RU2047070C1 - Устройство для конденсации отработанного пара турбины - Google Patents
Устройство для конденсации отработанного пара турбины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047070C1 RU2047070C1 SU5046676A RU2047070C1 RU 2047070 C1 RU2047070 C1 RU 2047070C1 SU 5046676 A SU5046676 A SU 5046676A RU 2047070 C1 RU2047070 C1 RU 2047070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- cooler
- mixture
- resistance
- partitions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Использование: в энергетике, а именно на тепловых и атомных электростанциях. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1, промежуточные перегородки 2, делящие паровую часть на секции, входную, поворотную и выходную водяные камеры, основные трубные пучки 3 и 4 соответственно первого и второго ходов, трубный пучок 5 охладителя паровоздушной смеси, конденсатосборник 9, перегородки 6 по паровой стороне, разделяющие пучки 3 и 4, не допускающие смешения пара и смеси, выходящей из пучков, делящие также вход в трубный пучок охладителя 5 на две неравные части 7 и 8 так, что увеличение парового сопротивления основного трубного пучка первого хода компенсировано уменьшением сопротивления соответствующей части 7 входа охладителя, а уменьшение парового сопротивления основного трубного пучка второго хода - увеличением сопротивления части 8 входа охладителя для этого пучка. 2 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых и атомных электростанциях.
Известно устройство для конденсации, содержащее корпус, промежуточные перегородки, делящие парую часть на секции, входные, поворотные и выходные водяные камеры, основные трубные пучки первого и второго ходов (по охлаждающей воде), трубные пучки охладителей паровоздушной смеси и конденсатосборник (Вопросы конструирования и эксплуатации конденсационных устройств паровых турбин/Под ред. П.С.Гольденберга. М-Л. ГЭИ, 1953, с. 21).
Недостатками устройства являются:
повышенное паровое сопротивление при подводе пара к основному трубному пучку первого хода, так как подвод пара осуществляется через узкое сечение диффузора;
отвод паровоздушной смеси от основного пучка первого хода в достаточной мере не обеспечивается, так как по отводу смеси к одному охладителю оба основных пучка находятся в равных условиях, а по условиям теплообмена, по разности температур между охлаждающей водой и паром, нижний пучок должен быть загружен больше. В результате часть поверхности основного пучка первого хода завоздушивается (увеличенная концентрация воздуха в паровом пространстве) и, как следствие, ухудшается теплообмен, повышается конечный температурный напор, создается недостаточно высокий вакуум.
повышенное паровое сопротивление при подводе пара к основному трубному пучку первого хода, так как подвод пара осуществляется через узкое сечение диффузора;
отвод паровоздушной смеси от основного пучка первого хода в достаточной мере не обеспечивается, так как по отводу смеси к одному охладителю оба основных пучка находятся в равных условиях, а по условиям теплообмена, по разности температур между охлаждающей водой и паром, нижний пучок должен быть загружен больше. В результате часть поверхности основного пучка первого хода завоздушивается (увеличенная концентрация воздуха в паровом пространстве) и, как следствие, ухудшается теплообмен, повышается конечный температурный напор, создается недостаточно высокий вакуум.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для конденсации, содержащее в каждой половине относительно вертикальной оси корпуса промежуточные перегородки, делящие паровую часть на секции, входную, поворотную и выходную водяные камеры, основные трубные пучки первого и второго ходов, трубный пучок охладителя паровоздушной смеси, конденсатосборник и перегородки по паровой стороне (Тубянский Л.И. и Френкель Л.Д. Паровые турбины высокого давления ЛМЗ. М-Л. ГЭИ, 1956, с. 200-205).
Однако перегородки выполняют функцию отводящих конденсат к промежуточным перегородкам и указанных выше недостатков не устраняют.
Цель изобретения увеличение вакуума в устройстве для конденсации за счет выравнивания коэффициента теплопередачи на поверхности обоих основных пучков путем улучшения вентиляции пучка первого хода.
