Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

этих требований зависит в основном от расположения конденсаторных трубок, герметичности вакуумной системы и сохранения поверхности охлаждения в чистом виде в условиях эксплуатации конденсатора.

Для устранения переохлаждения конденсата предусматриваются периферийные или центральные проходы для пара к нижней части конденсатора, т. е. к конденсатосборнику. Стекающий с конденсатор­ ных трубок переохлажденный конденсат проходит через паровое про­ странство и подогревается до температуры, близкой температуре насы­ щения отработавшего пара. Для этой цели организуется упорядочен­ ный сток конденсата установкой перегородок, не препятствующих потоку паровоздушной смеси.

Эффективность работы конденсатора и небольшое паровое сопро­ тивление обеспечиваются правильной компоновкой трубного пучка конденсатора. Периферийная зона трубного пучка, являющаяся ин­ тенсивной зоной конденсации пара, имеет обычно разреженную раз­ бивку трубок и углубленные проходы для доступа пара к последующим рядам конденсаторных трубок. Путь движения паровоздушной смеси к месту ее отсоса по возможности должен быть коротким и прямым. Для обеспечения эффективной работы отсасывающих устройств в кон­ денсаторе выделяется специальный трубный пучок, называемый воз­ духоохладителем, для конденсации пара, содержащегося в паровоз­ душной смеси. Этот пучок должен располагаться в более холодной части конденсатора. Однако его нельзя располагать вблизи конденсатосборника во избежание переохлаждения конденсата. Охлаждающие трубки в конденсаторах располагаются отдельными группами — пуч­ ками. В пределах пучка трубки закрепляются по определенному спо­ собу. В разных пучках одного конденсатора могут применяться раз­ личные способы расположения трубок.

Типичные способы расположения трубок рассмотрим на отдель­ ных примерах. Широко используется ромбический способ разбивки трубок (его называют разбивкой по треугольнику). ЛМЗ в старых конструкциях конденсаторов применял коридорную разбивку трубок в верхних пучках конденсатора, что позволяло уменьшить потери давления при увеличенном шаге между трубками. Коридорная раз­ бивка трубок может быть с наклонной сеткой осей. Часто применяется также и радиальная, или лучевая, разбивка трубок. При этом способе трубки располагаются на пересечении концентрических осей по ок­ ружности с радиальными. Такой способ разбивки применяется для периферийных рядов со стороны входа пара. Он благоприятен для доступа пара к последующим рядам трубок при относительно малых потерях давления. При любом способе расположения трубок в совре­ менных конденсаторах предусматриваются глубокие проходы между отдельными пучками трубок для пара, что способствует уменьшению парового сопротивления.

Конструкции конденсаторов рассмотрим на отдельных примерах. На рис. 1-79 показана конструкция нового конденсатора типа 50-КЦС-5 для турбины ЛМЗ типа К-50-90 (ВК-50-3). Конденсатор двухходового типа с поверхностью охлаждения FK = 3000 м2 и рас­ ходом охлаждающей воды 8000 м3 /ч. Гидравлическое сопротивление

138

139

ления. Двухступенчатое удаление агрессивных газов из питательной воды предварительно в конденсаторе и окончательно в деаэраторе устраняет коррозию в пароводяном тракте турбинной установки и повышает надежность его работы. На рис. 1-81 показан чертеж деаэрационного бака, установленного в конденсатосборнике конденсатора турбины К-300-240 ЛМЗ. В этом деаэрационном баке термическая деаэрация конденсата осуществляется посредством барботажа. В кон­ денсатосборнике установлен специальный перфорированный дырча­ тый лист 3. Конденсат из конденсатора через подвод 6 стекает на пер­ форированный лист, как это показано на чертеже. В конце листа по течению конденсата установлена перегородка 5 для создания необхо­ димого подпора и поддержания постоянной толщины слоя конденса­ та. Через трубу 2 в конденсатор под перфорированный дырчатый лист подводится пар с давлением несколько выше, чем давление в конден­ саторе. За счет этой разницы давлений пар через отверстия 4 поступа­ ет к слою конденсата и барботируется через него в виде пузырей и струй. Часть пара конденсируется, а оставшаяся часть пара, обога­ щенная газами, поступает в конденсатор через слой конденсата, сте­ кающего с верхнего распределительного водослива /. Конденсат, сте­ кающий с верхнего водослива, дополнительно подогревается за счет тепла пара, поступающего в конденсатор из деаэрационного бака. Через отвод 7 происходит слив конденсата из деаэрационного бака.

Специальные экспериментальные исследования, проведенные на

В работе конденсатора возможны аварийные случаи. Например, при аварийном отключении электродвигателей циркуляционных на­ сосов прекращаются подача воды в конденсатор и конденсация отра­ ботавшего пара. В таком случае мгновенно повышается давление от­ работавшего пара в выхлопной части турбины. Отсутствие предохрани­ тельных устройств (ваккум-реле и др.) привело бы к резкому повыше­ нию давления за турбиной (в пределе —• до давления свежего пара) и разрушению конденсатора и турбины. Чтобы предотвратить возмож­ ность такой аварии, на присоединяемой к конденсатору атмосферной трубе устанавливают автоматически действующее предохранитель­ ное устройство, обычно клапан. В случаях повышения давления за турбиной несколько выше атмосферного, что допустимо по условиям прочности конденсатора и части низкого давления турбины, предохра­ нительный клапан автоматически срабатывает и перепускает отрабо­ тавший пар в атмосферу.

Турбостроительными заводами применяются различные конструк­ ции предохранительных устройств.

На рис. 1-82 показана конструкция автоматического клапана — диафрагмы ЛМЗ, применяемая на новых конденсаторах. Этот клапан установлен в коробе 5 перед атмосферной трубой, которая приварена к верхней части корпуса цельносварного конденсатора. Выходная кромка тарелки 4 закрыта кольцевой паранитовой прокладкой 9 тол­ щиной 0,5 мм. Эта прокладка с помощью шпилек 10 и 7 и прижимных колец 11 и 6 прижимается к клапану 4 и его седлу 8. Для обеспечения

141

герметичности этого соединения тарелка клапана должна заливаться водой (конденсатом). Для этой цели в коробе 5, в котором установлен клапан, предусмотрены трубопроводы заливки и дренажа конденсата (прокладка — кольцо 12, серьги 2 и вал 1). При повышении давления в конденсаторе сверх атмосферного разрывается прокладка 9 и тарел­ ка клапана 4 избыточным давлением откидывается в сторону, сообщая конденсатор с атмосферной трубой 3. На период гидравлического испытания конденсатора после его монтажа вместо паранитовой про­ кладки закладывается специальное стальное кольцо.

Рис . 1-82. Автоматический атмосферный к л а п а н — д и а ф р а г м а на конденсаторах ЛМ З

§ 1-42. Тепловой расчет конденсатора

Уравнение теплового баланса конденсатора (без учета потерь теп­ ла в окружающую среду)

Уравнение (1-206) показывает, какое количество тепла при конден­ сации пара передается охлаждающей воде WK, нагревая ее от ^.до t\- Это уравнение позволяет определить расход охлаждающей воды через конденсатор, для чего значения DK и г2 принимаются по данным теп­ лового расчета турбины. Величина г'к (кДж/кг) принимается соответ-

14 2