Презентация "Конденсационная установка" – проект, доклад

Конденсационная установка

В состав конденсационной установки турбины № 1 входит: 1. Конденсатор; 2. Эжектора; 3. Конденсатные насосы; 4. Подогреватель низкого давления; 5. Атмосферный клапан; 6. Регулятор уровня в конденсатосборнике.

В задачу конденсационной установки турбины входит конденсация отработавшего в турбине пара, поддержание в конденсаторе заданного вакуума и подача образовавшегося конденсата в деаэратор.

6 - водоструйный эжектор; 7 - водяной бак; 8 - насос водоструйного эжектора; 9 - воздухоохладители генератора; 10 - маслоохладители; 11 - конденсатор; 12 - гидрозатвор; 13 - конденсатные насосы; 14 - пароструйный эжектор первой ступени; 15 - пароструйный эжектор второй ступени; 16 - охладитель эжектора первой ступени; 17 - охладитель эжектора второй ступени; 18 - конденсатоотводчик;

Принципиальная тепловая схема конденсационной установки

Тепловая схема паротурбинной установки (ПТУ), сформированная на основе цикла Ренкина, предполагает отвод тепла к холодному источнику. Этим обеспечивается замкнутость термодинамического цикла. Практическая реализация отвода тепла осуществляется в конденсаторе ПТУ. Конденсатор – это теплообменник, предназначенный для превращения отработавшего в проточной части паровой турбины водяного пара в жидкое состояние – конденсат.

1. Следует отметить, что технически возможно реализовать цикл Карно, осуществив сжатие компрессором влажного пара, поступающего из турбины, до его конденсации. Однако работа сжатия влажного пара во много раз превышает работу сжатия воды. Так, например, при адиабатном сжатии влажного водяного пара от давления 0,1 МПа до давления 3 МПа, при котором он полностью конденсируется, требуется затратить работу, эквивалентную 455 кДж/кг. При адиабатном же сжатии воды от состояния насыщения при 0,1 МПа до давления 3 МПа необходимо затратить работу, эквивалентную всего лишь 2,75 кДж/кг, т.е. меньшую в 165 раз. Поэтому цикл Карно в чистом виде в паросиловых установках не применяется.

2. Для обеспечения высокой экономичности цикла Ренкина необходимо выполнять конденсацию пара при низком давлении (разрежении рк относительно атмосферного давления ра), что дает рост термодинамического КПД турбоустановки. Повышение экономичности при снижении давления за турбиной имеет место, прежде всего, за счет роста теплоперепада турбины.

3. Следует помнить, что при изменении давления в конденсаторе на 1 кПа экономичность паротурбинной установки ТЭС изменяется примерно на 1%, а для ПТУ АЭС до (1,5-2)%.

4. В конденсационных установках холодному источнику (охлаждающей воде) отдается до 50% количества тепла в цикле, что в итоге определяет абсолютный КПД ПТУ на уровне 40…45%. При этом водяной пар за турбиной из-за низкого давления практически не имеет термодинамической ценности.

За счет резкого уменьшения удельного объема пара в конденсаторе создается низкое давление. Чем ниже температура охлаждающей воды и больше ее расход, тем больше разрежение в конденсаторе.

Устройство двухходового конденсатора ПТУ 1 - корпус; 2, 3 - крышки водяных камер; 4 - трубная доска; 5 - конденсаторные трубки; 6 - приемная горловина конденсатора; 7 - конденсатосборник; 8 - отсос паровоздушной смеси из воздухоохладителя 9; 10 - направляющие листы; 11, 12– входной и выходной патрубки для воды; 13 – разделительная перегородка; 15-17 - входная, поворотная и выходная камеры для охлаждающей воды

Конденсатор турбины № 2

Основные характеристики: Расчетное количество пара, поступающего в конденсатор – 22,7 т/ч; Расход охлаждающей воды – 1850 т/ч; Номинальная температура охлаждающей воды – 20 0С; Номинальное давление в конденсаторе ~ 5 кПа; Гидравлическое сопротивление – 40 кПа; Количество трубок – 2266 шт.; Диаметр трубок – 19/17 мм; Рабочая длинна трубок – 4000 мм; Число ходов по воде – 2; Габаритные размеры, L * B * H, мм – 5160 * 2255* 2875; Вес конденсатора, сухого – 14,14 т; Вес конденсатора с водой – 19 т.