Для этого в устройстве для конденсации отработанного пара турбины, содержащем корпус с размещенными в нем промежуточными перегородками, делящими паровую часть на секции, входную, поворотную и выходную водяные камеры, основные трубные пучки первого и второго ходов, трубный пучок охладителя паровоздушной смеси, конденсатосборник и дополнительные перегородки, основной трубный пучок первого хода отделен от второго дополнительной перегородкой, выполненной профилированной, один из торцов которой размещен на входе в трубный пучок охладителя паровоздушной смеси с образованием двух неравных его частей.
Сущность изобретения состоит в том, что выравнивание концентрации смеси на выходе из обеих основных пучков приводит к увеличению коэффициента теплопередачи по глубине основного пучка первого хода, т.е. там, где имеется в этом наибольшая необходимость, так как разность температур пара и охлаждающей воды наибольшая. В итоге увеличивается средний по всей поверхности устройства коэффициент теплопередачи. Выравнивание концентрации воздуха возможно за счет ограничения расхода смеси, выходящей из основного пучка второго хода, что достигается выбором живого сечения и числа трубок по глубине каждой части пучка охладителя (перераспределением парового сопротивления между основным пучком второго хода и его частью охладителя).
Необходимость поиска более прогрессивных решений по компоновке трубных пучков по сравнению с существующими подтверждается в книге Шкловер Г.Г. и Мильман О.О. Исследование и расчет конденсационных устройств паровых турбин. М. Энергоатомиздат, 1985, с. 117, рис. 5.24, в которой показано, что удельная паровая нагрузка реальных устройств для конденсации отработанного пара турбин во всем диапазоне составляет 60-65% технически достижимой.
На фиг. 1 показано устройство для конденсации, поперечное сечение по паровой стороне; на фиг. 2 слева от вертикальной оси показано поперечное сечение по водяной стороне с одного торца устройства; справа от вертикальной оси поперечное сечение по водяной стороне с другого торца.
Возможность осуществления изобретения подтверждается описанием устройства в статическом состоянии и в работе.
Устройство содержит в каждой половине корпус 1, поперечно размещенные в корпусе промежуточные перегородки 2, основной трубный пучок 3 первого хода (по охлаждающей воде), основной пучок 4 второго хода, трубный пучок 5 охладителя паровоздушной смеси, при этом трубки всех пучков проходят через отверстия в промежуточных перегородках, профилированную перегородку 6, отделяющую пучок 3 по пару и паровоздушной смеси от пучка 4, разделяющую также вход пучка охладителя на две неравные части 7 и 8, конденсатосборник 9, размещенный в нижней части устройства, окна 10 в перегородках 6, предназначенные для вентиляции тупиковой зоны пучка 3, которые однако не должны существенно искажать сущность изобретения, гидрозатвор 11 в нижней части перегородок 6, предназначенный для слива (перелива) конденсата, стекающего частично из охладителя 5 смеси, частично из пучка 4, перегородку 12, входную 13, поворотную 14 и выходную 15 водяные камеры, размещенные с торцов корпуса 1.
Отметим, что пучки 3-5 выполнены в соответствии с известными требованиями (Выбросы конструирования и эксплуатации конденсационных устройств паровых турбин) Под ред. П.С.Гольденберга. М.-Л. ГЭИ, 1953, с. 19), а именно: основные пучки должны иметь возможно большее суммарное живое сечение между трубками на стороне поступления в него пара, а число рядов трубок по ходу пара должна быть возможно меньшим. Для выполнения этих требований проходы в трубном пучке со стороны входа в него пара, создаваемые с целью увеличения живого сечения первых рядов трубок, сочетаются с устройством системы внутренних каналов для отвода паровоздушной смеси, выходящей из пучка (ленточная компоновка пучка). Проходы и каналы на фиг.1 не показаны. К числу других требований относятся: ограничение скорости пара на входе в основной пучок и смеси на входе в пучок охладителя величиной 40-50 м/с, регенерация стекающего конденсата и др.
