Меню

Система трубная подогревателя низкого давления

Подогреватели низкого давления: определение, принцип работы, технические характеристики, классификация, конструкция, особенности эксплуатации, применение в промышленности

На сегодняшний день существует два основных вида подогревателей. Первый тип называется поверхностным, а второй — смешивающим. Выпуском устройств первого типа занимается Саратовский завод энергетического машиностроения. Они изготавливают ПНД для турбоустановок, мощность которых находится в пределах от 50 до 300 МВт. Если поверхность теплообмена составляет до 400 м 2 , то это подогреватели низкого давления для ТЭЦ. Если повысить этот параметр до 800 м 2 , то в таком случае их можно использовать для турбоустановок на АЭС.

Общие сведения об устройстве

Стоит отметить, что если поверхность ПНД составляет более 550 м 2 и они относятся к поверхностному типу, то их можно эксплуатировать в паре с установками, рассчитанными на 300 МВт и более. Смешивающие устройства с такими же габаритами могут эксплуатироваться с установками, начиная от 200 МВт.

Можно добавить, что ПО «Красный котельщик» занимается выпуском оборудования и поверхностного типа, и смешивающего. Подогреватели низкого давления для АЭС от этого производителя имеют площадь поверхности от 500 м 2 .

Основное предназначение данного устройства — это подогрев конденсата регенеративным способом. Чаще всего конденсат берется из пара, отработанного в турбине. Однако возможен также отбор конденсата, который формируется после того, как проходит этап охлаждения перегретого пара.

Критерии работоспособности устройства

Как и у любого другого технического прибора, у ПНД имеется основной параметр, характеризующий его работу. Таким параметром стал температурный нагрев, или, другими словами, недогрев воды. На величину данной характеристики оказывают влияние несколько других параметров. Довольно сильное влияние будет оказывать такой фактор, как загрязнение трубок поверхностей нагрева у подогревателя низкого давления. Второй весомый фактор — это наличие нежелательных включений в паровом пространстве нагревателя. Таковыми включениями являются неконденсирующиеся газы, а также воздух. Чаще всего эти летучие вещества могут проникать внутрь подогревателя через неплотности в соединении трубопроводов, к примеру через водоуказательные стекла и другие узлы, которые находятся под разрежением. Что касается газов, то они поступают внутрь подогревателя вместе с отбором из турбины.

Зоны ПНД

Подогреватели низкого давления имеют специальные системы, которые предназначены для отвода всех нежелательных летучих веществ. Основной среди них является система отсоса.

Пар, который попадает к турбине подогревателя из отбора, может иметь повышенную температуру. Для того чтобы использовать данные излишки тепла и охлаждать конденсат греющего пара ниже температуры насыщения, вся поверхность теплообмена разделяется на несколько конструктивных зон:

  • Первая зона — охлаждение пара. На этом участке ПНД температура стенки будет выше, чем температура насыщения. Кроме того, именно в этой зоне будет проходить процесс, возникающий при охлаждении пара, который называется конвективным теплообменом. Еще одна характерная особенность зоны — это нагрев жидкости, которая течет в трубках выше, чем температура насыщения.
  • Следующий участок — это территория охлаждения конденсата. В данном случае участок характеризуется тем, что осуществляется конвективный теплообмен, но уже при охлаждении конденсата, который выделился при поступлении пара.
  • Последний участок — это зона конденсации пара. Здесь все просто, на этом участке конденсируется греющий пар.

Описание ПНД с СЗЭМ

Если принцип работы подогревателя низкого давления прост и понятен, то более сложной, но в то же время и более оптимальной конструкцией является комбинированная система. В данном случае отличительная особенность состоит в том, что устройство соединяется при помощи вакуумного трубопровода с местом отбора пара, пройдя который они попадают в оборудование смешивающего типа. Чаще всего такие модели используются только на достаточно мощных установках с мощностью от 200 до 800 МВт.

