Прямоточных водогрейных

Следует отметить, что вертикальная компоновка корпуса предпочтительна и для прямоточных парогенераторов.

Следует отметить, что вертикальная компоновка корпуса предпочтительна и для прямоточных парогенераторов.

При многократной циркуляции для обогреваемых и необогреваемых труб, когда *<0,7, а комплекс <даррХ12-108 кг-МПа/(м2Х Хс), с достаточной точностью коэффициент гр может определяться по кривым, приведенным на рис. 1.18. Для элементов прямоточных парогенераторов и других подобных условий, а также когда при

На основе реаультатов исследования экспериментального прямоточного парогенератора Л.К.Рамзина в 1933 г. был пущен первый крупный советский прямоточный парогенератор высокого давления, изготовленный на Невском и Кировском заводах. Этот парогенератор, установленный в котельной ВТИ, стал объектом глубоких исследований в специально организованном Бюро прямоточного котлостроения (ВПК) и положил начало производству отечественных прямоточных парогенераторов.

Исключительно высокие требования, предъявляемые к чистоте питательной воды (например, 0,01 мг/лС\~ вместо 0,02 мг/л), вполне оправданы. Концентрация ионов хлора в зоне доупаривания для давления в 32 am при влажности 0,001 % составит 76 000 мг/л вместо 156000 мг/л, что во много раз превышает допустимую величину. Вполне понятно, что эти подсчеты сугубо ориентировочны, потому что они не учитывают сложности процесса уноса и концентрирования •солей (образование пленки, адсорбцию веществ металлом и его •окислами). Вместе с тем они позволяют автору сделать правильный вывод о том, что для нормальной работы прямоточных парогенераторов, изготовленных из аустенитных сталей, нужно, чтобы концентрация ионов хлора в питательной воде была бы весьма низкой. Подобные парогенераторы целесообразно рассчитывать на высокие давления. При средних и низких давлениях прямоточные парогенераторы применять не рекомендуются.

Двухкорпусные горизонтальные парогенераторы, установленные, например, на АЭС Шиппингпорт, Индиан-Пойнт, на атомной подводной лодке «Наутилус», торговом судне «Саванна», не получили дальнейшего распространения. В настоящее время все большее внимание обращается на создание конструкций прямоточных парогенераторов.

Стоимость парогенераторов Хэллэмской АЭС, отнесенная к единице поверхности теплообмена, примерно в 3,5 раза больше соответствующей стоимости прямоточных парогенераторов АЭС Энрико Ферми. С накоплением опыта сварочных работ можно будет отказаться от стопроцентной проверки всех швов и применять лишь выборочный контроль, что позволит значительно снизить стоимость теплообменного оборудования жидкометаллических систем.

Для уменьшения загрязнения из-за возможных подсосов охлаждающей воды приходится предъявлять повышенные требования к плотности конденсаторов. Это относится в первую очередь к судовым атомным установкам, в которых парогенераторы изготовляют из хромоникелевых аустенитных сталей. Присутствие хлоридов и кислорода в питательной и котловой воде вызывает коррозионное растрескивание, что особенно важно учитывать при применении прямоточных парогенераторов.

Концентрирование растворенных веществ осуществляется либо упариванием воды в парогенераторах с многократной циркуляцией, из которых растворимые загрязнения выводятся вместе с продувочной водой, либо в испарителях с удалением их в виде концентратов. В некоторых случаях, особенно при использовании прямоточных парогенераторов, концентрирование растворимых веществ производится химическим обессоливанием в ионообменных фильтрах части или всего потока конденсата за конденсатным насосом.

Разбивку общего баланса на ряд частных производят и в том случае, когда нет четкого конструктивного разделения поверхностей нагрева, например, для прямоточных парогенераторов. Это необходимо для проведения расчета отдельных зон парогенератора и определения начала и конца каждой зоны (зоны испарения, зоны перегрева пара и т. д.).

Особенности теплового расчета прямоточных парогенераторов. В прямоточном парогенераторе приходится учитывать различие в интенсивности работы отдельных участков испарителя. При паросодержании 60—70% и более по ходу испаряемой воды наступает резкое ухудшение теплообмена вследствие нарушения режима устойчивого омывания поверхности нагрева кипящей жидкостью. В связи с этим начальный участок испарителя рассчитывают по формулам для развитого кипения в трубах, а на участке с паросодержанием более 60—70% коэффициенты теплоотдачи принимаются теми же, что и для пара. Некоторое занижение среднего коэффициента теплопередачи при этом идет в запас расчета.