Устройство работает следующим образом.
Исходное состояние. Через входную водяную камеру 13 последовательно через трубки основного пучка 3 первого хода, поворотную водяную камеру 14, трубки основного пучка 4 второго хода воды, выходную водяную камеру 15 протекает охлаждающая вода. Трубки пучка 5 охладителя паровоздушной смеси по охлаждающей воде подключены параллельно пучку 3. В корпус 1 сверху поступает пар, всегда содержащий весьма незначительное (в долевом отношении) количество воздуха. Принято, что воздух равномерно распределен в потоке пара.
Работает эжекторная установка (не показана), удаляющая из пучка 5 охладителя паровоздушную смесь, концентрация воздуха в которой составляет 30-50%
В результате конденсации пара на холодных трубках пучков 3 и 4 происходят следующие явления: резкое, многократное сокращение объема пара, подогрев охлаждающей воды в трубках. При этом на основных пучках образуется расход пара и смеси в сторону пучка 5 охладителя. Скорость пара на входе в пучки (между трубок) максимальна, затем она по ходу потока резко падает. В результате сокращения объемов пара концентрация воздуха резко повышается, а коэффициент теплопередачи падает. В идеальном устройстве, в котором предполагается оптимальное сочетание коэффициентов теплопередачи на поверхностях пучков 3 и 4, обуславливающих теплообмен с паровой стороны, помимо прочих должно быть выполнено требование снижения концентрации воздуха в паре на всей поверхности охлаждения при заданном его поступлении (кг/ч) в вакуумную систему. Это требование может быть выполнено, если:
исключено смешение смесей;
воздух отводится с каждого участка поверхности по возможности параллельными потоками;
концентрация воздуха минимальна у каждого участка поверхности;
снижение температуры смеси по потоку осуществляется не за счет увеличения концентрации воздуха, а за счет снижения давления смеси. Это дает возможность получить больший перепад давления на пучке 3 и улучшить вентиляцию этого пучка, сохраняя температурный напор.
В результате конденсации пара на холодных трубках пучков 3 и 4 происходят следующие явления: резкое, многократное сокращение объема пара, подогрев охлаждающей воды в трубках. При этом на основных пучках образуется расход пара и смеси в сторону пучка 5 охладителя. Скорость пара на входе в пучки (между трубок) максимальна, затем она по ходу потока резко падает. В результате сокращения объемов пара концентрация воздуха резко повышается, а коэффициент теплопередачи падает. В идеальном устройстве, в котором предполагается оптимальное сочетание коэффициентов теплопередачи на поверхностях пучков 3 и 4, обуславливающих теплообмен с паровой стороны, помимо прочих должно быть выполнено требование снижения концентрации воздуха в паре на всей поверхности охлаждения при заданном его поступлении (кг/ч) в вакуумную систему. Это требование может быть выполнено, если:
исключено смешение смесей;
воздух отводится с каждого участка поверхности по возможности параллельными потоками;
концентрация воздуха минимальна у каждого участка поверхности;
снижение температуры смеси по потоку осуществляется не за счет увеличения концентрации воздуха, а за счет снижения давления смеси. Это дает возможность получить больший перепад давления на пучке 3 и улучшить вентиляцию этого пучка, сохраняя температурный напор.
По крайней мере концентрация воздуха должна быть ниже там, где больше разность температур смеси и охлаждающей воды. Но не наоборот, как это имеет место в известных устройствах.