Читайте также:  Какое изменение высоты соответствует изменению давления

Отличительной чертой всех приборов, выпускаемых на СЗЭМ, стало то, что все они имеют вертикальное исполнение, а также разъем фланцевого типа на корпусе. Можно добавить, что начиная с 1985 года на всей продукции, которая выпускалась, фланцы плоского типа были заменены на воротниковые.

Устройство ПНД ТКЗ

Выпускаются подогреватели низкого давления (ПНД) по ТКЗ для турбин, которые в качестве топлива используют органические вещества. Их конструктивные особенности следующие:

  • Во-первых, все части трубного типа соединяются с корпусом при помощи сварки.
  • Во-вторых, расположение разъема фланцевого типа может отличаться. Эти разъемы могут находиться на водяных камерах. При этом они обычно располагаются выше, чем трубные доски, а также выше, чем патрубки как подвода, так и отвода конденсата. Это достаточно выгодно, так как позволяет не отсоединяться трубопровод при необходимости ремонта. Второй вариант расположения — ниже, чем трубные доски. Стоит также отметить, что некоторые подогреватели изготавливаются и вовсе без таких разъемов.
  • В-третьих, сособо выделяется то, что связи анкерного типа не выходят за пределы водяной камеры.

Стоит также выделить такую особенность, что некоторые подогреватели идут вместе со встроенными участками ОП и ОК.

Подогреватель смешивающего типа

Подогреватели высокого и низкого давления не совсем одно и то же. ПНД смешивающего типа значительно отличаются по своей конструкции. Основное отличие заключено в том, что у смешивающего типа отсутствует поверхность, которая предназначена для теплообмена. Кроме того, появляется возможность более эффективно использовать тепло пара, так как будет отсутствовать такой критерий, как недогрев, вызванный разностью температур.

Подогреватели ВД

Здесь можно отметить, что система ПВД может быть однопоточной или же многопоточной. В случае с одним потоком все просто. Нагрев жидкости будет осуществляться в одной группе подогревателей. Что касается многопоточной системы, то чаще всего это две, редко три группы ПВД, которые расположены параллельно. Основной характеристикой для таких устройств стало рабочее давление воды в трубах. Определяется оно при помощи полного давления питательных насосов. К примеру, тепловые электростанции отличаются максимальным рабочим давлением пара в ПВД 7,0 МПа, давление питательной воды может достигать 38,0 МПа. Что касается атомных электростанций, то здесь показатели этих характеристик соответственно равны 2,8 МПа и 9,7 МПа.

Конструкция ПВД несколько схожа с подогревателем низкого давления поверхностного типа, так как у системы имеется один корпус, который также делится на три рабочие зоны. На сегодняшний день особое распространение получили всего четыре системы, которые используют в своем составе подогреватели высокого давления.

Источник

Назначение и конструкция подогревателей ПВД и ПНД

Подогреватели высокого давления (ПВД) предназначены для подогрева питательной воды котлов тепловых электростанций за счет использования тепла пара, отбираемого из промежуточных ступеней турбин. Подогреватель высокого давления представляет собой кожухотрубный теплообменник вертикального типа, основные узлы которого: корпус, трубная система и водяная камера. Корпус подогревателя высокого давления состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой и водяной камерой. Трубная система теплообенника состоит из трубной доски, каркаса, U-образных теплообменных труб, концы которых развальцованы в трубной доске. Каркас трубной системы имеет поперечные сегментные перегородки, направляющие поток пара и служащие промежуточными опорами для теплообменных труб. На трубной доске предусмотрена установка клапанов для отвода воздуха из корпуса при гидроиспытании и слива воды из водяной камеры. Водяная камера состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой и корпусом, патрубков подвода и отвода воды (в подогревателе ПВ-60-4 водяная камера стальная, литая). Внутренний объём камеры разделён перегородками на отсеки, благодаря которым вода совершает 4 хода. В верхней части водяной камеры предусмотрена установка клапана для спуска воздуха из трубной системы при гидроиспытании. В теплообменнике нагреваемая вода движется по теплообменным трубкам, а греющий пар поступает через пароподводящий патрубок в межтрубное пространство и проходя между направляющими сегментными перегородками, конденсируется. Конденсат пара стекает в нижнюю часть корпуса и отводится из теплообменника через регулирующий клапан, управляемый электронным автоматическим устройством. Аппаратура автоматического регулирования уровня конденсата поддерживает нормальный уровень конденсата в корпусе, выпускает избыток конденсата в дренажную сеть и препятствует выходу пара из корпуса. Накапливающиеся в теплообменнике неконденсирующиеся газы отводятся через патрубок на корпусе. Для контроля температуры воды на входе и выходе, а также греющего пара на входе на патрубках теплообменника предусмотрена установка технических стеклянных термометров прямого и углового исполнения и соответствующего диапазона измерения температуры. Термометры защищены металлическими оправами. Для контроля уровня конденсата на корпусе теплообменника предусмотрена установка указателя уровня (водоуказательного стекла), снабжённого запорным устройством клапанного типа, которое обеспечивает отключение от сосуда, продувку указателя и защиту персонала при разрыве водоуказательного стекла.

