Для нагрева основного конденсата систем регенерации стационарных паровых турбин на теплоэлектростанциях применяется подогреватель низкого давления. Это кожухотрубный теплообменник, в зависимости от типа, располагаемый вертикально или горизонтально.
Тепловые схемы турбоустановок в значительной мере определяются схемами регенеративного подогрева питательной воды. Такой подогрев воды паром, частично отработавшим в турбине и отводимым от нее через регенеративные отборы к подогревателям, обеспечивает повышение термического КПД цикла и улучшение общей экономичности установки.
Подогреватели, давление нагреваемой воды в которых определяется давлением конденсатных насосов, называются подогревателями низкого давления (ПНД). На ТЭС рабочее давление пара в ПНД не должно превышать 1,0 МПа, а нагреваемого конденсата - 3,2 МПа; для АЭС соответствующие цифры составляют 1,6 и 4,2 МПа.
Условное обозначение подогревателя низкого давления ПН (ПНД) включает в себя следующие данные:
Пример расшифровки условного обозначения подогревателя низкого давления:
ПН-100-16-4 – подогреватель низкого давления
100 – площадь поверхности теплообмена, м2
16 – рабочее давление воды, кг/см2
4 – рабочее давление пара, кг/см2
На подогревателях типа ПН-90...ПН-250 и ПН-400 допускается разворот водяных камер по отношению к корпусу на 180°.
Обозначение |
Рабочее давление, |
Температура на входе, °С |
Номи- |
Расчетный |
Масса, |
||
---|---|---|---|---|---|---|---|
пара в корпусе |
воды |
макси - |
макси - |
||||
ПН-30-в-2 |
0,15* |
1,27* |
250 |
111 |
46,5 |
1,21 |
1253 |
ПН-30-в-3 |
0,47* |
1,27* |
233 |
150 |
46,5 |
1,35 |
1253 |
ПН-36-в |
0,23* |
1,27* |
236 |
124 |
39,3 |
1,42 |
1381 |
ПН-54-в |
0,67* |
1,27* |
310 |
163 |
59 |
2,91 |
1795 |
ПН-56-16-4-I |
0,39* |
1,57 |
240(400) |
143 |
100(50) |
2,44 |
2216 |
ПН-56-16-4-II |
0,39* |
1,57 |
240(400) |
143 |
100(50) |
2,44 |
2246 |
ПН-67-12-7-I |
0,68* |
1,18 |
240 |
164 |
100 |
2,44 |
2186 |
ПН-67-12-7-II |
0,68* |
1,18* |
240 |
164 |
100 |
2,44 |
2207 |
ПН-90-16-4-I |
0,39 |
1,57 |
200 |
151 |
160 |
4,30 |
3156 |
ПН-90-16-4-II |
0,39* |
1,57* |
200 |
143 |
160 |
2,79 |
3151 |
ПН-90-16-4-IIIсв |
0,39 |
1,57 |
400 |
151 |
160 |
1,70 |
3190 |
ПН-100-16-4-I |
0,39 |
1,57 |
240 |
151 |
260 |
7,54 |
3211 |
ПН-100-16-4-II |
0,39* |
1,57* |
240(400) |
143 |
160(260) |
5,24 |
3222 |
ПН-100-16-4-III |
0,39 |
1,57 |
240(425) |
151 |
260(370) |
1,63 |
3373 |
ПН-100-16-4-IIIсв |
0,39 |
1,57 |
240(425) |
151 |
260(370) |
1,63 |
3373 |
