Конвективного перегревателя

Особенностью малых холодильных машин является применение ребристых труб для конвективного охлаждения воздуха в камерах, шкафах и прилавках. Теплоотдача от воздуха

В испарителях, используемых для конвективного охлаждения, часто применяются рёбра, общие для нескольких труб (фиг. 91, 92). Способы укрепления рёбер на трубах различны: а) в трубы нагнетается вода под давлением до 20U am; б) сквозь трубы проводят протяжку 'шар, конус), расширяющую трубу; в) трубы и рёбра предварительно лудят, нагревая их после сборки до расплавления припоя. Короткие испарители нагревают в печах, длинные — пропусканием по трубам тока низкого напряжения и большой силы. Для нагрева током и расплавления припоя требуется 1,5—2,0 мин.

Рис. 1-1. Тепловая защита, использующая поглощение тепла за счет теплоемкости (а) и конвективного охлаждения (б, в).

В зависимости от способа рассеяния тепла в окружающее пространство системы конвективного охлаждения подразделяются на замкнутые и разомкнутые. Обязательным элементом замкнутой системы охлаждения является теплообменник, в котором охладитель, получающий тепло от горячей стенки, рассеивает его в окружающую среду или передает другому теплоносителю. В этом случае необходимое количество охладителя не зависит от времени эксплуатации системы.

Это позволяет записать баланс тепла в системе конвективного охлаждения следующим простым выражением: <7o=GK(/w—/о), здесь q0—-подведенный от набегающего газа тепловой поток; GK — расход охладителя в трубах; (Iw—/0) — приращение теплосодержания этого охладителя после выхода из системы. Л5

Таким образом, возникновение турбулентного характера течения газа в оптимальных режимах может привести к возрастанию скорости его охлаждения, сравнимому со скоростью конвективного охлаждения.

Значительно более перспективной с точки зрения повышения мощносга лазера является схема с поперечной прокачкой газа (см. рис. 4.5, в). В этом случае оптическая ось резонатора лазера направлена перпендикулярно направлению скорости прокачки газа и поэтому ее увеличение не сопровождается снижением эффективности конвективного охлаждения, определяемого длиной разрядной зоны по потоку /. Значения величин Л~А в схемах с продольной прокачкой становятся одного порядка с / и при значениях Ят^Ю"4 и ur/as~ 10""' время конвективного охлаждения, как это видно из (4.21), становится на 3...4 порядка меньше т
Подставляя в это выражение типичные для конвективных ССЬ-лазеров значения 7*opt — Гвх = 2-102К, cr ~ ~(1,5...2) ДжДг-К), рг~10-5...1(Г4 г/см3, /г~З...Ю см, vr~ (0,3...!) • 104 см/с и Т1эо (0,1...0,2), нетрудно видеть, что в условиях конвективного охлаждения смеси поперечным потоком с единицы длины в направлении оптической оси можно снять мощность излучения (P/La) ~ ~(0,3...100) кВт/м, что существенно превышает удельные

Рассмотренные схемы внутреннего конвективного охлаждения могут обеспечить длительную работу лопаток при температурах газа не более 1450 ... 1500 К- При более высоких температурах газа необходимо применять более сложные комбинированные схемы охлаждения, где наряду с внутренним используется также внешнее, так называемое пленочное охлаждение (рис. 11.5). При пленочном охлаждении вокруг лопатки за счет вдувания охлаждающего воздуха создается заградительная пленка, что уменьшает теплоотдачу от горячих газов к лопаткам. При этом необходимо иметь в виду, что пленочное охлаждение, естественно, сопровождается и конвективным теплообменом. Так, например, лопатки с комбинированным конвективно-пленочным охлаждением турбины ТРДД TF-39, по данным фирмы Дженерал Электрик, обес-

Интенсивность охлаждения лопаток турбины с конвективным охлаждением зависит от теплового потока, проходящего через стенку лопатки, от термодинамических свойств газа и коэффициента теплоотдачи. Тепловой поток, в свою очередь, определяется теплофизическими параметрами охлаждающего воздуха и скоростью его движения в полости лопатки. Интенсификация теплоотдачи со стороны охладителя, т. е. воздуха, может существенно увеличить эффективность системы конвективного охлаждения лопаток.

С увеличением температуры газа перед турбиной возможности внутреннего конвективного охлаждения оказываются недостаточными и приходится переходить к системам с выпуском воздуха на поверхность охлаждаемых элементов турбины. Вследствие

Совокупность последовательно расположенных по ходу рабочего тела поверхностей нагрева, соединяющих их трубопроводов и установленных дополнительных устройств составляет пароводяной тракт котла. В основной пароводяной тракт котла, схема которого показана на рис. 5, входят экономайзер 18, отводящие трубы, барабан 14, опускные трубы 10 и нижний распределительный коллектор 6, экраны, потолочный перегреватель, первая и вторая ступени конвективного перегревателя 16. Промежуточный перегреватель 17 является элементом пароводяного тракта промежуточного перегрева пара.

Топка оборудована двенадцатью газомазутными горелками /, установленными в два яруса на одной стенке. В ее верхней части расположен ширмовый перегреватель 4. В горизонтальном газоходе помещены два пакета конвективного перегревателя 5 высокого давления.

