
|
410
|
Расчет показателей
Расчет по каждой из методик выполнен в табличном виде (табл. 1.4–1.6). Алгоритмы расчета приняты по данным [1].
Таблица 1.4. Поверочный тепловой расчет конденсатора по методике ВТИ
Наименование показателя, обозначение, единица измерения
|
Метод определения
|
Значения
|
1. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды f, м2
|
|
2,774
|
2. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора wв, м/с
|
|
1,903
|
3. Номинальная удельная паровая нагрузка конденсатора  , кг/(м2∙ч)
|
|
46,512
|
4. Удельная паровая нагрузка конденсатора в заданном режиме dк, кг/(м2∙ч)
|
|
50,184
|
5. Граничная удельная паровая нагрузка конденсатора  , кг/(м2∙ч)
|
|
39,070
|
6. Отношение удельных паровых нагрузок конденсатора δ, ед.
|
|
1,284
|
7. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи паровой нагрузки конденсатора Фd, ед.
|
При нагрузке 
значение  .
При нагрузке 
значение 
|
1,000
|
8. Комплекс А
|
Примечание. Значение dвн
подставлять в миллиметрах
|
0,986
|
9. Комплекс Б
|
|
0,135
|
10. Комплекс В
|
|
0,000
|
11. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора К, Вт/(м2∙К)
|
|
3121,547
|
12. Температура насыщения tн, оC
|
Задаётся
|
23,211
|
13. Разность теплосодержаний пара и конденсата Δhк, кДж/кг
|
В первом приближении –
по таблицам термодинамических свойств воды
и водяного пара [2] при tн
|
2445,900
|
14. Теплоёмкость охлаждающей воды срв, кДж/(кг∙К)
|
В первом приближении может приниматься постоянной
срв = 4,19 кДж/(кг∙К)
|
4,190
|
15. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора t2в, оC
|
|
17,471
|
16. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения (конечный температурный напор конденсатора) δt, оC
|
|
5,751
|
17. Новое значение температуры насыщения  , оC
|
|
23,222
|
18. Невязка расчета температуры насыщения Δ, %
|
Если невязка  ,
то расчёт повторяется с п.12 при 
|
0,045
|
19. Давление пара в паровом пространстве конденсатора рк, кПа
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при
|
2,847
|
Таблица 1.5. Поверочный тепловой расчет конденсатора по методике КТЗ
Наименование показателя, обозначение, единица измерения
|
Метод определения
|
Значение в итерациях
|
1
|
2
|
3
|
|
1. Температура насыщения tн, оC
|
Задаётся
|
23,211
|
26,240
|
27,500
|
|
2. Разность теплосодержаний пара и конденсата Δhк, кДж/кг
|
В первом приближении –
по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн
|
2445,900
|
2438,800
|
2435,800
|
|
3. Теплоёмкость охлаждающей воды срв, кДж/(кг∙К)
|
В первом приближении может приниматься постоянной
срв = 4,19 кДж/(кг∙К)
|
4,190
|
4,190
|
4,190
|
|
4. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора t2в, оC
|
|
17,471
|
18,125
|
18,109
|
|
5. Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе Δtв, оC
|
|
12,471
|
13,125
|
13,109
|
|
6. Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей в конденсаторе  , оC
|
|
10,802
|
13,641
|
15,003
|
|
7. Средняя температура охлаждающей воды в конденсаторе  , оC
|
|
12,409
|
12,599
|
12,497
|
|
8. Коэффициент теплопроводности охлаждающей воды λв, Вт/(м∙К)
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров
|
0,586
|
0,587
|
0,587
|
|
9. Число Прандтля охлаждающей воды Prв
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров
|
8,721
|
8,670
|
8,697
|
|
10. Коэффициент динамической вязкости охлаждающей воды μв, Н∙с/м2
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров
|
0,0012201000
|
0,0012137000
|
0,0012171000
|
|
11. Удельный объём охлаждающей воды  , м3/кг
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров
|
0,0010005000
|
0,0010005000
|
0,0010005000
|
|
12. Коэффициент кинематической вязкости охлаждающей воды  , м2/с
|
|
0,0000012207
|
0,0000012143
|
0,0000012177
|
|
13. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды f, м2
|
|
2,774
|
2,774
|
2,774
|
|
14. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора wв, м/с
|
|
1,903
|
1,802
|
1,802
|
|
15. Число Рейнольдса охлаждающей воды Reв
|
|
40521,831
|
38591,533
|
38483,727
|
|
16. Коэффициент теплопередачи с водяной стороны αв, Вт/(м2∙К)
|
|
5989,041
|
5749,603
|
5742,136
|
|
17. Тепловая нагрузка конденсатора Q, Вт
|
|
275775225
|
274974700,00
|
274636450,00
|
|
18. Внутренняя поверхность теплообмена трубок конденсатора Fвн, м2
|
|
7588,244
|
7588,244
|
7588,244
|
|
19. Средний диаметр трубок конденсатора dср, м
|
|
0,027
|
0,027
|
0,027
|
|
20. Температура стенок трубок конденсатора tст, оC
|
|
18,799
|
19,223
|
19,121
|
|
21. Температура конденсатной плёнки tпл, оC
|
|
21,01
|
22,73
|
23,31
|
|
22. Коэффициент теплопроводности конденсатной плёнки λпл, Вт/(м∙К)
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды
|
0,60117
|
0,60394
|
0,60486
|
|
23. Коэффициент динамической вязкости конденсатной плёнки μпл, Н∙с/м2
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды
|
0,00097677
|
0,00093756
|
0,00092490
|
|
24. Удельный объём конденсатной плёнки  , м3/кг
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды
|
0,001021
|
0,0010024
|
0,0010026
|
|
25. Скрытая теплота фазового перехода r, кДж/кг
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн
|
2445,9
|
2438,800
|
2435,800
|
|
26. Коэффициента теплопередачи по Нуссельту  , Вт/(м2∙К)
|
|
10387,357
|
9456,631
|
9083,868
|
|
27. Число Нуссельта Nu
|
|
483,800
|
438,430
|
420,508
|
|
28. Удельный объём насыщенного пара  , м3/кг
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн
|
47,97
|
40,432
|
37,7
|
|
29. Средняя скорость пара в выхлопном патрубке турбины wп, м/с
|
|
45,871
|
38,663
|
36,050
|
|
30. Комплекс П
|
|
0,163045
|
0,134921
|
0,125829
|
|
31. Относительный периметр набегания пара
на трубный пучок 
|
|
0,0109
|
0,0109
|
0,0109
|
|
32. Среднее значение коэффициента теплоотдачи при конденсации пара
в трубном пучке  , Вт/(м2∙К)
|
|
4775,104
|
4480,988
|
4364,573
|
|
33. Коэффициент теплоотдачи со стороны паровоздушной смеси αсм, Вт/(м2∙К)
|
|
4387,552
|
4117,308
|
4010,341
|
|
34. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора К, Вт/(м2∙К)
|
|
2394,456
|
2272,318
|
2238,133
|
|
35. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения δt, оC
|
|
8,7692
|
9,2057
|
9,4064
|
|
36. Новое значение температура насыщения , оC
|
|
26,2399
|
27,3310
|
27,5155
|
|
37. Невязка расчета температуры насыщения Δ, %
|
Если невязка  , то расчёт повторяется с п.1 при
|
13,05
|
4,16
|
0,06
|
|
38. Давление пара в паровом пространстве конденсатора рк, кПа
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при
|
3,4117
|
3,4301
|
3,6773
|
| |
Скачать 0.8 Mb.