ПН-130-16-9-I |
0,88 |
1,57 |
400 |
179 |
230 |
7,33 |
3765 |
ПН-130-16-9-IIIсв |
0,88 |
1,57 |
200 |
179 |
230 |
6,98 |
3872 |
ПН-130-16-10-II |
0,98 |
1,57 |
400 |
183 |
230(275) |
7,33 |
3767 |
ПН-130-16-10-IIсв |
0,98 |
1,57 |
400 |
183 |
230(275) |
7,33 |
3767 |
ПН-130-16-10-IIсв |
0,98 |
1,57 |
460 |
183 |
230 |
7,33 |
5425 |
ПН-150-16-4-I |
0,39* |
1,57* |
150 |
143 |
280 |
6,63 |
3957 |
ПН-150-16-4-II |
0,39* |
1,57* |
150 |
143 |
280 |
6,63 |
3973 |
ПН-200-16-7-I |
0,68 |
1,57 |
240 |
170 |
350 |
10,23 |
5985 |
ПН-200-16-7-Iм |
0,68 |
1,57 |
240 |
170 |
350 |
10,23 |
6611 |
ПН-200-16-7-II |
0,68* |
1,57* |
240 |
164 |
350 |
8,96 |
5875 |
ПН-250-16-7-I |
0,68* |
1,57* |
400 |
164 |
400 |
13,9 |
6530 |
ПН-250-16-7-II |
0,68* |
1,57* |
400 |
164 |
400 |
11,63 |
6526 |
ПН-250-16-7-IIсв |
0,68 |
1,57 |
425 |
170 |
400 |
11,63 |
6526 |
ПН-250-16-7-IIм |
0,68 |
1,57 |
425 |
170 |
400 |
19,10 |
7403 |
ПН-250-16-7-IIIсв |
0,68 |
1,57 |
400 |
170 |
400 |
11,63 |
6385 |
ПН-250-16-7-IIIм |
0,68 |
1,57 |
400 |
170 |
400 |
19,10 |
7532 |
ПН-250-16-7-IIIx |
0,68* |
1,57* |
400 |
164 |
400 |
11,63 |
6439 |
ПН-250-16-7-IVсв |
0,68 |
1,57 |
400 |
170 |
400(475) |
11,63 |
6233 |
ПН-250-16-7-IVм |
0,68 |
1,57 |
400 |
170 |
400 |
19,10 |
7335 |
ПН-300-16-7-Iсв |
0,68* |
1,57* |
400 |
164 |
520 |
18,00 |
6993 |
ПН-300-16-7-IIсв |
0,68* |
1,57* |
400 |
164 |
520 |
16,9 |
7084 |
ПН-350-16-7-I |
0,68 |
1,57 |
400 |
170 |
575 |
24,0 |
10232 |
ПН-350-16-7-II |
0,68 |
1,57 |
400 |
170 |
575 |
17,1 |
10805 |
ПН-350-16-7-III |
0,68 |
1,57 |
400 |
170 |
490 |
24,3 |
10362 |
ПН-400-26-2-III |
0,19 |
2,55 |
400 |
133 |
750 |
15,5 |
12411 |
ПН-400-26-2-IV |
0,19 |
2,55 |
300 |
133 |
750 |
15,7 |
12461 |
ПН-400-26-7-I |
0,68 |
2,55 |
390 |
170 |
750(820) |
21,0 |
13701 |
ПН-400-26-7-IМ |
0,68 |
2,55 |
390 |
170 |
750(820) |
21,0 |
14500 |
ПН-400-26-7-II |
0,68 |
2,55 |
400 |
170 |
750(774) |
26,8 |
12338 |
ПН-400-26-8-V |
0,78 |
2,55 |
400 |
175 |
750 |
26,8 |
12267 |
ПН-680-2,75-0,883** |
0,5*/0,78* |
1,37* |
350 |
170 |
803,2/832,3 |
27,6/21,8 |
23400 |
ПН-800-29-7-IA |
0,69* |
2,84* |
200 |
57,1 |
750 |
20,90 |
22720 |
ПН-800-29-7-IIA |
0,69* |
2,84* |
200 |
81,0 |
780 |
36,30 |
19900 |
ПН-800-29-7-IIIA |
0,69* |
2,84* |
200 |
103 |
950 |
22,20 |
19640 |
ПН-800-29-7-IVA |
0,69* (0,98*) |
2,84* |
200 (180) |
129,7 |
950 |
33,70 |
19630 |
ПН-800-29-7-VA |
0,69* (0,98*) |
2,84* |
200 (180) |
148,4 |
1050 |
23,70 |
19466 |
* – давление абсолютное;
А – подогреватели для АЭС.
Подогреватели низкого давления ПН представляют собой теплообменник кожухотрубный пароводяной, где основными узлами является корпус, который изготавливается из обечайки, трубная система с U-образными и П-образными трубками из теплообменных трубок следующих материалов: 08Х18Н10Т/12Х18Н10Т/Л-68/08Х14МФ.
Верхняя водяная камера изготавливается из обечайки и эллиптического днища, внутри устанавливается перегородка, которая позволяет сетевой воде совершать несколько ходов в трубной системе. Трубная система изготавливается следующим образом: U-образные или П-образные теплообменные трубки развальцованы в трубной доске, для защиты трубок от струи пара устанавливается пароотбойный щит.
Подогреватель низкого давления представляет собой кожухотрубный теплообменник, основными узлами которого являются: корпус, трубная система, водяная камера.
Корпус подогревателя состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой и водяной камерой.
Трубная система состоит из трубной доски, каркаса, U-образных теплообменных труб, изготавливаемых из следующих материалов: 08Х18Н10Т/12Х18Н10Т/Л-68/08Х14МФ. Концы теплообменных труб развальцованы в трубной доске.
Каркас трубной системы образуют: каркасные стойки (швеллеры и трубы), поперечные сегментные перегородки, направляющие поток пара и служащие промежуточными опорами для теплообменных труб, пароотбойный щит.
Водяная камера состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой и корпусом, патрубков подвода и отвода воды. Внутренний объём камеры разделён перегородками на отсеки, благодаря которым вода совершает необходимое количество ходов.
Система регенерации низкого давления выполняется преимущественно однопоточной, с нагревом воды в одной группе последовательно расположенных подогревателей низкого давления. Причем в некоторых случаях отдельные ступени регенеративного подогрева могут иметь два аппарата ПН параллельно подсоединенных по питательной воде и греющему пару.
В подогревателе нагреваемая вода движется по теплообменным трубкам, а греющий пар поступает через пароподводящий патрубок в межтрубное пространство. Конденсат пара стекает в нижнюю часть корпуса и отводится из подогревателя через регулирующий клапан, управляемый электронным автоматическим устройством.
Аппаратура автоматического регулирования уровня конденсата поддерживает нормальный уровень конденсата в корпусе, выпускает избыток конденсата в дренажную сеть и препятствует выходу пара из корпуса. Накапливающиеся в подогревателе неконденсирующиеся газы отводятся чрез патрубок на корпусе.
Подогреватель ПН-400-26-8-V
А, Б — вход и выход нагреваемого конденсата; В — вход греющего пара; Г — выход конденсата пара; Л — подвод конденсата; Ж — отвод парогазовой смеси; 1 — камера водяная; 2 — трубная доска; 3 — корпус; 4 — трубка; 5 — перегородки трубной системы
Некоторые конструктивные особенности по сравнению с другими аппаратами имеют подогреватели ПН-350; эти особенности связаны, прежде всего, с наличием кожуха, плотно облегающего трубный пучок. При этом устраняется местное динамическое воздействие пара на трубный пучок, которое имеется в других аппаратах.
В подогревателях с теплообменной поверхностью 90-350 и 800 м2 применяются трубки из латуни марок Л68 и Л070-1 и сплава марки МНЖ-5-1. В аппаратах ПН-400, предназначенных для турбоустановок на сверхкритические параметры пара, применяются, как правило, трубки из сплава МНЖ-5-1 и аустенитной нержавеющей стали 08X18H10T.
Расчётный срок службы подогревателей – 30 лет.
Количество циклов нагружения от давления – не более 1000.