Читайте также:  Литература для вопроса артериальное давление

Подогреватели низкого давления ПНД предназначены для подогрева питательной воды в системах регенерации стационарных пароввых турбин ТЭЦ. Подогреватели низкого давления типа ПH-350 имеют следующие конструктивные особенности: — наличие кожуха, плотно облегающего трубный пучок снаружи. Нижняя кромка кожуха опущена под уровень воды в корпусе подогревателя ПН-350-16-7-II для предотвращения протечек пора мимо трубного пучка. В подогревателях ПН-350-16-7-I и ПН-350-16-7-III в нижней части корпуса вварен стакан, который вместе с нижней кромкой кожуха образует гидрозатвор; — греющий пар поступает о кольцевое пространство, образованное корпусом и внутренним кожухом, распределяется в нем и затем идет на трубный пучок; — подогреватель ПН-350-16-7-II имеет встроенную зону охлаждения конденсата, в подогревателе ПН-350-16-7-I часть поверхности нагрева выделена под охладитель пара; — промежуточные направляющие перегородки трубного пучка типа диск-кольцо имеет по периферии бортик, обеспечивающий сбор и накопление на перегородках конденсата греющего пара, который отводится через отверстия в каркасных трубах трубного пучка. Конструктивной особенностью трубной системы подогревателя ПН-400-26-7-1 является наличие встроенного охладителя пара, заключенного в специальный кожух. Подогреватель низкого давления представляет собой кожухотрубный теплообменник вертикального типа, основными узлами которого являются: корпус, трубная система, водяная камера. Сборка узлов осуществляется с помощью фланцевого соединения, обеспечивающего возможность их профилактического осмотра и ремонта. Корпус подогревателя состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой и водяной камерой. Трубная система состоит из трубной доски, каркаса, U-образных теплообменных труб, концы которых развальцованы в трубной доске. Каркас трубной системы образуют: каркасные стойки (швеллеры и трубы), поперечные сегментные перегородки, направляющие поток пара и служащие промежуточными опорами для теплообменных труб, пароотбойный щит. На трубной доске предусмотрена установка воздушного клапана для отвода воздуха из корпуса при гидроиспытании и клапана для слива воды из водяной камеры. Водяная камера состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой и корпусом, патрубков подвода и отвода воды. Внутренний объём камеры разделён перегородками на отсеки, благодаря которым вода совершает необходимое количество ходов. В верхней части днища установлена муфта воздушного клапана для отвода воздуха из трубной системы при гидроиспытании. Сиcтема регенерации низкого давления выполняется преимущественно однопоточной, с нагревом воды в одной группе последовательно расроложенных подогревателей низкого давления. Причем в некоторых случаях отдельные ступени регенеративного подогрева могут иметь два аппарата ПН параллельно подсоединенных по питательной воде и греющему пару. В подогревателе нагреваемая вода движется по теплообменным трубкам, а греющий пар поступает через пароподводящий патрубок в межтрубное пространство. Конденсат пара стекает в нижнюю часть корпуса и отводится из подогревателя через регулирующий клапан, управляемый электронным автоматическим устройством. Аппаратура автоматического регулирования уровня конденсата поддерживает нормальный уровень конденсата в корпусе, выпускает избыток конденсата в дренажную сеть и препятствует выходу пара из корпуса. Накапливающиеся в подогревателе неконденсирующиеся газы отводятся через патрубок на корпусе.