Конденсатор турбины № 1 Калужского турбинного завода типа КП – 540/2

Компоновка трубной системы конденсатора

Компоновка трубного пучка конденсатора: 1 - основной пучок; 2 – сливные трубки; 3 – первый ряд трубок; 4 – трубки основного пучка; 5 - отсос паровоздушной среды; 6 - пучок воздухоохладителя; 7 – паронаправляющие и конденсатоулавливающие щиты; 8 – окно в промежуточных межтрубных досках; 9 – промежуточная трубная доска

Трубный пучок конденсатора модульной конструкции

Конденсатор турбины Т-250/300-23,5 ТМЗ: 1 - корпус ЦНД; 2 - встроенные ПНД; 3 - основной пучок; 4 - теплофикационный пучок; 5 – конденсатосборник

Воздухоудаляющие устройства конденсаторов

Для поддержания номинального значения давления рк в конденсаторе паротурбинной установки посредством отсоса воздуха из его объема используются пароструйные, водоструйные и центробежные типы эжекторов.

По назначению эжекторы подразделяются на следующие виды: основные эжекторы, предназначенные для удаления воздуха из конденсатора при нормальной работе турбины; пусковые эжекторы, создающие при пуске турбоустановки разрежение в паровом пространстве конденсатора (при достижении давления 20―30 кПа пусковые эжекторы отключаются и включаются основные эжекторы); пусковые эжекторы циркуляционной системы, создающие разрежение в водяном пространстве конденсатора для заполнения его и сливных циркуляционных водоводов водой, а также удаляющие скапливающийся воздух при работе турбоустановки из верхней точки циркуляционной системы при наличии в ней разрежения.

Повышение давления инжектируемого потока без непосредственной затраты механической энергии является основным, принципиальным качеством струйных аппаратов.

Пароструйный эжектор состоит из трех основных элементов: рабочего сопла 1, камеры смешения 2, патрубка 3 подвода паровоздушной смеси с расходом Gсм и диффузора 4. Камера смешения (всасывания) соединяется трубопроводом с конденсатором. Рабочим телом является водяной пар с расходом Gр, подводимый к соплу 1.

Схема пароструйного эжектора и изменение давления в его проточной части

Одна ступень эжектора повышает давление не более чем в 4― 6 раз. Поэтому в паротурбинных установках одноступенчатые эжекторы применяются в качестве пусковых. Для обеспечения степени повышения давления отсасываемого воздуха до 25―30 (от 3―6 кПа до барометрического давления) основные эжекторы выполняются с двумя или тремя последовательно включенными ступенями, каждая из которых производит не полное, а частичное сжатие паровоздушной смеси. Между ступенями устанавливают промежуточные охладители пара поверхностного типа. В них большая часть пара конденсируется и теплота конденсации используется для подогрева основного конденсата.

Схема двухступенчатого пароструйного эжектора 1 – рабочее сопло I-й ступени эжектора; 2 – камера смешения; 3 – диффузорный канал; 4 – трубный пучок охладителя паровоздушной смеси I-й ступени эжектора; 5 - рабочее сопло II-й ступени эжектора; 6 - трубный пучок охладителя паровоздушной смеси II-й ступени; 7 – отвод воздуха

Пароструйный эжектор

Эжектор

1 – крестовина; 2 – спиральные перегородки; 3 – хомутики; 4 – дистанционные трубки; 5 – приварыш; 6 – змеевики; 7 – водоподводящие коллектора; 8 – водоотводящий коллектор; 9 – стояк; 10 – тяги; 11 – водяные коллекторы; 12 – фланец подвода воды; 13 – опорные лапы; 14 – охладительпервой ступени; 15 – опоры для крепления тяг; 16 – фланец отвода воды; 17 – охладитель второй ступени; 18 – фланец отвода воздуха; 19 – фланец специальный; 20 – фланец корпуса; 21 – корпус эжектора; 22 – диффузор первой ступени; 23 – диффузор второй ступени; 24 – щит с КИП; 25 – сопловая камера второй ступени; 26 – сопло второй ступени; 27 – крышка корпуса; 28 – сопловая камера первой ступени; 29 – сопло первой ступени; 30 – соплодержатель второй ступени; 31 – соплодержатель первой ступени; 32 – парораспределительный коллектор; 33 – паровой фильтр

Двухступенчатый пароструйный эжектор ЭО – 30 АО ПО КТЗ тип эжектора – ЭО – 30; количество ступеней – 2; температура отсасываемой паровоздушной смеси – 25 оС; производительность по паровоздушной смеси – 7,78 * 10-3 кг/с; расход охлаждающего конденсата – 4,72 кг/с; давление рабочего пара перед соплами – 1,57 МПа; температура рабочего пара перед соплами – 420 о С; суммарный расход рабочего пара – 0,0486 кг/с; давление в камере всасывания – 6,87 кПа; гидравлическое сопротивление охладителей – не более 37 кПа ;

Особенности использования водоструйных эжекторов

Водоструйный эжектор осуществляет одноступенчатое сжатие паровоздушной смеси. Работа водоструйных эжекторов связана с эжектирующим действием высокоскоростной струи воды, формируемой в соплах 2.

