Прямоточного водоснабжения

Проф. Л. К. Рамзин разработал и предложил оригинальную и прогрессивную конструкцию прямоточного парогенератора, положившего начало отечественному парогенераторостроению.

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.

Рис. 11.6. t—Q-диаграмма прямоточного парогенератора:

Приводимый здесь порядок расчета относится к случаю, когда кризис теплоотдачи в испарительном участке отсутствует. При наличии кризиса расчет испарительного участка проводится отдельно для зоны развитого кипения и для закризисной зоны подобно тому, как это описано в расчете прямоточного парогенератора.

В области докритических параметров, где среда двухфазная, концентрация ионов хлора по мере упаривания воды увеличивается. Однако параллельно протекает и другой процесс — увеличение концентрации ионов хлора в образующемся паре вследствие растворимости в нем хлоридов. В виду этого в зоне доупаривания концентрация хлоридов в капельках питательной воды может установиться на уровне, зависящем от коэффициента распределения между обеими фазами. Концентрацию веществ, поступающих с питательной водой, на любом участке прямоточного парогенератора, очевидно, можно определить по уравнению

Рис. 106. Компоновка прямоточного парогенератора на сверхкритические параметры пара (255 ата, 565° С).

Для прямоточного парогенератора с однократной циркуляцией (не сепараторного) вывод солей из зоны наибольших концентраций (конца участка испарения) невозможен. В этом случае примеси следует удалять из питательной воды, качество которой должно соответствовать качеству пара.

Расчет гидравлического сопротивления прямоточного парогенератора. На эконо-майзерном участке гидравлическое сопротивление определяют по формулам для однофазного потока. Аналогично находят гидравлическое сопротивление пароперегревателя (с учетом увеличения скорости и повышения температуры пара по тракту).

место, например, при разрушении труб экранов. В этом случае происходит почти мгновенное падение температуры в водяном пространстве барабанного парогенератора от температуры насыщения до 100°С; в нижней радиационной части прямоточного парогенератора сверхкритического давления имеет место бросок температуры от 380° до 100°С.

2) колебания температуры металла вследствие работы при переменных режимах или при периодической корректировке соотношения вода — топливо в случае работы прямоточного парогенератора на базовом режиме;

Переходная область играет существенную роль в работе прямоточного парогенератора, занимая значительный участок парогенерирующей трубы, и должна быть учтена при расчете парогенератора.

Следует, однако, отметить, что эти прогнозы не учитывают возможности многократного использования воды, взятой из одного и того же водоема. Кроме того, в прогнозах не учтена возможность использования систем оборотного водоснабжения с градирнями вместо прямоточного водоснабжения. Применение градирен обходится, правда, дорого, но зато позволяет превращать проблему нагретой воды в проблему нагретого воздуха; хотя сама по себе проблема отвода сбросной теплоты по-прежнему остается актуальной, в этом случае ее легче решать.

Первый из способов крупномасштабного отвода теплоты, который будет здесь рассмотрен, — это прямоточное охлаждение. Метод часто применяется в США для отвода теплоты из конденсаторов электростанций. Воду, взятую из водотока или водоема, прокачивают через трубки конденсатора, где она отбирает скрытую теплоту пара, конденсирующегося на наружной поверхности трубок. Нагретую воду затем сбрасывают обратно в водоток или водоем. При этом не предпринимается никаких мер для того, чтобы ослабить негативное воздействие теплового загрязнения. Единственная задача состоит в том, чтобы предотвратить рециркуляцию нагретой воды через трубки конденсатора. С экономической точки зрения система прямоточного водоснабжения привле-

По способу подачи воды из реки или озера к машинному залу электростанции различают следующие схемы прямоточного водоснабжения:

Следует учесть также, что значительное отдаление станции от берега равносильно увеличению высоты подъема воды, так как для перекачки воды по длинным трубопроводам также приходится затрачивать большое количество энергии. Другими препятствиями для применения прямоточного водоснабжения

вающих прямоточного водоснабжения станции. Крупнейшие электростанции Донбасса — Зуевская, НесветайГРЭС, Кураховская— имеют прудовое циркуляционное охлаждение.

При расположении станции у реки, дебит которой не достаточен для возможности устройства прямоточного водоснабжения, может быть с помощью плотины устроен искусственный пруд, заполняемый водой в многоводные периоды года, и использован в качестве охладителя циркуляционной воды.

Градирни являются типовыми водоохлади-телями, сооружаемыми на территории электростанции. Они состоят из оросительных устройств, вытяжных башен и приемного бассейна и обеспечивают тепло- и массообмен подогретой воды с окружающим воздухом. Применение градирен в качестве водоохладителя характерно для теплоэлектроцентралей, которые располагаются рядом с крупными населенными пунктами и промышленными объектами в достаточной близости к потребителям теплоты. В этих случаях использование реки с большим дебитом и прямоточного водоснабжения, а также водоема-охладителя с оборотным водоснабжением ограниченно.

Прямоточное водоснабжение — технически ) наиболее совершенная и, как правило, эко- ' номичная система водоснабжения. В предшествующие годы она была самой распространенной для большинства строившихся КЭС и позволяла получать более глубокий вакуум в конденсаторах турбин по сравнению с другими системами водоснабжения. В настоящее время ее применение ограничено по техническим или экологическим условиям, необходимым для ее осуществления. Увеличение установленной мощности электростанций привело к росту количества теплоты, сбрасываемой с охлаждающей водой в источник прямоточного водоснабжения, поэтому стало сложнее соблюдать экологические Требования не повышать температуру воды в реках более чем на 3—5 °С. Абсолютные расходы охлаждающей воды достигли 150 М3/с на ТЭС и 360 м3/с на АЭС.

Рис. 15.5. Схема прямоточного водоснабжения:

охлаждающие устройства циркуляционной воды (БГ — башенная градирня). В случае прямоточного водоснабжения теплота с циркуляционной водой сбрасывается в гидросферу (реки, озера); 5—7% теплоты удаляется с дымовыми газами из дымовой трубы. Остальное количество теплоты выделяется у потребителей электроэнергии и теплоты.

На рис. 9-2 представлена принципиальная схема прямоточного водоснабжения тепловой электростанции.