Введение к работе
Актуальность .проблемы
Несмотря на многочисленные работы, посвященные теории, проектированию и эксплуатации конденсаторов паровых турбин, нашедших отражение в отечественных и зарубежных трудах ученых и конструкторов, имеется.достаточное число задач, решение которых не только сохраняет свою актуальность, но и определяет перспективы развития крупной энергетики.
Указанные задачи входят в комплекс проблем, являющихся традиционными в самой широкой постановке. К их числу относятся, в первую очередь, надежность, экономичность, безопасность эксплуатации и обеспечение экологических треоований.
Применительно к кругу научно-технических задач, обеспечивающих решение указанных проолем при разработке, создании и эксплуатации турбинного оборудован!'! электростанций и составивших содержание настоящей работы, можно выделить следующие.
Практическое обеспечение в эксплуатации расчетных значений коэффициента теплопередачи, а, следовательно, и расчетного значения противодавления за лопаткой последней ступени туроины. Обеспечение заданной интенсивности теплопередачи при конденсации пара, как известно, помимо прочих факторов определяется чистотой поверг -ности трубного пучка конденсатора со стороны циркуляционной воды.
В этой связи также существенное значение приобретает обеспечение плотности и коррозионной стойкости трубной системы конденсационных устройств.
Постоянно возрастающие экологические требования, а также oJo-значившийся дефицит водных ресурсов и, связанная с этим, проблема неооходимости размещения крупных ТЭС и АЭС в районах, удален-'ьи от крупных несз^еншт пунктов /с целью предотвращения чтвта
4,'
последствий возможных -.аварий/ требуют нетрадиционных для энергетики СШ' решений в части организации процесса конденсации пара и охлаждения циркуляционной воды, т.е. разработка и создание конденсационных систем, где источником охлаждения является-воздух.
Решение перечисленных проблем в СНГ до настоящего времени не . осуществлено полностью, а некоторые из них, в частности создание "сухих" систем охлаждения, не решались вовсе. В основном ого откосится к исследованию, разработке и освоению воздушных конденсаторов, конденсаторов смешивающего типа для работы в комплексе с сухими градирнями.
Так при расчете и проектировании конденсаторов смешивающего типа обычно возникает проблема, общая для всех тепло-мадеообменных аппаратов контактного типа. Она состоит в том, что традицкоіаа интенсивность переноса тепла и определение основных геометрических характеристик аппарата устанавливаются на основе омпиркческих соотношений, б подавляющем большинстве случаев справедливых лишь для эбьекта, выбранного в качестве предмета эксперимента. Поэтому при .издании нового оборудования, характеристики которого отличаются ої таковых, в обьекте эксперимента используется мало пзрепектиз-ліш прием экстраполяция провере:шых практикой сагоіричзекшс рєшенл/і области ранее не реализуемых режимно-геометрлческих параметр з оьв'ста.
!*ак уже отмечалось, в наиболее полной мере проблеми экологии, ^зошености эксплуатации, дефицита водных ресурсов к, связажога .. нлми, выбора площадки для размещения строящи: зя ТЭС и АЭС наи» *>ояэе целесообразно разрешаются путем применения Еоздуиннх кондзі:-г-а. го ров.
В целом ряде публикаций изложены отдельные элементу ГССЧОУ.І '„ОЛ~ гидравлических и аэродинамических хари:те*хіст.ік среЗр«Нг ..'.«; ':p,>v.-..
5.
них пучков, однако они не позволяют определить наиболее эффективный 'тип, компоновку и материал теплоооменных элементов.
Цель работы
Целью работы является исследование и разработка мероприятий, обеспечивающих повышение эксплуатационной надежности, экономичности и экологической безопасности конденсационных систем ТЭС и АЭС.
Научная новизна
1. Разработана математическая модель процессов тепло- и массо-
обмена в конденсаторах смешивающего типа, в трехмерной полициспере-
ной постановке в части кинематики и структуры диспергированной
охлаждающей воды. . ,
2. На базе математической модели предложена концепция инженер
ной методики расчета конденсаторов сцешиващегэ типа, исключающая
необходимость использования,эмпирических обьемных коэффициентов
теплоотдачи и в связи с этим справедливая при произвольных режимно
-геометрических параметрах проектируемого конденсатора.
-
Разработан и внедрен комплекс новых проектных и научно-технических решений, направленных на повышение надежности, экономичности и экологической безопасности, конденсационных устройств проектируемых и модернизируемых турбоустановок электростанций, защищенный положительными решениями по заявкам на изобретение Jf№ 4660796, 49I956I.