теплоснабжения потребителей от ТЭЦ осуществляется за счет увеличения единичной мощности агрегатов, а также усовершенствования и упрощения тепловых схем таких ТЭЦ, что достигается в первую очередь переходом на блочные схемы установки (котел — турбина) . Для обеспечения резервирования промышленных отборов турбин такие ТЭЦ должны снабжаться кроме пиково-резервных водогрейных котлов и пиково-резервными паровыми котлами низкого давления. Применение в таких пиково-резервных котельных, так же как и в крупных промышленно-отонительных котельных разнотипного оборудования, стальных прямоточных водогрейных котлов и паровых барабанных котлов значительно удорожает и усложняет как строительство, так и эксплуатацию котельных.

Существующие в настоящее время конструкции прямоточных водогрейных котлов, за исключением небольшого количества котлов, изго-

раллельно включенные трубы никогда не могут работать совершенно одинаково: одни трубы имеют несколько больший обогрев, у других может быть иное гидравлическое сопротивление из-за иной шероховатости, длины труб и т. п. В результате неодинакового обогрева параллельно включенных труб и расхода воды через них подогрев воды в отдельных трубах может сильно отличаться от среднего значения. Далее, различная шероховатость труб, повышенное сопротивление в местах сварки, неодинаковая длина труб связаны с различными значениями коэффициентов гидравлических сопротивлений отдельных труб. Следует учитывать, что тепловая неравномерность в прямоточных водогрейных котлах усиливает гидравлическую. Как известно, гидравлическая неравномерность связана с неодинаковым значением местных коэффициентов гидравлических сопротивлений, неодинаковым распределением давления по длине собирающего и раздающего коллекторов, а также с разностью нивелирных давлений в отдельных витках. Расход воды через виток определяется общим перепадом давлений во входном и выходном сечениях. В зависимости •от способа подвода и отвода воды в коллектор происходит изменение давления по длине коллектора, в связи с этим перепад давления может быть различным для каждой трубы: он зависит при данной конструкции от местонахождения трубы в коллекторе. При рассредоточенном подводе и отводе воды от коллектора можно пренебречь влиянием падения давления по длине коллектора, т. е. практически можно считать, что гидравлическая неравномерность в распределении воды по трубам отсутствует.

На рис. 3.8 изображена принципиальная схема такого комбиниро-• ванного котла. В зависимости от потребности в паре любое количество экранов может быть легко выключено из гидравлического контура прямоточного водогрейного котла и переведено в парообразующий контур с естественной циркуляцией, включенный -на выносные сепараторы пара. С этой целью выносные циклоны соединяются с верхними и нижними коллекторами экранов — отводящими и опускными трубами. Питательная вода для парового контура поступает в горизонтальные уравнительные емкости, которые соединяются с выносными циклонами дыхательными трубами. По такой схеме комбинированной выработки пара и горячей воды переведен и успешно работает ряд серийных прямоточных водогрейных котлов.

Имеющийся уже опыт постройки и эксплуатации комбинированных пароводогрейных агрегатов в нашей стране показывает, что наиболее простыми и перспектив-. ными для массового изготовления являются агрегаты, создаваемые на базе серийных прямоточных водогрейных котлов, снабженных экранными панелями с вертикальным расположением труб. Такие экранные панели могут без затруднений выключаться из гидравлического контура водогрейного котла и переводиться в парообразующие контуры с естественной циркуляцией, включенные на выносные циклоны. Обеспечение эксплуатационной надежности работы таких контуров, так же как и осуществление правильной схемы включения их на выносные циклоны, достигается при соблюдении ряда определенных мероприятий, правильности гидравлических расчетов и выбора соединительных трубопроводов.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ПАРОВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ НА БАЗЕ ПРЯМОТОЧНЫХ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ С БЕЗБАРАБАННЫМИ ПАРООБРАЗУЮЩИМИ КОНТУРАМИ