Схема водоструйного эжектора 1 – входная камера; 2 – сопла; 3 – камера смешения; 4 – диффузорные каналы

Вода под давлением отбирается обычно из трубопровода циркуляционной воды системы охлаждения конденсатора турбоустановки. При смешении воды с паровоздушной средой происходит конденсация пара. Неконденсируемые газы удаляются в атмосферу. Чаще всего такие эжекторы выполняют многоканальными (от двух до семи каналов), что позволяет при умеренных габаритах обеспечить глубокое разрежение в них.

Включение водоструйного эжектора по рабочей воде возможно по двум схемам—разомкнутой и замкнутой. При разомкнутой схеме рабочая вода для эжектора подается подъемными насосами, как правило, из напорного циркуляционного водовода.

Недостатками разомкнутой схемы являются потери пара, отсасываемого из конденсатора вместе с воздухом, а также потребление значительного количества охлаждающей воды (до 10% полного ее расхода).

Эти недостатки удается скомпенсировать применением замкнутой схемы, при которой рабочая вода (основной конденсат) циркулирует в контуре «эжектор—сливной бак—насос—эжектор».

Замкнутая схема водоструйной эжекторной установки 1— водоструйный эжектор, 2— сливной бак, 3— насос 4– поверхностный охладитель, 5—трубопровод в бак низких точек, 6—отсос из конденсатора, 7—брызгальное устройство

Конденсатный насос

1-электродвигатель; 2-корпус; 3-дроссель; 4-удлиннитель вала; 5-установочное кольцо; 6-спиральная камера 1-й ступени; 7-диафрагма; 8-спиральная камера 2-й ступени; 9-гайка обтекатель; 10-перепускной канал; 11-уплотнительная втулка; 12- крышка; 13-стойуа фундаментная; 14-рабочее колесо 2-й ступени15-рабочее колесо 1-й ступени; 16-всасывающий патрубок; 17-сальник; 18-отверстие для отсоса воздуха; 19-штифт

Основные технические характеристики конденсатных насосов у которых конструкции аналогичны: Тип насоса ЭКН – 18 – К ЭКН – 18 – КГ Производительность 14 18 м3 / час; Давление нагнетания 41 42 м. вод. ст. ; Геометрический подпор 0,6 0,8 м. вод. ст. ; Число оборотов 1450 1450 об / мин ; Мощность электродвигателя 4,5 7,0 кВт .

Подогреватель низкого давления

1-тяга; 2-патрубок подвода греющего пара; 3- верхний водяной коллектор; 4-крышка; 5-змеевики трубного пучка; 6-крестовина; 7-трубки дистанционные; 8-спиральные перегородки; 9-хомутики; 10воомерное стекло; 11-стояк; 12-фланец отвода конденсата; 13-корпус; 14-нижние водяные коллекторы; 15-вентиль отвода воздуха; 16-патрубок отвода подогреваемой воды; 17-патрубок подвода подогреваемой воды; 18-лапы крепления; 19-штыри дроссельные; 20-опора

Подогреватель ПН-9 АО ПО КТЗ поверхностного типа, змеевиковый, винтовой Основные технические характеристики: Тип подогревателя - ПН – 9; Расход конденсата - 16,6 т / час; Температура конденсата на входе - 42 о С; Температура конденсата на выходе – 86 о С; Расход пара – 1,4 т / час; Поверхность нагрева – 9 м2 ; Гидравлическое сопротивление – 7 м.вод.ст; Количество змеевиков – 10 ; Число витков – 13 ; Диаметр трубок – 19 / 17 мм ;

Атмосферный клапан

1-направляющая втулка; 2-шток; 3-верхняя крышка; 4-корпус; 5-тарелка клапана; 6-седло; 7,10,11-штуцерное соединение; 8-нижняя крышка; 9-втулка направляющая; 12-рукоятка; 13-кольцевой канал гидроуплотнения; 14-перегородка; 15-сливные отверстия для конденсата пара

1-корпус; 2- поплавок; 3-пружина; 4-крышка; 5-указатель положения поплавка; 6-гайка; 7-тарелка пружины; 8-золотник с дифференциальным поршнем; 9-втулка

Регулятор уровня конденсата