Прямоточных парогенераторах

Химическое обессоливание воды можно получить только в сложных и дорогих установках; оно необходимо для прямоточных котлоагрегатов, работающих при оверхкритическом давлении.

Основные типы современных мощных прямоточных котлоагрегатов отечественной котлостроительной промышленности предназначены для работы в блоках с турбинами мощностью 300, 500 и 800 МВт. Производство котлоагрегатов для блоков 150 и 200 МВт сейчас практически прекращено, но подобные установки имеются в большом количестве на действующих электростанциях.

Основные характеристики некоторых типов прямоточных котлоагрегатов ТКЗ

Расчетные характеристики некоторых типов прямоточных котлоагрегатов

В табл. 2-5 приведены расчетные характеристики некоторых типов прямоточных котлоагрегатов.

Топочные экраны прямоточных котлоагрегатов образуют радиационную поверхность нагрева, которая в котлоагрегатах большой производительности разбивается на нижнюю радиационную часть (НРЧ), верхнюю радиационную часть (ВРЧ) и среднюю радиацион-

На рис. 2-4 показаны основные схемы гидравлических контуров поверхностей нагрева, применяющихся при экранировании топок прямоточных котлоагрегатов.

Анализ работ, сопутствующих освоению и внедрению отечественных прямоточных котлоагрегатов за более чем сорокалетний период, прошедший со времени пуска в 1934 г. первого опытного отечественного прямоточного котлоагрегата конструкции проф. Л. К- Рамзина, показывает, что наиболее важными неутратившими и сегодня свое значение работами по наладке и исследованию топочных экранов являются:

Для исследования гидродинамики прямоточных котлоагрегатов, работающих при давлении до 40,0 МПа, возникает задача измерения малых перепадов давления порядка 1000—3000 Па. Для этой цели с достаточно высокой точностью можно применять дифманометр, разработанный в МО ЦКТИ.

В соответствии с § 208 «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей» [6-1] все котлоапрегаты давлением 10,0 МПа и выше должны подвергаться предпусковой химической очистке. Периодичность проведения эксплуатационных химических очисток определяется условиями их эксплуатации. Так, для газомазутных прямоточных котлоагрегатов СКД блоков 300 МВт при современном состоянии водного режима она составляет 4—5 тыс. ч, для аналогичных пылеугольных котлоагрегатов— 8—10 тыс. ч, для котлоагрегатов с циклонными предтооками — 8—10 тыс. ч.

В связи с относительно небольшим межпромывочным периодом работы прямоточных котлоагрегатов СКД проведение эксплуатационных химических очисток с использованием традиционных схем промывки стало неприемлемым из-за их относительной сложности и большой затраты времени и реагентов. Практически такие промывки можно осуществлять лишь в период капитальных или расширенных текущих ремонтов блока. В то же время специфические особенности, определяющие необходимость частого проведения эксплуатационных химических очисток, позволили существенно упростить их технологию. Это прежде всего стало возможным благодаря тому, что интенсивное накопление отложений (причем в основном железоокисных) происходит на ограниченных участках водопарового тракта, в основном в НРЧ.

Известно, что в прямоточных парогенераторах одним из наиболее слабых с точки зрения надежности узлов является узел приварки труб к трубным решеткам. На этом узле наблюдается большее числа отказов, чем на всех остальных элементах, вместе взятых, причем отказы эти носят внезапный, быстротечный характер. Опасность, которую создают отказы сварных соединений труб с трубными решетками, особенно велика на парогенераторах Na-вода, так как на этих парогенераторах разрушения указанных соединений могут привести к межконтурной течи.

