Турбоустановка К-500-240

Главным назначением воздухоохладителя  является понижение температуры  смеси, поступающей к эжектору, поскольку  при этом увеличивается доля воздуха (эжектор будет в этом случае действительно  отсасывать воздух, а не пар, о конденсации  которого все равно необходимо заботиться в другом теплообменнике). Трубный  пучок воздухоохладителя может  содержать до 30% всех трубок.

Снизу конденсатора устраивается емкость для сбора конденсата 7 и патрубок к конденсатному насосу. В современных ПТУ устанавливаются  так называемые деаэрационныеконденсатосборники.

В верхней части конденсатора имеется горловина 2, в которую  поступает пар из выхлопного патрубка турбины. В современных конденсаторах  горловину крепят к выходному  патрубку с помощью сварки, исключающей  присосы атмосферного воздуха. Таким  образом, конденсатор и корпус ЦНД  оказываются жестко связанными. Однако передать силу веса конденсатора через  выходной патрубок на корпус цилиндра низкого давления нельзя из-за ее большого значения. Установить конденсатор жестко на фундаменте, без возможности вертикальных смещений (подобно установке корпуса  цилиндра низкого давления) также  нельзя, так как должно быть обеспечено свободное тепловое вертикальное перемещение  турбины вместе с конденсатором. Поэтому, конденсатор устанавливают  на пружинные опоры. Силу сжатия пружин регулируют так, чтобы они воспринимали вес пустого конденсатора и цилиндра низкого давления турбины.

В конденсаторе должно устанавливаться  устройство, которое показывает уровень  конденсата в нем. Чаще всего это  водоуказательное стекло 8. В нижней части конденсатора, но несколько  выше предполагаемого уровня конденсата, располагается отверстие для  отсоса воздуха эжектором основной группы. Пучки трубок в конденсаторе должны располагаться таким образом, чтобы обеспечить кратчайший путь от горловины конденсатора до отверстия  отсоса воздуха или он организован  как на рис.3 труба 10 на виде А-А. К трубным доскам примыкают водяные камеры 3, они снабжаются съемными крышками, для обеспечения возможности очистки трубок. Водяные камеры 3 могут быть разделены перегородками 16, для обеспечения многоходового движения охлаждающей воды.   Для предохранения конденсатора от возможного повышения давления его снабжают атмосферным клапаном. Клапан открывается при повышении в конденсаторе давления выше атмосферного.

В современных турбинах конденсатор  выполняет и другие функции. Например, при пусках или резких изменениях нагрузки, когда котел или паро-производящая установка АЭС вырабатывает большее  количество пара, чем требуется турбине, или когда параметры пара не соответствуют  необходимым, пар направляют (после  предварительного охлаждения) в конденсатор, не допуская потери дорогостоящего рабочего тела путем его выброса в атмосферу. Для возможности принятия такого «сбросного» пара конденсатор оборудуется  специальным приемно-сбросным устройством. Кроме того, в конденсатор направляют конденсат из коллекторов дренажей паропроводов, уплотнений, некоторых  подогревателей и вводят добавку  химически очищенной воды для  восполнения потерь конденсата в  цикле.

 

3.2. Подогреватель низкого давления (ПНД)

 

Подогреватели, используемые в регенеративной системе турбоустановки, бывают двух типов: поверхностные и  смешивающие. В поверхностных подогревателях греющий пар и нагреваемая  среда (конденсат или питательная  вода) разделены металлом стенок трубок. Нагрев воды осуществляется за счет конденсации  греющего пара в межтрубном пространстве и передачи теплоты через металл трубок. В смешивающих (контактных) подогревателях греющий пар и нагреваемая среда вступают в непосредственный контакт и смешиваются; при этом происходит конденсация пара.

Принцип работы подогревателей ничем не отличается от принципа работы конденсатора: для их успешной работы необходимы определенная разность температур греющего пара и нагреваемой среды  и постоянное удаление из парового пространства неконденсирующихся газов, затрудняющих теплообмен.

На рис. 3.2 показана типичная конструкция подогревателя низкого  давления. Нагреваемый конденсат  поступает в водяную камеру, разделенную  вертикальной перегородкой на две половины. Водяная камера отделена от парового пространства подогревателя трубной  доской с завальцованными в нее  U-образными вертикальными трубками. Конденсат, пройдя по трубкам, поступает во вторую половину водяной камеры и оттуда – в следующий подогреватель.

Греющий пар, омывая трубки, конденсируется и стекает вниз. Для  лучшего теплообмена пучок трубок снабжен специальными перегородками. Дня нормальной работы подогревателя  из его парового пространства необходимо постоянно откачивать неконденсирующиеся газы подобно тому, как это производится из конденсатора. Поэтому паровое  пространство подогревателя соединяют  трубопроводом или с паровым  пространством подогревателя с  меньшим давлением, или с паровым  пространством конденсатора, или  с эжекторной установкой — основной или вспомогательной.

