Проект смешивающего подогревателя

1 КОНСТРУКЦИЯ СМЕШИВАЮЩИХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
Подогреватели низкого давления предназначены для подогрева конденсата паром, отбираемым из отборов турбины. Они располагаются между конденсатором турбины и питательным насосом. По принципу организации использования теплоты подогреватели низкого давления делятся на поверхностные и смешивающие.
Подогреватели смешивающего типа имеют ряд преимуществ перед подогревателями поверхностного типа:
практическое отсутствие недогрева конденсата до температуры насыщения греющего пара;
незначительная чувствительность к примесям воздуха (неконденсирующихся газов) в греющем паре, что позволяет сохранять высокую тепловую эффективность подогревателя при наличии присосов воздуха в вакуумную систему турбоустановки;
высокая надежность, долговечность конструкции благодаря отсутствию трубной системы;
сравнительно невысокая стоимость из-за простоты конструкции и отсутствия дорогостоящих дефицитных материалов;
уменьшенная поверхность соприкосновения металла с водой;
сокращение загрязнения питательного тракта оксидами железа и меди.

1 КОНСТРУКЦИЯ СМЕШИВАЮЩИХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
Подогреватели низкого давления предназначены для подогрева конденсата паром, отбираемым из отборов турбины. Они располагаются между конденсатором турбины и питательным насосом. По принципу организации использования теплоты подогреватели низкого давления делятся на поверхностные и смешивающие.
...

3.1 Тепловой расчет подогревателя
Количество теплоты, воспринимаемое основным конденсатом:

Выпар составляет 0.5 кг пара на 1 т конденсата: ;
Расход пара на выпар составляет:

Теплота выпара:
;

Теплота, передаваемая дренажом

Энтальпия дренажа
Энтальпия конденсата на выходе подогревателя

Расход греющего пара, поступающего в подогреватель:

.

3.2 Конструкторский расчет
Дополнительные данные для расчета, принимаемые из прототипа:
Расход воздуха в первом отсеке:
Коэффициент сопротивления в отверстиях дырчатых тарелок:
Расстояние между тарелками:
Высота подпора на тарелках:
Диаметр отверстий:
Ширина струйного пучка первого отсека на входе потока пара и на
выходе:
Удельные объемы пара и воды при параметрах насыщения в подогревателе:

;
Температура конденсата на входе в подогреватель

,где
- температура воды на выходе из конденсатора
Давление воды на входе в подогреватель
Pв=2Pп=2∙0,14=0,28 МПа

Коэффициент поверхностного натяжения для основного конденсата на входе в подогреватель:
Число Прандтля для основного конденсата на входе в подогреватель:

3.2.1 Первый отсек
Скорость истечения воды из отверстий верхней тарелки:

Необходимое число отверстий в тарелке:

Требуемая площадь тарелки:

,

где S1 и S2 шаг при шахматном расположении отверстий.

Подогрев конденсата в первом струйном отсеке.
...

4.1 Определение номинальной толщины стенки корпуса
Номинальная толщина стенки корпуса ПНСВ, подверженного наружному давлению (), определяется по формуле:

;

Высота цилиндрической части корпуса: (принимаем из прототипа);
Прибавка к расчетной толщине стенки:
Коэффициент для вертикальных теплообменников:
Номинальное допустимое напряжение зависит от марки стали и от расчетной температуры (принимается равной наибольшей температуре теплоносителя ).
Для Ст.20: ;
Допустимое напряжение:
Расчетное давление:
Внутренний диаметр корпуса: (принимаем из прототипа);
Следовательно:

Так как подогреватель работает под разряжением со значительным запасом воды внутри корпуса, следует принять большую толщину стенок корпуса. Согласно прототипу подогревателя, принимаем решение: увеличить толщину стенки корпуса до .


4.2 Определение номинальной толщины стенки днища
Номинальная толщина стенки выпуклых днищ определяется по формуле:

;

Коэффициент, учитывающий ослабление неукрепленного отверстия:
Допустимое напряжение:

Принимаем толщину стенки днища равной толщине стенки корпуса
4.3 Расчет укрепленных отверстий
Укреплению подлежат отверстия, диаметр которых превышает либо200 мм
Расчет упрочнительных колец производится по принципу компенсации изъятого отверстием металла.
...

5 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
По правилам технической эксплуатации температура наружной поверхности теплообменников должна обеспечивать минимальные тепловые потери в окружающую среду и безопасные условия эксплуатации. Для обеспечения необходимых температур (45°С – при внутренней установке и 60°С – при наружной) наружная поверхность аппарата покрывается изоляционными материалами.
В соответствии с требованиями ОСТ 108.271.28–81 и ОСТ 108.271.17–76 подогреватели должны поставляться в комплекте с деталями для крепления тепловой изоляции. На рисунке 3 приведена схема расположения на наружной поверхности подогревателя деталей для крепления тепловой изоляции


Рисунок-3 Пример установки тепловой изоляции

5.1 Коэффициент теплоотдачи от наружной стенки изоляции в окружающую среду, Вт/( м2× К).

5.2 Тепловые потери с одного метра изоляции