3. Нарушение сплошности пленки в процессе испарения последней приводит к значительному снижению коэффициента теплоотдачи и к скачкообразному повышению температуры стенки канала (ниспадающая ветвь кривой 2 на рис. 8.4). Явление ухудшения теплоотдачи, обусловленное высыханием жидкой пленки, получило название кризиса теплообмена второго рода ![45]. В закризисной области поток пара, омывающий теплоотдающую поверхность, несет в себе мелкие капли жидкости. Выпадение капель на стенку и их испарение обеспечивают более высокую интенсивность теплообмена по сравнению с процессом теплоотдачи к перегретому пару при прочих равных условиях. Эту область называют областью ухуд-шенных режимов теплоотдачи. Режимы ухудшенной теплоотдачи, если они устанавливаются даже на части поверхности теплообмена аппарата, снижают значение коэффициента теплоотдачи для всей поверхности в целом. Однако такие режимы во многих случаях полностью исключить нельзя. В прямоточных парогенераторах, в некоторых типах испарителей холодильных машин они всегда имеют-место. '

Тепловой процесс, показанный на рис. 23, лучше удовлетворяет этому условию, чем тепловой процесс, показанный на рис, 22. Испарение в форсированных парогенераторах с принудительной циркуляцией и в прямоточных парогенераторах происходит с понижением давления, а следовательно, и температуры кипения

Следовательно, кризис теплоотдачи, подчиняющийся соотношению (2), в практическом плане представляет наибольший интерес, так как он встречается в реакторных каналах, в длинных трубах прямоточных котлов и прямоточных парогенераторах ядерноэнергетических установок.

Тепловой баланс испарительной зоны, как правило, свести очень трудно. В барабанных парогенераторах это связано с неопределенностью теплосодержания воды после экономайзера. В прямоточных парогенераторах неизвестно теплосодержание влажного пара, подаваемого в переходную зону. Напомним, что в прямоточных парогенераторах до-критических параметров нет фиксированной точки конца испарения и ее иногда приходится определять. На рис. 8-4 нанесены изменения давления, построенной по нему температуры насыщения и фактической температуры вдоль тепловоспр'инимаю-щей поверхности /. Конец испарения— сухой насыщенный пар (с. н.п.), характеризуется «тройной точкой». При исследовании парогенератора в измерительном сечении возможны все варианты режимов— от а до б. Источником ошибок являются изменения давления и температуры.

В прямоточных парогенераторах число впрысков, как правило, больше, чем в барабанных, и паровой тракт расчленяется на большее число поверхностей (рис. 8-8).

Для решения уравнения (8-36) относительно ц необходимо знать расходы через все впрыски и температуры впрыскиваемой воды. На прямоточных парогенераторах впрыски оборудованы штатными расходомерами и

перпендикулярно факелу поверхности гибов (4). У полурадиационных (ширмовых) пароперегревателей максимум тепла 'получают внешние, обращенные к ядру факела или потоку газов трубы (5). В прямоточных парогенераторах горизонтальные или наклонные панели верхней части топки работают с повышенной температурой пара. Наиболее напряжены 'первые по ходу газа витки (6). В связи со сравнительно низкими температурами газов (1 100—1 300° С) возможна установка открытых термопар. При достаточной оперативности в постановке измерений срок службы термопары может оказаться достаточным для проведения необходимых исследований.

В прямоточных парогенераторах для поверки термопар можно использовать период прокачки горячей воды. Большие отклонения температур в точках замера по сравнению со средним уровнем явно свидетельствуют об ошибках, а общий характер неравномер-ностей проливает подчас свет на особенности работы поверхности нагрева. Искусственные поверочные режимы могут быть созданы почти во всех случаях и служат эффективным средством проверки, особенно в конце эксперимента, когда повторение отдельных режимов порой просто невозможно.

37. Теплообмен в прямоточных парогенераторах, обогреваемых натрием/ Н. С. Грачев, М. К- Горчаков, Ю. С. Юрьев и др.// В кн.: Proceedings of the USA/USSR seminar on the development of sodium — cooled fast breeder reactor steam generator. Los Angeles, USA. 1974. Vol. 1. P. 181—192.

Изложены методики теоретического и экспериментального исследования полей температур и термических напряжений при случайных колебаниях температуры в элементах энергоооорудоваяия АЭС. Приведены результаты экспериментальных измерений пульсаций температур в прямоточных парогенераторах в зоне перехода к ухудшенному теплообмену. Даются примеры приложения указанных методик.