Это требование выполнено в предлагаемом устройстве, в котором концентрация воздуха на выходе из пучков 3 и 4 должна быть одинаковой. Для того чтобы приблизить работу предлагаемого устройства к технически достижимым условиям, предусмотрена перегородка 6, не допускающая смешения пара и смеси из пучков 3 и 4 и позволяющая перед частями 7 и 8 охладителя поддерживать такое давление, чтобы перепад давления на каждом из пучков 3 и 4 соответствовал оптимальному теплообмену в них, что возможно только при равенстве концентрации воздуха в смеси на выходе из них (перед частями 7 и 8). Для выравнивания концентрации необходимо ограничение стока смеси из пучка 4 и увеличение из пучка 3. Ограничение стока смеси из пучка 4 достигается за счет увеличения парового сопротивления части 8 охладителя путем выбора живого сечения и числа трубок по глубине (по потоку) этой части. Таким образом достигается увеличение расхода пара через пучок 3, что означает увеличение среднего по всей поверхности устройства коэффициента теплопередачи. Другие преимущества. В связи с тем, что количество теплоты, отводимой из пучка 4, уменьшается, а поверхность охладителя смеси несколько возрастает, можно ожидать снижения температуры смеси на выходе из пучка 5 охладителя, благодаря чему повысится вакуум на всасе эжекторной установки. В связи с тем, что концентрация воздуха в нижней части конденсатора уменьшится, можно ожидать снижение концентрации газов, растворенных в конденсате.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДЕНСАЦИИ ОТРАБОТАННОГО ПАРА ТУРБИНЫ, содержащее корпус с размещенными в нем промежуточными перегородками, делящими паровую часть на секции, входную, поворотную и выходную водяные камеры, основные трубные пучки первого и второго ходов, трубный пучок охладителя паровоздушной смеси, конденсатосборник и дополнительные перегородки, отличающееся тем, что основной трубный пучок первого хода отделен от второго дополнительной перегородкой, выполненной профилированной, один из торцов которой размещен на входе в трубный пучок охладителя паровоздушной смеси с образованием двух неравных его частей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5046676 RU2047070C1 (ru) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Устройство для конденсации отработанного пара турбины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5046676 RU2047070C1 (ru) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Устройство для конденсации отработанного пара турбины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2047070C1 true RU2047070C1 (ru) | 1995-10-27 |
Family
ID=21606492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5046676 RU2047070C1 (ru) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Устройство для конденсации отработанного пара турбины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2047070C1 (ru) |
-
1992
- 1992-02-13 RU SU5046676 patent/RU2047070C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Трубянский Л.И. и др. Паровые турбины высокого давления, ЛМЗ. М-Л., ГЭИ, 1956, с. 200-205. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
HU212653B (en) | Steam condenser | |
US6883347B2 (en) | End bonnets for shell and tube DX evaporator | |
US4165783A (en) | Heat exchanger for two vapor media | |
US4206802A (en) | Moisture separator reheater with thermodynamically enhanced means for substantially eliminating condensate subcooling | |
JPS60103294A (ja) | 熱交換器、圧縮機中間冷却器、流体温度調節方法及び湿気分除去方法 | |
CA1309908C (en) | Steam condenser | |
KR100658126B1 (ko) | 복수기 | |
RU2047070C1 (ru) | Устройство для конденсации отработанного пара турбины | |
US4805694A (en) | Heat exchanger | |
US4047562A (en) | Heat exchanger utilizing a vaporized heat-containing medium | |
HU221112B1 (hu) | Gõzkondenzátor | |
RU2047071C1 (ru) | Конденсационное устройство паровой турбины | |
US4537248A (en) | Air-cooled heat exchanger | |
US4561255A (en) | Power plant feedwater system | |
US4962810A (en) | Heat exchanger | |
KR920007600B1 (ko) | 이중효용 공냉흡수식 냉동기 | |
AU712064B2 (en) | Steam condenser | |
RU2303475C1 (ru) | Многоступенчатый испаритель мгновенного вскипания | |
SU1011990A1 (ru) | Поверхностный конденсатор | |
US2328044A (en) | Combination low pressure feed heater | |
SU549672A1 (ru) | Поверхностный конденсатор | |
RU2043592C1 (ru) | Многоходовой теплообменник | |
SU700769A1 (ru) | Поверхностный конденсатор | |
RU2264592C1 (ru) | Теплообменник | |
JPH0359391A (ja) | 復水タービン用多室表面復水器 |