К вопросу выбора типа поверхностного конденсатора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 70 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1950 г.

К ВОПРОСУ ВЫБОРА ТИПА ПОВЕРХНОСТНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Е. Н. ШАДРИН

Поверхность охлаждения, конденсатора в м2

W , ts — t,

W —количество подаваемой в конденсатор охлаждающей воды, кг/час; ts —температура пара, поступающего в конденсатор, °С; t.uty—температуры охлаждающей воды на входе в конденсатор и выходе из него, °С;

К —общий коэффициент теплопередачи, ккал\мг час, °С.

Величина его зависит от многих факторов, в том числе от скорости Cw воды в трубках конденсатора, температуры tx охлаждающей воды, па-

Ас

ровой нагрузки - конденсатора, а также от количества GK% попа-

F

■дающего в конденсатор воздуха. Так что можно написать

К— a.cnwJip\ (2)

*

где а, п и р — постоянные для определенного режима работы конденсатора. При этом п =fi ^ ^ , tvGe ^ , р —/2 ^ ^ , Ge j. Так как коэффициент теплопередачи К уменьшается с уменьшением скорости Cw, то из формул 1 и 2 следует, что при одинаковых поверхностях F\ и F% охлаждения одноходового и двухходового конденсаторов количество воды Wt в случае применения одноходового конденсатора будет больше.

Если пренебречь влиянием средней температуры охлаждающей воды на коэффициент теплопередачи и принять п = 0,5, что справедливо для конденсаторов с большими паровыми нагрузками, то из условия Fi = Fz получим:

т 1П. = in* (3)

ts-b-Ui 2 ts-tx—U2

Здесь т1 —кратность охлаждения при одноходовом конденсаторе; т2 —то же при двухходовом; ' и 8£3—зоны нагревнния воды в одноходовом и двухходовом

конденсаторах, °С. На рис. 1 в графической интерпретации дано решение трансцендентного уравнения (3) для ti = 10°С и /, = 15°С для частного примера, когда

рг= 0,04 ama, a h—tk — 532 ккалщ . . >

кг ; • • •

Рис. 2 показывает изменение отношения ср = —в

и к т,

зависимости от

Щ но

90

70

' .....

1

9

| ■

50

55

60 Рис. 1

/77г.

Из рис. 1 и 2 усматривается, что применение более высоких кратно-стеЙ охлаждения, а также более низких расчетных темпергтур влияет на

У

1,6

1.5

/.4

13 >/2 и

1.1! 1.1. «ПГ йог

г

-------

во

55

60 Рис. 2

65

т

величину <р в сторону ее увеличения. При построении кривых рис. 1 и 2 мы пренебрегли изменением п при переходе от = 150С к ¿1 = 10 С. Если обозначить через

Нх — суммарный напор, преодолеваемый циркуляционными насосами

при одноходовом конденсаторе, м вод* ст., Н2 — то же при двухходовом, то при определенных значениях разности отметок Нн конденсатора и уровня воды в источнике и при вполне определенном удалении ¿0 станции от последнего может оказаться, что

ЧГг.Н1 = ЩН2. (4)

Уравнение 4 выражает равенство работ, затрачиваемых на преодоление сопротивлений циркуляционного контура и напора, обусловливаемого нивелирной высотой, при одноходовом и двухходовом конденсаторах. Запишем это уравнение в другом виде. Сопротивление конденсатора

Нк = ¿(0,031 -ф- -^-.р ■+1,4 , где (5)

\ аК 2g 2g / ,

1К — длина трубок конденсатора, м\ йк — внутренний диаметр их, мм; Z — число ходов воды;

,8 —коэффициент, учитывающий влияние средней температуры и скорости воды.

В формуле 5 первое слагаемое характеризует фрикционные сопротивления внутри трубок конденсатора, а второе—сопротивление входа и выхода.

Сопротивление подводящих водоводов

Ь с 2

——. (6) ав

1Э — эквивалентная длина водовода, м; св — скорость воды в водоводах, м\сек\ йе—диаметр водовода, м.

Тогда при одинаковых геометрических размерах конденсаторов уравнение (4) равенства работ может быть записано, как

0,031 А^^^Уг^.с^х-^.с^

йк 2g /\ / •

+ ^з—= (7)

I э

Злесь коэффициент а = ——.

Ц

Если далее обозначим

ф = 0,031 + 1,4

и учтем, что

Сш I

¿4 ч 2р

с

0,5 % а ■= у при йв — сопэ^ су2

то уравнение 7 может быть записано, как

(1 —\ + (1-?»)+ад-?) - о. (8)

\ 8 / 2gdв

1 ? Ч

8. Изв. ТГ1И, т. 70, в. 1. *

В осях 1%, Нн данное выражение представляет уравнение прямой, которую легко построить, положив попеременно равными нулю ¿0 и Нн. Так, при 10 = О

Нн=---(9)

Если грубо приближенно принять Х=:0,03, то при Нн = 0

срз 8

1)

(10)

На рис. 3 по уравнениям 9 и 10 построена прямая для частного случая, когда сщз = 2,5 м/срк; с** —1,5 м!сек, ^ = 0,5; ср 1,4; я ~~ 3,2; й9 ■= I м.

¿ч>Л?

ж?

300 200 'ДО

1 !

105т гсгт ) щ ?и ме 'нет ^ 1

КХСП. * /о'ёос Г/ I 1

. Ос 1лас тЬ мде> -¡сап юре " • 1

шм ид

од чох< 1до& 780

ко чдеь >сап юра

б

Рис. 3

8

Ни гл

Из рис. 3 следует:

1) во многих случаях представляется возможность сократить расходы энергии на перекачку охлаждающей воды при оборотных системах охлаждения посредством замены двухходового конденсатора одноходовым;

2) замена двухходового конденсатора одноходовым при прямоточных системах позволит уменьшить напор в циркуляционном водоснабжении, если при небольшой геодезической высоте станция расположена в непосредственной близости от источника водоснабжения. Это уменьшит расход энергии на собственные нужды ТЭС.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Анатолиев Ф. А.—Расчет вспомогательных устройств паросиловых установок, ОНТИ, НКТП, 1936.

2. Берман Л. Д.—Влияние скорости и температуры охлаждающей воды на коэффициент теплопередачи, Журн. „Известия ВТИ" 12, 1948.

3. Буланкн В. И.—Об одно-и двухходовых поверхностных конденсаторах паротурбинных установок, ЦКТИ, книга 8, 1947.