-
Выполнен анализ теплогидравлических и эксплуатационных характеристик, а также надежности с точки зрения стойкости к размер-занию различных типов оребренных труо и типоразмеров трубных пучков воздушных конденсаторов, позволивший рекомендовать в качестве оптимального решения охлаждающие п' іерхности из плоскощелевых ореб-ренных труб.
о,
Практическая ценность .
1. Предложена ч математическая модель для исследования процес
сов тепло- и массообмена в конденсаторах смеввшащего типа, кото
рые будут применяться в отечественной энергетике в комплексе с су
хими градирнями.
2. Математическая модель позволит создать иияенернуга методику
расчета конденсаторов смешивающего типа в широком диапазоне пара-
метро в f пара, циркуляционной воды /конденсата/ и геометрик конден
сатора.
-
Предложенный комплекс проектных и научно-технических решений для вновь создаваемых и модернизируемых конденсационных устройств турбоустановок позволит значительно повысить экономичность я надежность конденсационных систем ТЭС и АЭС.
-
Анализ теплогидравлических и эксплуатационных характерлстлк, предложенная обобщенная методика теплового и аэродинамического расчета воздушных конденсаторов и рекомендации по выбору их тепло-обменной поверхности, могут быть положены в основу создания воздушных конденсаторов в отечественной энергетике.
Реализация результатов работы
Полученные в работе результата внедрены на турбоустановках мов;--К'С?ыз 500 МВт Курской и Смоленской АЭС, использованы при проектировании конденсационных устройств турбин на алектростслі-ияг г..:ст::!о-ггыо 120 МВт - Славянской, 125 МВт - Кураховской, 160 Mb? - Itaa-".'овстоВ и Яйвкнской, 200 МВт - Зииввспой и Добротворсков, І0С0 дЕт -Запорожской, Ошо-Украинской и Калининской АЭС; при выполнс:п;и :хп-лобых расчетов проектируемых конденсационных устройств туриил НПО "Іурзоатон".
По ранням Курской АЭС дополнительная н'рэГ/отьа глеі:'?}:"?!!*-;-'"'" ~у~1 ?:*':>л.рггятп систем т:ірпкг;сс>ц г.тхгг:- г; ">*' _-к>- ,:-;. -..*; - '.- ---
7.
Автор защищает
-
Математическую модель процессов тепло- и массообмена в конденсаторах смешивающего типа, на базе которой предложена концепщя инженерной методики расчета.
-
Комплекс проектных и научно-технических решений, направленных на повышение надеяности, экономичности и экологической безопасности конденсационных устройств проектируемых и модернизируемых турбоустановок электростанций.
-
Рекомендации по применению охла-кдащих поверхностей воздушных конденсаторов, сформированных из плоскощелевых оребренных труб.
Апробация работы По основным результатам работы сделаны сообщения на:
Отраслевом научно-техническом семинаре "Системы очистки охлаждающей воды и труб конденсаторов турбин ТЭС и АЭС" /г.Ккноукра-инск, 1990 г./;
Республиканском семинаре "Предотвращение загрязнений и очистка от них теплообменных аппаратов охладителей электростанций и промышленных предприятий" /г.Киев, 1990 г./;
Школе-семинаре "Современные проблемы.газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок" /г.ізсква, 17.05.93/;
Международной конференции "Компьютер: наука, техника, технология" /г.Харьков, ХПИ, май 1993 г./;
Научно-технической конференции "Пути повышения технического уровня при проектировании АЭС" /г.Энергодар, октябрь 1991 г./;
Научно-технической конференции "Пути повышения технического уровня проектируемых АЭС" /г.Энергодар, октябрь 1992 г./;
Научно-технической конференці Интератомэнерго "Повышение надежности теплоооменного оборудования 2-го контура АЭС" /Венгрия, г. Иакш, 1991 г./;
Отраслевой научно-технической конференции "Вопросы повышения надежности теплооо'менного оборудования АЭС" /г.Десногорск, 1932 р./',
Отраслегом научно-техническом семинаре "Применение в конденсаторах турбин труб из нержавеющих сталей и титана" /г.Юкноукраинск, апрель 1993 г./.
Публикации По теме диссертации опубликовано 14 работ, в т.ч. I положитель-ше решение по заявке : на изобретение и 2 авторских свидетельства.
Структура и обьем работы
Научный доклад диссертационной работы состоит из четыре:: , . результатов внедрения, выводов и списка использованной литературы.
Научный доклад изложен на 75 страницах основного машинописного текста, содержит 19 рисунков, 2 таблицы, список литературы из 42-х наименований.
Похожие диссертации на Исследование и разработка мероприятий по повышению надежности и экономичности конденсационных систем ТЭС и АЭС
