3.2.1. Назначение и работа подогревателей высокого давления

Для повышения экономичности цикла паросиловых установок на тепловых электростанциях применяют регенеративный подогрев питательной воды паром, отбираемым по ходу его движения в турбине. Это в известной степени позволяет приблизить паросиловой цикл к наивыгоднейшему теоретическому циклу (циклу Карно) и тем самым повысить термический коэффициент полезного действия цикла.

Регенеративный подогрев питательной воды осуществляется последовательно в охладителях пара из уплотнений и холодильниках эжекторов, в группе подогревателей низкого давления, деаэраторе и группе подогревателей высокого давления. В схемах некоторых турбин с противодавлением, у которых весь отработанный пар направляется на производственные нужды, подогреватели низкого давления не применяют.

В тепловой схеме группу подогревателей высокого давления размещают, предусматривая нагрев воды последовательно в каждом из подогревателей (однопоточное включение по питательной воде), либо нагрев воды в нескольких параллельных группах подогревателей (многопоточное, обычно не более двух, включение подогревателей по питательной воде).

На рис. 3.14 показана принципиальная схема регенеративного подогрева питательной воды в подогревателях высокого давления, а на рис. 3.15 - однопоточное и двухпоточное их включение по питательной воде.

Подогреватель высокого давления (ПВД) представляет собой кожухотрубчатый теплообменник, в котором нагреваемая питательная вода проходит по трубной системе, а греющий пар из отбора турбины подается в межтрубное пространство в корпусе. Характерной особенностью схемы включения подогревателей является каскадное охлаждение конденсата греющего пара на всех ПВД перед сбросом в деаэратор, что позволяет полнее использовать тепло, подводимое с паром из отбора турбины. Поверхность теплообмена подогревателя высокого давления в зависимости от состояния греющей среды может быть выполнена с двумя или тремя зонами нагрева питательной воды: зона конденсации пара (собственно подогреватель - КП) и охладитель конденсата (охладитель дренажа - ОК) или зона охлаждения перегретого пара (ОП), зона конденсации пара (КП) и охладитель конденсата (ОК).

Рис. 3.14. Схема регенеративного подогрева питательной воды (группа из трех ПВ-425): I - паровая турбина;

II - деаэратор; III, IV, V - подогреватели высокого давления соответственно ПВ-425-230-13, ПВ-425-230-23, ПВ-425-230-35;

1 - питательная вода; 2 - конденсат греющего пара; 3 - байпасная линия; 4 - греющий пар; 5 - впускной клапан;

6 - обратный клапан; 7 - задвижка, вентиль; 8 - задвижка с электроприводом; 9 - регулирующий клапан;

10 - колонка КДУ; 11 - обратный клапан; 12 - питательный насос

Конструктивное исполнение различных зон трубной системы определяется тепловой схемой подогревателя. Общепринятыми для подогревателей высокого давления являются параллельное по отношению к зоне конденсации пара КП включение охладителей пара и конденсата по питательной воде, а также предварительные охладители пара и конденсата и поперечное омывание поверхности, обеспечиваемое организованным движением пара и конденсата в вертикальном направлении в этих зонах. Поверхности теплообмена подогревателей высокого давления выполняют из свитых в плоские спирали гладких труб, присоединенных к вертикальным раздающим и собирающим коллекторным трубам. Навивку труб производят в одной или в двух плоскостях (рис. 3.16.).

Рис. 3.15. Схема включения подогревателей высокого давления по питательной воде: а - в две нитки; б - в одну нитку; I - первая группа ПВД; II - вторая группа ПВД; 1 - в котел; 2 - от питательного насоса; 3 - впускной клапан; 4 - обратный клапан; 5 - защита от повышения давления в трубной системе при закрытых задвижках

Рис. 3.16. Навивка спиралей труб для трубной системы подогревателей высокого давления:

а - одноплоскостная; б - двухплоскостная; 1 - раздающий коллектор; 2 - собирающий коллектор; 3 - спиральный трубный элемент

В зоне конденсации пара через 8-12 рядов спиральных трубных элементов установлены горизонтальные перегородки, предназначенные для организации движения пара и отвода образующего конденсата. Спиральные элементы охладителя пара и охладителя конденсата (дренажа) расположены в специальных кожухах, в которых система перегородок в межтрубном пространстве обеспечивает организованное движение потоков пара и конденсата.

Трубная система ПВД включает также четыре или шесть коллекторных труб, из которых одна половина распределяет по спиралям питательную воду, другая - собирает. Соединение коллекторных труб с подводящим и отводящим питательную воду патрубками осуществляется специальными развилками и тройниками.

На рис. 3.17 приведена схема движения сред в подогревателе высокого давления. Поток питательной воды на входе в трубную систему разветвляется по коллекторным раздающим трубам. Установленные в коллекторах диафрагмы разделяют потоки в зонах охлаждения конденсата (дренажа) и охлаждения пара. После нагрева части потока в охладителе конденсата он смешивается с основным потоком воды, прошедшим через диафрагму. Пройдя зону конденсации пара, поток воды вновь раздваивается: одна часть направляется к выходному патрубку подогревателя, а другая через поверхность нагрева зоны охлаждения пара и сливную трубу смешивается с основным потоком перед выходом из подогревателя.

#G0
Рис. 3.17	Рис. 3.18

Рис. 3.17. Схема включения зон и движения теплообменивающихся сред в подогревателе высокого давления: ОП - зона охлаждения пара; КП - зона конденсации пара; ОК - зона охлаждения конденсата

Рис. 3.18. Сварное соединение фланцевого разъема подогревателя высокого давления: 1 - фланец корпуса; 2 - верхняя мембрана; 3 - нижняя мембрана; 4 - фланец днища

Таблица 3.6