Проектирование ТЭЦ (стр. 7 из 9)
Уточняем скорость пара в сепараторе:
.Критерий Рейнольдса
,где
- диаметр капли; 
- плотность пара при 
[5.5]; 
- вязкость пара при 
[5.1]. 
.Так как Re<500, коэффициент сопротивления рассчитываем по формуле
.Скорость витания капли:
.Как видим, скорость движения пара в паровом пространстве меньше скорости витания капли.
4.5 Высота парового пространства:
.4.6 Диаметр входной трубы
, по которой парожидкостная смесь поступает из греющей камеры в сепаратор, определяются из соотношения 
. Таким образом: 
.Рассчитанные размеры выпарного аппарата соответствуют требованиям ГОСТ 11987-81 [5.1, 5.2, 5.7].
5. Расчёт на прочность элементов выпарного аппарата
Рассчитаем толщину стенки обечайки греющей камеры.
Надёжная работа любой конструкции возможна в том случае, когда напряжённое состояние в ней не достигает предельного значения. Применительно к тонкостенным оболочковым конструкциям предельным считается состояние, когда в них появляются пластические деформации. Поэтому напряжение в этих оболочках не должно превышать допускаемое по ГОСТ 14249-80:
,где
, 
- соответственно предел прочности и коэффициент запаса прочности; 
- предел текучести.Согласно [5.18] принимаем
.Допускаемое напряжение для сварных сосудов под давлением равно:
.Допускаемое напряжение при испытаниях аппарата на герметичность находят по величине предела текучести материала при
[5,10, прил. 2]. 
.Толщина стенки оболочки находится из условия прочности при эксплуатации по величине расчётного давления
. И при испытаниях по величине пробного давления 
.Расчётное давления определяется величиной рабочего давления
с учётом гидростатического давления среды 
. 
,где
; 
- удельный вес жидкости, 
; 
- высота столба жидкости над рассчитываемой точкой; 
; 
.Если
, то принимаем 
.Для сварных сосудов давления величина пробного давления определяется по следующему соотношению:
,где
- нормативно допускаемые напряжения при 200С и расчётной температуре соответственно.За расчётную температуру принимают максимальную температуру в процессе эксплуатации аппарата, т.е. 163,040С.
Для стали Х17 [5.10]
, 
.Определив таким образом первичные исходные данные, находим расчётную толщину стенки согласно ГОСТ 14249-80:
Для цилиндрической оболочки
- диаметр обечайки греющей камеры. 
Исполнительная толщина стенки вычисляется с учётом суммарной прибавки:
,где
- прибавка на компенсацию коррозии и эрозии. 
; 
- срок службы аппарата, лет 
; 
- скорость коррозии, мм/год, 
; 
- прибавка на компенсацию минусового допуска на толщину листа, 
; 
- технологическая прибавка, 
. 
.Найденное значение округляем до ближайшего стандартного,
.Если рассматривать другие части греющей камеры, то расчётное давление, соответственно и толщина стенки камеры будет меньше. Но, как правило, утоньшение стенки аппарата не делают и толщину всего аппарата принимают равной толщине стенки обечайки греющей камеры.
6. Разработка схемы группы подогревателей раствора перед выпарной установкой
В качестве теплообменника для подогрева раствора KOH возьмём пароводяной, кожухотрубчатый, двухходовой теплообменный аппарат с плавающей головкой (ТП). В стандартном ТОА пар на выходе из него полностью конденсируется, но не теряет своей температуры, т.е. конденсат после теплообменника должен сливаться через конденсатоотводчик в общую конденсатную линию, температура в которой равна температуре конденсата, выходящего из барометричаского конденсатора. В связи с этим необходимо установить теплообменник с переохлаждением конденсата. Схематично он представлен на рис. 2.
Рис. 2. Схема ТОА с переохлаждением конденсата
Внутри трубок течёт раствор, а пар – в межтрубном пространстве. Как видно из рис. 2 в нижней части ТОА будет идти теплообмен между конденсатом, стекающим с трубок, и раствором, находящимся в трубках . В этой зоне конденсат движется очень медленно, и теплоотдача будет, соответственно, идти очень плохо. Температурный график теплообменника представлен на рис. 3
Рис. 3. Изменение температуры теплоносителей в противоточном теплообменном аппарате
Расчёт будем производить на основе теплового баланса и уравнения теплопередачи:
,