Разработка и исследование методов повышения эффективности теплообменных аппаратов паротурбинных установок

• Автор: Рябчиков, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 200 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СЕРИЙНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ПАРОТУРБИННЫХ
УСТАНОВОК
2 Л. Методика исследования
2.2. Эффективность работы серийных аппаратов в различных условиях эксплуатации
2.3. Сопоставление результатов расчетов теплообменных
аппаратов с данными эксплуатации
2.4. Выбор направлений исследований по повышению эффективности теплообменных аппаратов
2.5. Выводы
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ СТЕНДОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Выбор и обоснование метода моделирования процессов в кожухотрубных теплообменных аппаратах ПТУ
3.2. Экспериментальный стенд для исследования методов интенсификации теплообмена при конденсации пара
3.3. Экспериментальный стенд для исследования гидродинамики и теплообмена при течении одно- и двухфазных теплоносителей
3.4. Обработка опытных данных и оценка максимальных погрешностей результатов стендовых исследований
3.5. Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ СТЕНДОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Г и дро динамика и теплообмен при конденсации пара на
трубках
4.1.1 .Конденсация неподвижного пара на гладких и различно профилированных трубках
4.1.2.Конденсация движущегося пара на вертикальных трубках
4.1.3.Конденсация пара на вибрирующей вертикальной трубке
4.1.4.Капельная конденсация водяного пара на трубках
4.2. Гидродинамика и теплообмен при течении воды и воздуха в трубках
4.2.1 .Гидродинамика и теплообмен при течении однофазного
теплоносителя в гладких и профилированных трубках
4.2.2.Гидродинамика при течении водовоздушной смеси в трубках
4.3. Гидродинамическое сопротивление при течении однофазного теплоносителя в трубках
4.4. Гидравлическая проницаемость узла "трубка -промежуточная перегородка" теплообменных аппаратов
4.5. Выводы
5. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛООБМЕННЫХ
АППАРАТОВ ПТУ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
5 Л. Эффективность работы модернизированных теплообменных
аппаратов с поверхностью теплообмена из профилированных трубок
5.2. Метод водовоздушной очистки теплообменных аппаратов
5.2.1.Основные технические решения
5.2.2.Результаты исследования
5.3. Система отсоса неконденсирующихся газов для
вертикальных теплообменных аппаратов
5.3.1.Основные технические решения разработки
5.3.2.Результаты исследования
5.4. Выводы
6. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ПРАКТИКИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
6.1. Выбор и обоснование методов повышения эффективности теплообменных аппаратов ПТУ
6.2. Уточнение методик расчета теплообменных аппаратов
6.2.1.Расчет конденсирующих теплообменных аппаратов
6.2.2.Расчет маслоохладителей
6.3. Типовые технические проекты по совершенствованию
серийных аппаратов ПТУ
6.4. Рекомендации для инженерной практики по совершенствованию аппаратов
6.5. Выводы
7. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на то что современная энергетика и энергомашиностроение находятся на высоком техническом уровне и многое сделано в области усовершенствования конструкций и эффективности эксплуатации основных элементов паротурбинных установок (ПТУ), имеются значительные возможности дальнейшего повышения экономичности работы турбоустановок за счет повышения эффективности теплообменных аппаратов - дорогостоящего, металлоемкого и крупногабаритного оборудования. По оценкам [1], при неизменных параметрах свежего пара и пара промперегрева вклад в общее повышение КПД паротурбинной установки, полученный за счет улучшения характеристик теплообменных аппаратов (конденсаторов, подогревателей системы регенерации), может достигать 30%.
До недавнего времени при разработке ПТУ теплообменные аппараты не рассматривались как органический элемент всей установки в целом. Их расчет и проектирование проводились достаточно изолированно. Комплексное рассмотрение любого теплообменного аппарата как органичного элемента ПТУ позволяет учесть сложную взаимосвязь между отдельными элементами установки в целом, а также обосновать методы повышения эффективности работы аппарата.
Учитывая важность и значимость эффективности и надежности работы теплообменных аппаратов в эффективности и надежности работы всей ПТУ, вопросам их расчета, проектирования и эксплуатации необходимо уделять большое внимание. Повышение эффективности теплообменных аппаратов должно позволить либо экономить топливо в условиях эксплуатации, либо уменьшить расход дорогостоящих материалов для вновь создаваемых аппаратов, что уменьшит их габариты и облегчит компоновку ПТУ в целом [2-8].
Для рационального проектирования и эффективной работы теплообменных аппаратов ПТУ необходимы правильные представления о происходящих в

Полученные результаты необходимо использовать при анализе выбора метода интенсификации теплообмена (повышения эффективности) теплообменных аппаратов ПТУ.
2.5. Выводы
1. Отработана и реализована методика теплогидравлических испытаний теплообменных аппаратов ПТУ в различных условиях эксплуатации.
2. Проведенная оценка погрешности измерений результатов испытаний показала, что ее величина удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промышленным испытаниям теплообменных аппаратов ПТУ.
3. Проведенные промышленные испытания 17 различных серийных теплообменных аппаратов ПТУ в условиях эксплуатации показали, что характеристики работы этих аппаратов не удовлетворяют современным требованиям и зависят от уровня их эксплуатации.
4. Проведенное сопоставление данных эксплуатации по эффективности работы аппаратов с нормативными и расчетными показали их различие, которое определяет необходимость уточнения методик теплового расчета в части учета особенностей конструкций и условий эксплуатации аппаратов ПТУ.
5. Результаты исследования коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи различных серийных теплообменных аппаратов ПТУ позволяют обоснованно выбирать наиболее перспективные направления (методы) повышения эффективности работы этих аппаратов с учетом конкретных условий эксплуатации.