Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Тепловые схемы ПТУ




Для расчета и изучения теплоэкономических характеристик ПТУ используются их тепловые схемы.

Под тепловой схемой понимается условная схематизированная модель реальной установки и взаимосвязи между ее частями, необходимыми для осуществления рабочего процесса и выполнения функций ПТУ.

В зависимости от поставленных целей тепловая схема может быть исполнена как принципиальная или развернутая.

Принципиальная тепловая схема (рисунок 3.1) отражает последовательное соединение элементов ПТУ, тип термодинамического цикла и способ обеспечения энергией главных и вспомогательных механизмов и потребителей.

На развернутой схеме, кроме того, что указывается на принципиальной, демонстрируются количество и вид включенных в схему механизмов и аппаратов, емкостей, автоматов и прочих важных устройств.

Развернутые схемы бывают полными или менее полными. Все тепловые схемы делятся на нерегенеративные и регенеративные. Регенеративные делятся на схемы 1го рода, 2го рода и 3го рода.

Схемы 1го рода предусматривают регенеративный подогрев питательной воды паром, отобранным из главной турбины. В схемах 2го рода регенеративный процесс осуществляется отобранным паром от вспомогательных турбин.

В тепловых схемах 3го рода (смешанного типа) для регенерации используется пар, отобранный от главных и вспомогательных турбин одновременно.

Рассмотрим названные тепловые схемы ПТУ,

3.2.1 Нерегенеративная тепловая схема ПТУ

Нерегенеративная тепловая схема ПТУ (рисунок 3.2) используется на судах с жесткими массогабаритными ограничениями, на военных надводных кораблях и атомных подводных лодках. КПД установки, работающей с таким циклом, на 6…10% ниже, чем КПД регенеративной ПТУ.

Главная турбина работает на перегретом паре, который генерирует паровой котел (ПК). Паром этих же параметров питается вспомогательная турбина (ВТ) и теплообменные аппараты (ТА). Отработанный во всех перечисленных элементах пар сбрасывается в общий главный конденсатор (ГК), в котором пар превращается в воду (конденсат). Конденсат конденсатным насосом (КН) подается в теплый ящик (ТЯ), играющий роль аккумулятора питательной воды. Теплый ящик через вентиляционную трубу соединен со средой машинного отделения. Поэтому в питательной воде может находиться излишнее количество агрессивных газов. Такая схема питания парового котла имеет название открытой.

Питательный насос (ПН) принимает воду из теплого ящика и подает ее в паровой котел.

Открытая система питания применяется в ПТУ с давлением пара не более 2 мПа.

Рисунок 3.2 Нерегенеративная тепловая схема ПТУ.

ГТ – главная турбина; ВТ – вспомогательная турбина; ТА – теплообменный аппарат; ТЯ – тепловой ящик; ПН – питательный насос;



КН – конденсатный насос; ГК – главный конденсатор.

 

В регенеративных тепловых схемах подогрев питательной воды осуществляется теплотой пара, который частично отработал в турбине. За счет этого уменьшается количество отработанного пара, который сбрасывается в конденсатор. Одновременно уменьшаются потери теплоты, отводимой забортной водой.

3.2.2 Регенеративная тепловая схема 2го рода.

Такая схема используется в ПТУ, которые длительно работают на режимах с частичной нагрузкой.

В рассматриваемой схеме (рисунок 3.3) регенеративный процесс осуществляется отработанным паром вспомогательных турбин (турбогенератора, турбонасоса и т.п.).

Главная турбина (ГТ) работает на перегретом паре. Пар таких же параметров приводит в действие вспомогательные паровые двигатели (ВТ) и теплообменные аппараты (ТА). Отработанный пар от ГТ, ВТ и ТА сбрасывается в общий для них главный конденсатор (ГК), где происходит превращения пара в конденсат (горячую воду).

Рисунок 3.3 Тепловая схема ПТУ с регенерацией теплоты отработанного пара вспомогательных турбин (2го рода).

 

Конденсат конденсатным насосом (КН) подается в деаэратор (Дэ), который работает отОТ отработанного в ВТ пара. Этот пар поступает также и в ГК, но через подпружиненный невозвратный клапан (НК). Давление в магистрали отработанного пара выше, чем в ГК, поэтому излишек отработанного пара в ГК перепускается автоматически. Необходимое количество отработанного пара с высокой температурой подходит к подогревателю питательной воды – деаэратору (Дэ), в котором конденсируется. При нагревании воды до температуры насыщения происходит ее деаэрация, т.е. отделение растворенных в воде газов. В данной тепловой схеме 2го рода применяется закрытая схема питания котла. При этом газы выделяются в деаэраторе. Кроме того, деаэратор используется как аккумулятор и емкость, достаточная для подпитки котла в течение 12…15 минут при неработающем конденсатном насосе.



Оставшаяся часть теплоты отработавшего пара используется полезно. В результате затраты топлива и теплоты на ПТУ меньше, чем в ПТУ нерегенеративного типа.

 

3.2.3 Регенеративная тепловая схема 1го рода.

По этой схеме пар, который частично расширился в главной турбине, используется для подогрева питательной воды в теплообменниках поверхностного типа.

Такая тепловая схема называется идеализированной, потому что главная турбина является единым потребителем свежего рабочего пара, а отработанный в ней пар используется только для подогрева питательной воды. На схеме (рисунок 3.4) показаны три промежуточных отбора пара (I, II, III) от главной турбины и этот пар поступает в три регенеративных подогревателя питательной воды (ПП1, Дэ и ПП3).

Рисунок 3.4 Тепловая схема идеализированной ПТУ с регенерацией теплоты в цикле главной турбины (схема 1го рода).

 

Конденсат (горячий) от подогревателя ПП1 подводится к главному конденсатору, а из теплообменника ПП3 – к деаэратору, где смешивается с питательной водой и подогревает ее. Питательная вода из деаэратора Дэ подается питательным насосом ПН в паровой котел. Количество отборов пара влияет на экономичность ПТУ. С увеличением количества отборов повышается температура питательной воды на выходе с последней ступени подогрева. В судовых ПТУ выполняют как правило 4…5 ступеней отбора пара. Таким образом, схемы 1го рода предусматривают подогрев питательной воды паром, отобранным от главной турбины. Такие тепловые схемы ПТУ применяются на транспортных судах, имеющее длительность плавания более 90% времени жизни судна.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал