Тепловой расчет подогревателя высокого давления

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КГЭУ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «КГЭУ»)
Институт Теплоэнергетики
Кафедра «Атомные и тепловые электрические станции»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине
«ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ»
Тема:
«ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПОДОГРЕВАТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
№1 ТУРБОУСТАНОВКИ ПТ-135/165-130/15»
Выполнил:
Зиятдинов Айдар Фагилевич (Ф.И.О.),
Обучающий(ая)ся 5 курса группы ЗТ-1-17
_____________________________________
(подпись)
Руководитель работы:
Саитов С.Р., старший преп. кафедры АТЭС
(ФИО, должность, кафедра)
Работа выполнена и
защищена с оценкой ____________ Дата защиты 01.06.22
________________
(подпись руководителя)
Члены комиссии: _______________
_________________ _________________
(должность)
(подпись)
(И.О. Фамилия)
_______________ _________________ _________________
(должность)
(подпись)
(И.О. Фамилия)
Казань 2022

2.

Тепловой расчет подогревателя высокого давления
ПВ-775-265-13 для турбоустановки ПТ-135/165-130/15
Подогреватель представляет собой сварную конструкцию, состоящую из
корпуса и трубной системы. Корпус подогревателя состоит из цилиндрической
обечайки (съемная часть),
свальцованной из
листов углеродистой
стали
марки 20. К обечайке приварены эллиптические штампованные днища.
Корпус разъемный с горизонтальным фланцевым соединением.
Один
фланец приварен к съемной части ПВД, а второй к крышке корпуса.
Трубная
система
подогревателя
представляет
собой
сварную
конструкцию, состоящую из двух распределительных труб, центральной
отводящей трубы, перегородок и специальных змеевиков, двух коллекторных и
четырех соединительных труб.
На следующих слайдах представлен общий вид и схема движения воды в
трубной системе подогревателя высокого давления ПВ-775-265-13.

3.

Рис. 1. Общий вид ПВ-775-265-13

4.

Рис. 2. Схема движения воды в трубной системе

5.

Исходные данные берем из расчета принципиальной тепловой схемы турбоустановки
ПТ-135/165-130/15 выполненного в курсовом проекте по ТЦПЭЭиТ.
Таблица 1. Термодинамические свойства воды и водяного пара
Параметры пара в отборе
Точка
процес
са
Подогр
евател
и
Ротб
tотб
МПа
Параметры насыщения в
подогревателе
Рн
tн
°C
iотб
кДж
кг
МПа
°C
iн
кДж
кг
Недог
рев
воды
θ
Параметры воды на выходе
из подогревателя
Рв
tв
°C
МПа
Параметры
дренажа
tДР
°C
iв
кДж
кг
°C
iДР
кДж
кг
0
0
12,75
555
3486
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0′
0′
12,24
552,6
3486
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
П1
3,65
382
3177,68
3,5
243
1052
3
15,075
240
1039,2
223,9
962
2
П2
2,21
320
3065
2,1
216
925
2,1
15,575
213,9
920,2
197,81
843
3
П3
1,34
268
2971
190
807
2,19
16,075
187,81
804,9
173,83
736
Д
Д
1,34
268
2971
0,6
158,83
670,38
0
0,6
670,38
-
-
4
П4
0,45
180
2816,3
0,42
145
611
5,17
0,726
138,83
584,49
143,83
606
5
П5
0,22
123
2685,89
0,2
121
508
5,27
0,805
115,73
486,14
102,64
430
6
П6
0,103
х=0,998
2605,8
0,094
98
411
5,36
0,894
92,64
388,8
79,55
333
6′
ВСП
0,103
х=0,998
2605,8
0,093
97,6
409
7,6
0,6
90
377,4
97,6
409
7
П7
0,043
х=0,945
2514
0,039
75
314
5,45
0,983
69,55
292
75
314
7′
НСП
0,043
х=0,945
2514
0,038
74,6
309,81
7,6
0,7
67
281
74,6
312
К
К
0,0061
х=0,9
2336,2
-
-
-
-
0,0061
36,46
152,7
-
-
1,26

6.