Конструкция современного прямоточного котла Пп-3950 — 25,5—545 ГМ (ТГМП 1202) приведена на рис. 11. Газомазутный котел предназначен для работы под наддувом в блоке с турбиной мощностью 1200 МВт. При конструировании котла были приняты следующие конструктивные решения. Компоновка П-образная с подвеской котла на хребтовые балки 8, передающие нагрузку на колонны 15 здания. Исполнение газоплотное. Топка 2 призматическая с размером в плане 31,28x10,42 м, открытая, с верхним пережимом 3. Панели экранов 5 цельносварные из труб диаметром 32x6 мм. Для увеличения жесткости панелей предусмотрены горизонтальные балки 4. Вихревые горелки / расположены на стена,х топки встречно, в три яруса. Движение среды в экранах топки одноходовое. Перегреватель сверхкритического давления расположен в горизонтальном газоходе 9. Он состоит из последовательно расположенных в газовом тракте ширм 6 и двух пакетов конвективного перегревателя 7. Регулирование температуры перегрева осуществляется двумя впрысками воды. Тракт низкого давления пара состоит из регулирующего 13, промежуточного 12 и выходного 10 пакетов. Через регулирующий пакет при нормальной нагрузке котла проходит около 30 % пара, остальные 70 % байпасируются мимо пакета. После смешения в коллекторе пар поступает в промежуточный пакет, а оттуда в выходной. Экономайзер 14, расположенный в опускном газоходе //, состоит из двух пакетов. С котлом работают воздухоподогреватели регенеративного типа.

По характеру организации движения продуктов сгорания и пара различают противоточную, прямоточную и смешанную схемы движения (рис. 59). При противотоке обеспечивается больший температурный напор и, следовательно, требуется меньшая площадь поверхности. Однако применение противотока оправдано лишь в том случае, если температура стенки металла с учетом тепловой и гидравлической неравномерности по трубам не будет превосходить допускаемой величины. Обычно по противоточной схеме работает часть конвективного перегревателя, находящаяся в области температур продуктов сгорания 600—850 °С.

Пароперегревательная труба: конвективного перегревателя при р ^ 2,5 МПа и

Совокупность последовательно расположенных по ходу рабочего тела поверхностей нагрева, соединяющих их трубопроводов и установленных дополнительных устройств составляет пароводяной тракт котла. В основной пароводяной тракт котла, схема которого показана на рис. 5, входят экономайзер 18, отводящие трубы, барабан 14, опускные трубы 10 и нижний распределительный коллектор 6, экраны, потолочный перегреватель, первая и вторая ступени конвективного перегревателя 16. Промежуточный перегреватель 17 является элементом пароводяного тракта промежуточного перегрева пара.

Топка оборудована двенадцатью газомазутными горелками 1, установленными в два яруса на одной стенке. В ее верхней части расположен ширмовый перегреватель 4, В горизонтальном газоходе помещены два пакета конвективного перегревателя 5 высокого давления.

Конструкция современного прямоточного котла Пп-3950 — 25,5—545 ГМ (ТГМП 1202) приведена на рис. 11. Газомазутный котел предназначен для работы под наддувом в блоке с турбиной мощностью 1200 МВт. При конструировании котла были приняты следующие конструктивные решения. Компоновка П-образная с подвеской котла на хребтовые балки 8, передающие нагрузку на колонны 15 здания. Исполнение газоплотное. Топка 2 призматическая с размером в плане 31,28x10,42 м, открытая, с верхним пережимом 3. Панели экранов 5 цельносварные из труб диаметром 32x6 мм. Для увеличения жесткости панелей предусмотрены горизонтальные балки 4. Вихревые горелки / расположены на стенах топки встречно, в три яруса. Движение среды в экранах топки одноходовое. Перегреватель сверхкритического давления расположен в горизонтальном газоходе 9. Он состоит из последовательно расположенных в газовом тракте ширм 6 и двух пакетов конвективного перегревателя 7. Регулирование температуры перегрева осуществляется двумя впрысками воды. Тракт низкого давления пара состоит из регулирующего 13, промежуточного 12 и выходного 10 пакетов. Через регулирующий пакет при нормальной нагрузке котла проходит около 30 % пара, остальные 70 % байпасируются мимо пакета. После смешения в коллекторе пар поступает в промежуточный пакет, а оттуда в выходной. Экономайзер 14, расположенный в опускном газоходе //, состоит из двух пакетов. С котлом работают воздухоподогреватели регенеративного типа.

По характеру организации движения продуктов сгорания и пара различают противоточную, прямоточную и смешанную схемы движения (рис. 59). При противотоке обеспечивается больший температурный напор и, следовательно, требуется меньшая площадь поверхности. Однако применение противотока оправдано лишь в том случае, если температура стенки металла с учетом тепловой и гидравлической неравномерности по трубам не будет превосходить допускаемой величины. Обычно по противоточной схеме работает часть конвективного перегревателя, находящаяся в области температур продуктов сгорания 600—850 °С.

конвективного перегревателя при р ^ 2,5 МПа и

Повреждения транскристаллитного характера были сосредоточены на участках паропровода.— на трубах 102 X 17 мм. Они распространялись от подреза под подкладным кольцом, находившимся в сильном напряженном состоянии, в местах приварки труб паропровода малого диаметра к тройнику большого сечения и в зоне термического влияния сварных швов. Зоны эти характеризовались остаточными напряжениями, не снятыми термической обработкой. Разрушения появились по прошествии примерно 6000 час эксплуатации. После ремонта паропровода, при гидропробе, в сварных стыках змеевиков входного коллектора конвективного перегревателя было обнаружено девять свищей. Спустя несколько месяцев появилось еще десять свищей, но в сварных стыках змеевиков выходного коллектора радиационного перегревателя. Указанные разрушения обусловлены также и опытами по солеотложениям, но развитие трещин в данном случае было более медленным.