Тема 8: Елементи принципових теплових схем електростанцій

8.1. Регенеративні підігрівачі.

Деаератори.

Термічні деаератори застосовуються для деаерації живильної води ПГ і реакторів (при одноконтурній схемі), а також живильної води теплових мереж, першого контура і так далі.

Вони включаються в систему регенеративного підігріва. При цьому застосовуються дві схеми під’єднання їх до відборів турбін:

-деаератор може бути підключений як окремий регенеративний підігрівач;

-може бути підключений перед основним поверхневим підігрівачем як окремий ступінь підігріва того ж відбору (рис.8.3.).

Рис.8.3.Схеми включення деаератора.

1,2,3-від послідовних відборів турбіни; 4-регенеративний підігрівач; 5-деаератор.

По схемі а) при зміні навантаження турбіни деаератор або працює на змінному тиску, або тиск в ньому вибирається помітно меншим від Р_отб і підтримується постійним з допомогою дроселювания.

На змінному тиску погіршуються умови роботи живильних насосів, дроселювання пари призводить до зменшення теплової економічності. При значному зниженні тиску пари у відборі необхідно передбачити додаткове підведення пари з вищестоячого відбору. Така схема застосовується на електростанціях з базовим навантаженням або на ТЕЦ при приєднанні деаератора до виробничого відбору.

По схемі б) деаератор і наступний за ним підігрівач складає разом один ступінь підігріва. Дроселювання пари на вході в деаератор тут ніяк не відображується на тепловій економічності. Тому ця схема знайшла найбільш широке розповсюдження.

Деаератори живильної води парогенератора на сучасних електростанціях працюють при Р=0,6-0,7 МПа. Деаерація води випарників і пароперетворювачей відбувається при Р=0,12 МПа, а деаерація подживлючой води теплових мереж – або при Р=0.12 МПа, або під вакуумом.

У відповідності з вимогою ДСТУ для установок з Р від 0,4 до 10 МПа вміст кисня в деаерированій воді не повинен перевищувати 20 мкг/кг, а при Р > 10 МПа – 10 мкг/кг. Вода в деаераторі при цьому повинна підігріватися до температури дуже близької до температури насичення. В деаераторі електростанції підігрів води ведеться паром в приладах, змішуючого струмного, плівкового і барботажного типу.

В нинішній час розповсюджені деаератори струмного типу і апарити, в яких наряду з теплообміном і десорбцією, що відбуваються при омиванні паром струмів води, ці процеси здійснюються також в умовах барботування.

Розглянемо схеми деаераційної установки надлишкового тиску а) і вакуумну б) (рис.):

Рис.8.3.(1). Схеми деаераційної установки надлишкового тиску а) і вакуумну б).

1-підвод деаеруючої води; 2-охолоджувач випару; 3-ежектор; 4-у дренажний бак; 5-підвод пари; 6-деаераторна колонка; 7-бак-акумулятор; 8-живильний насос.

Установка в основному складається з деаераційної колонки, бака-акумулятора і охолоджувача випару. В вакуумному деаераторі є також ежектор, що підтримує вакуум в деаераторі.

Підігрів і дегазація здійснюється в основному в колонках. Баки-акумулятори служать для збору і зберігання певного запасу води. Однак прилади для деаерації встановлюються також і в баках. Запас води в баках блочних електростанцій повинен відповідати витраті її в ПГ на протязі п'яти хвилин.

Для нормальної деаерації разом з газами, що не конденсуються необхідно відводити 1,5-2кг пари на кожну тону деаерованої води. Пароповітряна суміш (випар) відводиться до охолоджувача випару, де основна частина пари конденсується, віддаючи тепло, що спрямовується в деаератор.

Розглянемо конструктивну схему деаераторної колони атмосферного струмного деаератора (рис. 8.2). Вода підводиться до верхньої частини колонки і через водозлив зливається на верхню тарілку. Тарілка має отвори діаметром 5-6мм., розміщені по всій кільцевій поверхні тарілки. Через ці отвори вода дощем падає на нижню тарілку, а звідти через такі же отвори на наступну. По висоті встановлюються 4-8 тарілок. Одні з них дископодібні, інші – кільцеподібні. Пар підводиться в нижню частину колонки і, багаторазово перетинаючи струми, конденсується на поверхні води. Випар удаляється з верхньої частини колонки, а деаерована вода стікає вниз в бак-акумулятор. Деаератор має декілька штуцерів для підведення води. Основний потік підводиться до верхніх штуцерів. Дренажи, що мають звичайно більш високу температуру – в нижні.

Рис.8.3.(2). Схем деаераторної колони атмосферного струмного деаератора.

1-підвод деаеруємої води; 2-відвод випару; 3-тарілка деаератора; 4-підвод гріючої пари.

Для деаераторів підвищеного тиску, окрім деаераційних тарілок, використовуються також барботажні прилади.

а)

Рис.8.3.(3).а). Барботажные устройства.

Конденсатори.

Служать для конденсації відпрацьованої в турбіні пари при заданому вакуумі. Представляє собою поверхневі теплообмінники. В основному використовують горизонтальні конденсатори.

Рис.8.5.

1. Корпус; 2. Трубні дошки; 3. Задня водяна камера; 4. Трубки; 5. Передня водяна камера; 6,7 Підведення і відведення охолоджуючої води; 8. Паропідводячий патрубок; 9. Повітряохолоджувач; 10. Відсос пароповітряної суміші; 11. Конденсатозбірник.

Вода, що охолоджує, здійснює один або два ходи. Пучок повітроохолоджувачу включається в перший хід води.

Температура насичення в конденсаторі визначається співвідношенням:

t_S2 = δt+Δt+t_1в

δt – температурний напір на виході води з конденсатора;

Δt – нагрів води в конденсаторі;

t_1в – температура води на вході;

Δt – залежить від кратності охолоджування ;

Звичайно m=50-65%. Тиск пари в конденсаторі відповідне t_S2 і приймається в залежності від температури води,що охолоджує.

Трубний пучок виконується у вигляді багаторазово згорнутої стрічки відносно вертикальної осі конденсатора з глибокими проходами на зовнішній стороні пучка.

Конденсатори охолоджуються як прісною, так і солоною водою. Для трубок на прісній воді використають здебільшого латунь Л-68, а на морській – ЛО-70-1. Також використовується мідно-нікелевий сплав МНЖН (93% міді, 5% нікеля, 1% заліза), а трубні дошки зі сталі 12Х18Н9Т. Діаметр трубок 16-32 мм., з товщиною 1-2мм. Швидкість в трубках 1-2, 5 м/с на прісній воді і 1,5 м/с – на морський.

Крайки конденсатосбірника виступають над днищем конденсатора на 15-20мм. Конденсат, розлитий по днищу тонким шаром, омивається паром, що надходить в нижню частину пучка, завдяки чому додатково деаерується. Сам конденсатосбірник виконаний деаераційним, струйного типу. Стікаючий через край конденсатосбірника конденсат надходить на дирчатий лист. Струми конденсата омиваются потіком пари, що забезпечує додаткову деаерацію.

Можливе підвальне і бокове розташування конденсоторів.