Водяной объем конденсата, образующегося в нижней части  подогревателя (конденсат греющего пара), соединен либо с водяным объемом  соседнего подогревателя с меньшим  давлением, либо со всасывающей полостью дренажного насоса, подающего конденсат  в линию основного конденсата. Кроме того, в корпусе имеется  штуцер для приема конденсата из подогревателя  с большим давлением пара.

В последние годы находят  распространение подогреватели  низкого давления смешивающего типа. Кроме того, что они полнее позволяют  использовать тепло греющего пара, в них отсутствуют дорогие  латунные трубки (использование трубок из углеродистой стали недопустимо  из-за окисления не полностью деаэрированной водой). В турбоустановках ТЭЦ  смешивающие ПНД пока применяются  только в так называемых бездеаэраторных  схемах.

Основные элементы ПНД: 1 — водяная камера, 2 — трубная доска, 3 — латунные U-образные трубки, 4 — подвод греющего пара, 5 — защитный щит; 6,7— входной и выходной патрубки основного конденсата, 8 — направляющие перегородки, 9 — отсос воздуха; 10 — подвод дренажа из другого подогревателя, 11 — водомерное стекло, 12 — подвод неконденсирующихся газов из другого подогревателя; 13—  слив конденсата греющего пара, 14 — штуцер для опорожнения.

3.3. Подогреватель высокого давления (ПВД)

 

Подогреватель высокого давления предназначен для подогрева питательной  воды, поступающей из деаэратора, отборным паром. Так же как и подогреватель  низкого давления представляет собой  поверхностный тето-обменник. Однако, давление нагреваемой среды превосходит  давление конденсата в десятки раз. Это определяет конструкцию таких  подогревателей.

В корпусе подогревателя  расположена трубная система  нагревателя, состоящая из четырех  вертикальных стояков, между которыми расположены нагревательные спирали, выполненные из трубок из нержавеющей  стали, и вертикальной центральной  отводящей трубы. Внутри стояков  установлены перегородки и дроссельные  шайбы, обеспечивающие необходимое  направление движения питательной  воды. Греющий пар поступает в  подогреватель по трубопроводу сверху и движется навстречу нагреваемой  питательной среде. Паровое пространство подогревателя, занятое греющим  паром, конструктивно разделено  на три зоны: верхняя зона, куда поступает  наиболее горячий пар, называется охладителем  пара, средняя - собственно подогревателем и нижняя - охладителем конденсата. В охладителе пара питательная вода отбирает от поступающего пара теплоту  перегрева. Для этого в паровом  пространстве охладителя создается  множество горизонтальных перегородок  и вертикальная перегородка, которые  обеспечивают длительный контакт перегретого  пара и питательной воды (через  металлическую стенку). Пройдя охладитель, пар поступает в собственно подогреватель, где происходит массовая конденсация  греющего пара и передача теплоты  конденсации питательной воде. Образующийся конденсат насыщенного пара имеет  температурунасыщения, которая значительно  выше температуры поступающей питательной  воды. Поэтому для более полного  использования теплоты конденсат  направляют в охладитель конденсата, конструкция которого сходна с конструкцией охладителя пара. Охлажденный конденсат  направляется либо в подогреватель  с более низким давлением, либо в  деаэратор. Как и подогреватель  низкого давления, рассматриваемый  подогреватель оборудован штуцерами  для приема конденсата и паровоздушной  смеси из подогревателя с более  высоким давлением и для сброса паровоздушной смеси в подогреватель  с более низким давлением.

Регенеративные подогреватели  обязательно снабжают указателями  уровня конденсата греющего пара, системами  сигнализации и защиты от превышения его уровня. Заполнение подогревателя  водой может привести к ее попаданию  в турбину, что неизбежно вызовет  очень тяжелую аварию, особенно опасно переполнение подогревателей высокого давления, в этом случае даже при  срабатывании обратного клапана  на линии отбора греющего пара корпус подогревателя окажется под давлением  воды за питательным насосом (порядка    5–10 МПа для среднего и высокого давлений), в то время как нормальное давление отбора 0,5–1 МПа.

 

 

 

 

 

 

3.4. Деаэратор

 

Деаэрационная установка  выполняет три основные функции:

1.Деаэрирует конденсат, поступающий в него из ПНД, обеспечивая надежную работу ПВД и, главное, котла;

2. Повышает температуру  конденсата до температуры насыщения,  отвечающей давлению в деаэраторе, т.е. работает как регенеративный  подогреватель смешивающего типа;

3. Создает запас питательной  воды для котлов.