Читайте также:  Пластинчатый гидравлический насос высокого давления

26термодинамич процессы в реал газах и парах

Ихозорн процесс

Из диаграммы на рисунке видно, что нагре-

ванием при постоянном объеме влажный

пар можно перевести в сухой насыщен-

ный и перегретый. Охлаждением его

можно сконденсировать, но не до конца,

так как при каком угодно низком давле-

нии над жидкостью всегда находится не-

которое количество насыщенного пара.

Это означает, что изохора не пересекает

нижнюю пограничную кривую.

Изобарный процесс

подводе теплоты к влажному насыщен-

ному пару его степень сухости увеличи-

вается и он (при постоянной температу-

ре) переходит в сухой, а при дальнейшем

подводе теплоты — в перегретый пар

(температура пара при этом растет).

При отводе теплоты влажный пар кон-

денсируется при Ts = const.

Изотермич проц

Внутренняя энергия водяного пара

в процессе Т = const не остается постоян-

ной (как у идеального газа), так как

изменяется ее потенциальная составляю-

Адиабат проц

При адиабатном расширении давление и

температура пара уменьшаются и перегре-

тый пар становится сначала сухим, а за-

тем влажным. Работа адиабатного про-

цесса определяется выражением

PV диаг вод пара

определения. Рассмотрим про-

цесс получения пара. Для этого 1 кг во-

ды при температуре О «С поместим и ци-

линдр с подвижным поршнем. Приложим

к поршню извне некоторую постоянную

силу Р. Тогда при площади поршня

F давление будет постоянным и равным

p = P/F. Изобразим процесс парообразо-

вания, т. е. превращения вещества из

жидкого состояния в газообразное, в р,

Начальное состояние воды, находя-

щейся под давлением р и имеющей тем-

пературу О °С, изобразится на диаграм-

ме точкой ао. При подводе теплоты к воде

ее температура постепенно повышается

до тех пор, пока не достигнет температу-

ры кипения /s, соответствующей данному

давлению. При этом удельный объем

жидкости сначала уменьшается, дости-

гает минимального значения при t=

= 4 СС, а затем начинает возрастать.

(Такой аномалией — увеличением плот-

ности при нагревании в некотором диа-

пазоне температур — обладают немногие

жидкости. У большинства жидкостей

удельный объем при нагревании увели-

чивается монотонно.) Состояние жидко-

сти, доведенной до температуры кипения,

изображается на диаграмме точкой а’.

При дальнейшем подводе теплоты

начинается кипение воды с сильным уве-

личением объема. В цилиндре теперь на-

ходится двухфазная среда — смесь воды

и пара, называемая влажным насы-

щенным паром. По мере подвода

теплоты количество жидкой фазы умень-

шается, а паровой — растет. Температу-

ра смеси при этом остается неизменной

и равной ts, так как вся теплота расходу-

ется на испарение жидкой фазы. Следо-

вательно, процесс парообразования на

этой стадии является изобарно-изотер-

мическим. Наконец, последняя капля во-

ды превращается в пар, и цилиндр ока-

зывается заполненным только паром, ко-

торый называется сухим насыщен-

н ы м. Состояние его изображается точ-

Насыщенным называется пар,

находящийся в термическом и динамиче-

ском равновесии с жидкостью, из кото-

рой он образуется. Динамическое равно-

весие заключается в том, что количество

молекул, вылетающих из воды в паровое

пространство, равно количеству молекул,

конденсирующихся на ее поверхности.

Дата добавления: 2018-05-13 ; просмотров: 1919 ;

Источник

Adblock
detector