Введение к работе
Актуальность проблемы. Конденсатор пара-один из наиболее крупногабаритных и металлоемких узлов паротурбинной установки (ПТУ). В связи с этим проблема повышения эффективности конденсатора, улучшения его массогабаритных показателей играет большую роль в проектировании и создании ПТУ. повышении ее технякоэкономических характеристик.
Основной путь совершенствования конденсатора-повышение интенсивности тепло- и массообмена при конденсации пара в трубном пучке, отработанные в лабораторных условиях различные способы интенсификации позволяют получить высокие значения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи. Однако, промышленное внедрение этих же споі/пгов интенсификации нередко дает значительно меньший эффект. Причина падения эффективности - в уменьшении теплосьема отдельных зон и, за снижения скорости пара и скопления в них неконденсирующихся газов. Это связано с несовершенством компоновки трубного лучка <Г: 3j отсутствия надежных методик, позволяющих провести тепл'іішргії-.пический расчет процесса конденсапии пара в пучке, компоновка тгубного пучка остается на данный момент самой трудоемкой операцией в проектировании конденсатора и производится в основном на ocKwF'.e имеющегося аналога. Поэтому требуется проверка и доводка компоновки пучка с целью выравнивания нагрузки по поверхности теплообмена.
Такси подход, наряду с большой трудоемкостью, имеет епе один существенный недостаток,- равномерное распределение нагрузки по пучку не гарантирует получение оптимального варианта, т. к. интенсивность теплоотдачи при конденсации пара в немалой степени зависит от значения скорости пара, которая, в свою очередь, 'зависит от выбранной компоновки.
Рациональная компоновка пучка, обеспечивавшая хорошую вентиляцию всей поверхности конденсации и правильный выбор значения скорости пара в пучке позволит полностью использовать потенциальный резерв конденсатора и получить максимальный теплосьем при заданных параметрах теплоносителей, материала и размеров труб.
Разработка научно-обоснованной методики проектирования конденсаторов, позволяющей однозначно связать теплогидравлический расчет и компоновку трубного пучка в единое целое.' и получить минимальную для заданных параметров поверхность конденсации является безусловно актуальной.
Целью данной работы является создание высокоэффективного конденсатора пара на основе рациональной компоновки трубного пучка.
основные задачи исследования, для решения этой задачи необходимо выполнить следующее:
1. Разработать теоретические основы и методику проектирования, объединяющую тепловые и компоновочные расчеты трубного пучка, обеспечивающую рациональную компоновку труб, радикальное увеличение коэффициента теплопередачи,
г. лать теоретическое обоснование выбора оптимальной скорости пара и методику ее определения.
3. Провести экспериментальную провєрку предложенной методики проектирования на модели трубного пучка и опытно-промышленном конденсаторе.
Научная новизна, в диссертационной Работе предложен новый подход к расчету и проектированию конденсатора пара отличавшийся от существующих методик следующим: - объединением теплового, гидравлического и компоновочного расчетов в единый, в результате которого получают не только тепловые характеристики конденсаторов, но и рациональную закономерность расположения труб в пучке; - определенностью в величине и направлении скорости пара в пучке, что превращает расчет из пассивного поверочного в активный, рекомендующий рациональную компоновку труб в пучке; - введением понятия "оптимальная скорость пара" и приближением действительного значения скорости пара в пучке к оптимальному, определяемому из тег.ло-гиправлического анализа движения конденсирующегося пара в пучке труб, что позволяет получить минимальную поверхность конденсации для заданных режимных параметрах.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на семинаре " интенсификация теплопередачи в конденсаторах пароиспользуюших Установок" ( Киев, 1985 г.), на научно-технической конференции " Проблемы проектирования, изготовления и эксплуатации судового теплообмінного оборудования" (Севастополь, 1969 г.), на всесоюзном семинаре "Теплообмен в двухфазных потоках" (Ленинград, 1990 г.), на VIII Всесоюзной конференции " Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах" (Ленинград, 1990 г. ).
публикации, основное содержание диссертационной работы опубликовано в 4 статьях.
з Обьем работы, диссертационная работа изложена на 186 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 96 наименований и приложения, работа включает 36 страниц иллюстраций, 12 таблиц и приложения на 16 страницах.