Первые две функции  выполняет деаэрационная колонка, третью — аккумуляторный бак, на котором  устанавливается сама колонка. Деаэрационная  колонка работает по принципу противотока: снизу в нее подается греющий  пар из турбины, а сверху поступает  деаэрируемая вода.

На рис. 3.4 приведена типичная конструкция деаэрационной головки, используемой на ТЭЦ с поперечными  связями. Головка состоит из двух основных устройств: струйного, расположенного в верхней части головки, и  барботажного, помещенного в нижней части. Между ними расположен водоперепускной  лист. В струйном и барботажномустройствах происходит последовательный нагрев конденсата до температуры насыщения, определяемой давлением в аппарате. Конденсат  и другие сбросы по подводящим штуцерам подаются в смесительно-распределительное  устройство. Из него по четырем лоткам конденсат поступает на перфорированную  тарелку, через отверстия которой  он струями вытекает в паровое  пространство деаэрационной головки  навстречу греющему пару, движущемуся  вверх. Перфорированная тарелка  разделена кольцевой секционирующей перегородкой на две зоны: внутреннюю и наружную. При малом количестве деаэрируемого конденсата (до 30 % номинального) в работе находится только внутренняя зона тарелки, при большом — и  внешняя.

Струи деаэрируемого конденсата собираются водоперепускным листом и направляются в барботажное  устройство. Его главным элементом  является перфорированный лист, к  отверстиям которого снизу с помощью  коллектора подводится греющий пар. Число отверстий подобрано так, чтобы под слоем конденсата, движущегося  по барботажному листу, постоянно находился  слой пара, часть которого будет  проходить через слой конденсата и подогревать его.

Барботажное устройство снабжено двумя гидрозатворами. Первый из них  образован нижней частью корпуса  колонки и горловиной бака. Он препятствует выходу греющего пара мимо барботажного устройства. Второй гидравлический затвор образован двумя центральными коаксиальными  паропе-репускными трубами, и он, по сути дела, является автоматическим регулятором, обеспечивающим устойчивый барботаж на перфорированном листе. Если нагрузка деаэратора, т.е. количество деаэрированной воды и необходимое количество греющего пара увеличиваются, то давление в барботажном  устройстве растет. Это приводит к  уменьшению уровня конденсата в поддоне  и проходу части пара в струйный отсек через пароперепускные  трубы (сначала — через коаксиальный зазор между трубами, а затем  — через внутреннюю трубу).

Степень открытия перепускных  труб управляется водоперепускной  трубкой, реагирующей на уровень  конденсата на барботажном листе.

Избыток греющего пара, прошедший  через отверстия барботажного листа  и паропускные трубы, конденсируется на струях конденсата в струйном отсеке и через патрубки поступает в  верхнюю часть деаэрационной  колонки и оттуда — к охладителю выпара.

Основные элементы деаэратора: 1 — штуцер подвода конденсата для деаэрации; 2 — смесительно-распределительное устройство, 3 — лотки; 4 — перфорированная тарелка, 5 — водоперепускной лист; 6 — перфорированный лист; 7 — перегородка; 8 — бак-аккумулятор, 9 — горловина бака, 10 — коллектор подачи греющего пара, 11 — поддон, 12 — перепускные трубы, 13 — сегментное отверстие; 14 — водоперепускные трубы, 15 — патрубки, 16 — корпус деаэрационной головки;17 — штуцер отвода выпара; 18 – секционирующая перегородка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.4 – Принципиальная схема деаэрационной головки 

4. Топливное хозяйство

4.1 Общая схема и оборудование топливного хозяйства     

электростанции  на мазуте

 

Структурная схема мазутного  хозяйства показана на рис. 4.1. Приемное устройство мазутного хозяйства предусматривается для приема цистерн вместимостью 50—60 т. Длина фронта слива мазута самотеком в приемные лотки должна обеспечивать слив суточного расхода мазута при разгрузке маршрута цистерн в три ставки. Время разогрева и слива цистерн 6—9 ч. Разогрев мазута в цистернах обычно осуществляется непосредственно насыщенным паром с давлением 0,6—1,2 МПа. При таком способе разогрева происходит значительное обводнение мазута — до 8% и имеет место значительный расход пара — до 100 кг/т. Лотки для слива мазута обогреваются паровыми трубчатыми подогревателями. Приемная промежуточная емкость основного мазутного хозяйства принимает не менее 20 % вместимости цистерн, устанавливаемых в одну ставку под разгрузку. Приемная емкость растопочного мазутного хозяйства должна быть вместимостью не менее 120 м3. В приемных емкостях предусматривается установка змеевиковых поверхностных подогревателей, обогреваемых насыщенным паром с давлением до 1,2 МПа.