Проведенные исследования и работы по усовершенствованию конструкций выносных циклонных сепараторов пара позволили в настоящее время создать комбинированные агрегаты на базе серийных прямоточных водогрейных котлов с .мощными безбарабанными испарительными контурами, работающими ,с естественной циркуляцией. Принципиальная схема такого комбинированного агрегата, выполненного на базе стальных прямоточных водогрейных котлов (см. рис. 3.7), содержит экранированную топочную камеру и конвективные поверхно-

поверхностные подогреватели сетевой воды, устанавливаемые на общей линии сетевой воды или непосредственно на подводе к котлу. При включении всех топочных экранов как испарительных безбарабанных контуров с естественной циркуляцией при номинальной нагрузке газомазутных серийных прямоточных водогрейных котлов до 40—45% теплоты можно получать в виде пара с давлением от 10 до 23 кгс/см2, остальная нагрузка выдается в виде перегретой воды. Так как в большинстве случаев потребители теплоты в виде пара, расходуемого на технологические нужды, требуют поддержания постоянного количества выдаваемого пара при общей переменной нагрузке, то комбинированные агрегаты нуждаются в гибкой регулировке нагрузки как по пару, так и по перегретой воде, которая в основном, как известно, имеет сезонный характер (на отопление и вентиляцию), и лишь небольшая часть этой нагрузки на горячее водоснабжение имеет более или менее постоянный характер в течение года. Однако нагрузка на горячее водоснабжение не превышает 20—25% максимального расхода теплоты на отопление и вентиляцию. В связи с этим ограничиться включением части топочных экранных поверхностей для получения пара (см. рис. 3.8) можно лишь в случаях, когда комбинированный агрегат предназначен для нужд теплофикации и выдачи пара, расходуемого на собственные нужды котельной, или когда изменение теплофикационной нагрузки жестко связано с изменением нагрузки паровых потребителей. В большинстве случаев промышленные предприятия, потребляющие пар на свои технологические нужды и перегретую воду на нужды теплофикации и горячего водоснабжения, нуждаются в комбинированных агрегатах, обеспечивающих возможность независимого достаточно гибкого регулирования производства пара и го-

Комбинированные котлы такого типа не требуют глубокого регулирования, так как обычно паровая нагрузка на собственные нужды котельной изменяется пропорционально изменению расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Однако при включении всех топочных экранов прямоточных водогрейных котлов в качестве парообразующих контуров, включенных на выносные циклоны по безбарабанной схеме (см. рис. 3.8), паропроизводительность таких комбинированных котлов может достигать 40 — 45% номинальной нагрузки водогрейного котла. В некоторых случаях даже такие комбинированные котлы в сочетании с комбинированными котлами, работающими в чисто водогрейном режиме, могут достаточно успешно работать и покрывать потребление пара на технологические нужды, имеющие значительные сезонные колебания. Однако в этом случае поддержание постоянным достаточно высокого расхода пара является часто затруднительным, так как такой комбинированный котел одновременно выдает до 50 — 60% теплоты в виде перегретой воды. В некоторых централизованных котельных, особенно при небольшом числе установленных комбинированных котлов, выдача такого количества перегретой воды значительно превышает средний расход на горячее водоснабжение. Указанные обстоятельства сильно ограничивают область применения комбинированных котлов, выполненных по схеме, изображенной на рис. 3.8, особенно при включении

Следует отметить, что создание специальных комбинированных па-роводогрейных котлов, полностью отвечающих всем поставленным выше требованиям и техническим условиям, является задачей вполне технически разрешимой и выполнимой для наших котлостроительных заводов. Однако при широком серийном производстве крупных пря-• моточных стальных водогрейных котлов для камерного сжигания газа, мазута и твердого топлива как в слое, так в камерных топках наиболее перспективными для изготовления и широкого выпуска являются комбинированные пароводо-грейные котлы, выполняемые на базе стальных прямоточных водогрейных котлов с применением максимальной унификации с ними, т. е. с использованием основных серийно изготовляемых элементов и поверхностей нагрева этих водогрейных котлов.

Комбинированные пароводогрей-ные агрегаты, выполняемые на базе серийных прямоточных водогрейных котлов, могут быть отнесены к следующим основным группам: