Методические рекомендации и пример выполнения
контрольной работы по курсу «Тепломеханическое
и вспомогательное оборудование ТЭС»
на тему «Поверочный тепловой расчет водоохлаждаемого конденсатора паровой турбины»
ЗАДАНИЕ
Даны конструктивные (табл. 1) и эксплуатационные (табл. 2) характеристики конденсатора типа К-8170 паровой турбины
К-220-44 ХТГЗ (дубль-блок АЭС мощностью 440 МВт). Необходимо при заданных параметрах (табл. 3) рассчитать конечный температурный напор конденсатора и абсолютное давление пара
в горловине конденсатора, используя различные методики поверочного теплового расчета:
– методику Всероссийского теплотехнического института (ВТИ);
– Калужского турбинного завода (КТЗ);
– Уральского государственного технического университета (УГТУ).
Таблица 1. Конструктивные характеристики конденсатора
Наименование показателя, обозначение,
единица измерения
|
Значение
|
1. Количество теплообменных трубок , шт.
|
10450
|
2. Длина теплообменных трубок активная , м
|
8,890
|
3. Диаметр теплообменных трубок наружный , м
|
0,028
|
4. Диаметр теплообменных трубок внутренний , м
|
0,026
|
5. Материал теплообменных трубок
|
МНЖ-5-1
|
6. Число ходов конденсатора по воде , шт.
|
2
|
7. Поверхность охлаждения конденсатора эффективная , м2
|
8170
|
8. Площадь горловины выхлопного патрубка турбины , м2
|
119,1
|
9. Коэффициент теплопроводности материала трубок , Вт/(м∙К)
|
130
|
10. Средняя ширина ленты компоновки трубного пучка , м
|
0,289
|
11. Шаг разбивки трубок , м
|
0,03
|
12. Шаг разбивки трубок , м
|
0,03
|
13. Периметр трубной доски , м
|
7,34
|
14. Периметр трубного пучка , м
|
26,94
|
15. Периметр набегания пара в сечении между трубками по периферии трубного пучка , м
|
10
|
Таблица 2. Эксплуатационные характеристики конденсатора
Наименование показателя, обозначение,
единица измерения
|
Значение
|
1. Коэффициент состояния (степень чистоты) поверхности теплообмена , ед.
|
0,9
|
2. Относительное содержание воздуха в паре , кг/кг
|
5∙10-5
|
3. Частота колебания теплообменных трубок , Гц
|
18
|
4. Амплитуда колебания теплообменных трубок , м
|
0,10∙10-3
|
5. Ускорение свободного падения , м/с2
|
9,81
|
6. Коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения , ед.
|
0,99
|
7. Номинальный расход пара в конденсатор, , т/ч
|
380
|
Таблица 3а. Режимные характеристики конденсатора. Часть 1
Наименование показателя,
обозначение, единица измерения
|
Значение
|
Вариант
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
1. Расход охлаждающей воды через конденсатор , м3/ч
|
19 000
|
16 000
|
2. Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор t1в, оС
|
2
|
5
|
8
|
11
|
15
|
2
|
5
|
8
|
11
|
15
|
Таблица 3б. Режимные характеристики конденсатора. Часть 2
Наименование показателя,
обозначение, единица измерения
|
Значение
|
Вариант
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
1. Расход пара в конденсатор , т/ч
|
410
|
370
|
330
|
290
|
250
|
210
|
170
|
130
|
90
|
50
|
ПРИМЕР РАСЧЕТА
Примеры расчета искомых показателей работы конденсатора для варианта задания № 11 (то есть № 1 по табл. 3а и № 1 по табл. 3б) приведены в табл. 4–6. Необходимо обратить внимание, что в табл. 4–6 в качестве примера дан столбец значений только по последней итерации. При выполнении расчетов вряд ли удастся с первого раза «угадать» температуру насыщения в паровом пространстве конденсатора; в таких случаях потребуется выполнить 2–3 итерации, соответственно в каждой из табл. 4–6 должны появиться по 2–3 столбца значений, каждый из которых будет соответствовать новой итерации.
Таблица 4. Пример поверочного теплового расчета конденсатора по методике ВТИ
Наименование показателя,
обозначение, единица измерения
|
Метод определения
|
Значение
|
1. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды , м2
|
|
2,774
|
2. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора , м/с
|
|
1,903
|
3. Номинальная удельная паровая нагрузка конденсатора , кг/(м2∙ч)
|
*103
|
46,512
|
4. Удельная паровая нагрузка конденсатора в заданном режиме , кг/(м2∙ч)
|
*103
|
50,184
|
5. Граничная удельная паровая нагрузка конденсатора , кг/(м2∙ч)
|
|
40,744
|
6. Отношение удельных паровых нагрузок конденсатора
|
|
1,232
|
7. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи паровой нагрузки конденсатора , ед.
|
При нагрузке
значение .
При нагрузке значение
|
1,00000
|
8. Комплекс
|
Примечание: значение
подставлять в миллиметрах
|
0,98938
|
9. Комплекс
|
|
0,163933
|
10. Комплекс
|
|
0,00000
|
11. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора , Вт/(м2∙К)
|
|
3030,0
|
12. Температура насыщения , 0C
|
Задаётся
|
20,5
|
13. Разность теплосодержаний пара
и конденсата , кДж/кг
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара
при
|
2452,39
|
14. Теплоёмкость охлаждающей воды , кДж/(кг∙К)
|
В первом приближении может
приниматься постоянной
|
4,19
|
15. Температура охлаждающей воды
на выходе из конденсатора , 0C
|
|
14,50
|
16. Недогрев охлаждающей воды
до температуры насыщения (конечный температурный напор конденсатора) , 0C
|
|
6,06
|
17. Новое значение температура насыщения , 0C
|
|
20,56
|
18. Невязка , %
|
Если невязка , то расчёт повторяется с п.12 при
|
0,31
|
19. Давление в корпусе конденсатора , кПа
|
По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара
при
|
2,422
|
|