1. Исходные данные
Греющий пар из отбора турбины
Давление Pп = 1,34 МПа.
Температура tп = 268 ºС.
Энтальпия iп = 2971 кДж/кг.
Температура насыщения tн = 190 ºС.
Энтальпия конденсата греющего пара iк = 807 кДж/кг
Питательная вода
Расход питательной воды Gпв= 208,3 кг/с
Давление питательной воды на входе Р'пв= 16,575 МПа.
Температура питательной воды на входе t'пв= 163,83 ºС.
Энтальпия питательной воды на входе i'пв= 692,35 кДж/кг.
Давление питательной воды на выходе Р"пв= 16,075 МПа.
Температура питательной воды на выходе t"пв= 187,81 ºС.
Энтальпия питательной воды на выходе i"пв= 804,9 кДж/кг.
Дренаж с верхнего ПВД
Расход Gдр1 = 21,39 кг/с
Температура дренажа tдр1 = t"пв + 10 = 187,81 + 10 = 197,81 ºС.
Энтальпия дренажа iдр1 = 843 кДж/кг.
Дренаж ПВД
Температура дренажа tдр2 = t'пв + 10 = 163,83 + 10 = 173,83 ºС.
Энтальпия дренажа iдр2 = 736 кДж/кг.

7.

Расчетная схема на рис. 3, составляется на основе схемы движения воды в поверхностях
нагрева.
Рис. 3. Расчетная схема подогревателя ПВ-775-26-13

8.

Произведен тепловой расчет собственно подогревателя.
Полученные значения в ходе расчета СП представлены на слайде:
Средняя температура питательной воды в СП:
tcп
в=
tсп в2 + tсп в1
2
=
185 + 167
2
= 176ºС.
Средняя температура на наружной поверхности стенки:
tст =
tн + tсп в
2
=
190 + 176
2
= 183 ºС.
Коэффициент теплопередачи для СП:
k = q/Δtср = 39000/11,8 = 3305 Вт/(м2∙К).
Необходимая поверхность нагрева СП:
Fсп =
Qсп
k∙Δtср
=
19153∙103
3305 ∙11,8
= 491 м2

9.

Произведен тепловой расчет охладителя пара.
Полученные значения в ходе расчета ОП представлены на слайде:
Средняя температура пара в межтрубном пространстве:
t +t
268 + 215
tсрп = п 2 оп =
= 241,5 ºС.
2
Скорость воды в трубках:
G ∙υ
10,4 ∙ 0,001154
ωв = опF в = 0,01368
= 0,9 м/с.
в
Коэффициент теплопередачи от пара к воде:
1
1
κ = 1 δ 1 = 1 0,005 1 = 1097 Вт/(м2∙К).
α1
+ λст + α
ст
2р
1439
+ 46,6 + 9149
Площадь поверхности нагрева охладителя пара:
Q
Fоп = κ∙Δtоп =
ср
1134 ∙103
1097∙42
= 43 м2.

10.

Произведен тепловой расчет охладителя дренажа.
Полученные значения в ходе расчета ОД представлены на слайде:
Скорость воды в трубках:
ωкп =
Gод ∙υдр
=
ƒв
27∙0,00111
0,055
= 0,55 м/с.
С учетом поправки на увеличение теплоотдачи в змеевиках расчетный
коэффициент теплоотдачи:
α2р = ε∙α2 =1,278∙4905 = 6269 Вт/(м2∙К).
Коэффициент теплопередачи от пара к воде:
1
1
κ = 1 δст 1 = 1 0,005 1 = 2282 Вт/(м2∙К).
α1
+
λст
+
α2р
5831
+
46,6
+
6269
Площадь поверхности нагрева охладителя дренажа:
Fод =
Qод
κ∙Δtср
=
2930 ∙103
2282∙7,8
= 135 м2.

11.

На основание полученных значений в ходе расчета, определяем площадь
поверхности охладителя пара, охладителя дренажа, собственного подогревателя и
находим суммарную площадь поверхности нагрева:
Площадь поверхности:
Fоп = 24∙1,457 = 35 м2.
Fод = 96∙1,457 = 140 м2.
Fсп = 336∙1,457 = 490 м2.
Суммарная площадь поверхности нагрева:
F = Fоп + Fод + Fсп = 665 м2.
Из конструктивных и геометрических соотношений принимаем расстояние
между трубками соседних спиралей, между спиралями и корпусом Δ = 40 мм найдем
внутренний диаметр корпуса:
Dк = 4∙Rн + 4∙Δ = 4∙212 + 4∙40 = 1432 мм.
Из конструктивных и геометрических соотношений, найдем высоту корпуса
подогревателя:
Hк = hоп + hсп + hод + Dк = 440 + 6088 + 1740 + 1432 = 9700 мм.

12.

Таблица 2. Технические характеристики подогревателя
Наименование параметра
Полученные в расчете
Справочные данные
Полная площадь, м2
665
775
Диаметр корпуса, мм
1432
2244
Высота корпуса, мм
9700
9625
Вывод: Полученные в результате расчета значения площадей немного
отличаются от реальных табличных значений данного подогревателя ПВ-775265-13 на допустимую величину. В результате можно сделать вывод, что расчет
произведен, верно.

13.

Спасибо за внимание!!!