Тепловая схема энергоблока (стр. 5 из 14)

Удельный расход тепла турбоустановки на производство электроэнергии (без учета собственного расхода электроэнергии и с учетом расхода тепла на турбопривод):

q

= (1.8.3)

где Q

= 1108297,949 кВт – расход тепла турбоустановкой на производство электроэнергии,

W_Э = 500 МВт – мощность турбоустановки,

W_ТП = 19,72768 МВт – мощность турбопривода.

q

=

q

= 2,132 кДж/кВт

Коэффициент полезного действия турбоустановки на производство электроэнергии:

h

= (1.8.4)

h

=

h

= 0,469

Тепловая нагрузка парогенератора:

Q_пг= Д_пг(h_пг – h_пв)+Д_пп(h

– h ) (1.8.5)

где Д_пг = 427,13 кг/с – расход пара на парогенератор,

h_пг = 3322,95 кДж/кг – энтальпия свежего пара,

h_пв = 1172,36 кДж/кг – энтальпия питательной воды,

Д_пп = 358,24 кг/с – расход пара на пароперегреватель,

h

= 3554,5 кДж/кг – энтальпия пара в парогенераторе,

h

= 2956,64 кДж/кг – энтальпия пара перед парогенератором.

Q_пг= 427,13 (3322,95-1172,36)+358,24(3554,5-2956,64)

Q_пг= 1132758,873 кВт

Коэффициент полезного действия транспорта тепла:

h_тр =

(1.8.6)

h_тр =

h_тр = 0,986

Расход тепла топлива:

Q_с =

(1.8.7)

где h_пг = 0,925 – коэффициент полезного действия парогенератора,

Q_с =

Q_с = 1224604,187 кВт

Коэффициент полезного действия энергоблока (брутто):

h_эс =

(1.8.8)

h_эс =

h_эс = 0,424

Удельный расход тепла на энергоблок:

q_эс =

(1.8.9)

q_эс =

q_эс = 2,358 кДж/кВт

Коэффициент полезного действия энергоблока (нетто):

h

= h_эс (1-Э_сн) (1.8.10)

где Э_сн = 0,03 – собственный удельный расход электроэнергии.

h

= 0,424 (1-0,03)

h

= 0,411

Удельный расход условного топлива (нетто) на энергоблок:

b

= (1.8.11)

b

=

b

= 83,02 г/МДж = 300,58 г/кВт·ч

Коэффициент полезного действия станции:

h_ст = h

·h_тр · h_пг (1.8.12)

где h

= 0,411 – коэффициент полезного действия энергоблока (нетто),

h_тр = 0,986 – коэффициент полезного действия транспорта,

h_пг = 0,925 – коэффициент полезного действия парогенератора.

h_ст = 0,411·0,986·0,925

h_ст = 0,377

Удельный расход условного топлива на станцию (нетто):

b

= (1.8.13)

b

=

b

= 326,26 г/кВт·ч

1.9 Расчет подогревателя низкого давления

Произведем тепловой, гидравлический и прочностной расчет подогревателя низкого давления ПНД № 4.

Тепловой расчет ПНД № 4

Расход греющего пара:

Д₀ = G_к

(1.9.1.1)

где G_к = a_кд·Д₀ (1.9.1.2)

где a_кд = 0,81273 – доля расхода конденсата в деаэраторе,

Д₀ = 420,82 кг/с – расход греющего пара на турбину,

G_к = 0,81273·420,82

G_к = 342 кг/с

h_вых = 626,79 кДж/кг – энтальпия воды на выходе,

h_вх = 542,95 кДж/кг – энтальпия воды на входе,

h_п = 3056 кДж/кг – энтальпия пара (см. таблицу 1.1),

h_н = 645,2 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара (см. таблицу 1.1),

h_п = 0,98 – коэффициент полезного действия.

Д₀ = 342·

Д₀ = 12,14 кг/с

Количество теплоты, передаваемое греющим паром в подогревателе:

Q = Д₀ (h_п - h_н) h_п (1.9.1.3)

где Д₀ = 12,14 кг/с – расход греющего пара в подогревателе,

h_п = 3056 кДж/кг – энтальпия пара (см. таблицу 1.1),

h_н = 645,2 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара (см. таблицу 1.1),

h_п = 0,98 – коэффициент полезного действия.

Q = 12,14 (3056 – 645,2) 0,98

Q = 28681,8 кВт

Значение температурного напора:

Dt =

(1.9.1.4)

где

= t_н4 – t_н5

= 153-133

= 20°С

= t_н4 – t"_в4

= 4°С

Dt =

Dt = 9,9°С

Для расчета принимаем коэффициент теплопередачи К=4,668 кВт/м²·°С.

Требуемая поверхность в этом случае составит:

F =

(1.9.1.5)

где Q = 28681,8 кВт – количество теплоты, передаваемое греющим паром в подогревателе,

К = 4,668 кВт/м²·°С – коэффициент теплопередачи,

Dt = 9,9°С – температурный напор,

F =

F = 620,6 м²

С учетом принятой поверхности предварительно принимаются основные размеры подогревателя. Подогреватель выполняется с одной трубной доской и U-образными латунными трубками диаметром 16х0,75 мм. Приняв шахматное расположение труб (S₁ = 22 мм и S₂ = 19 мм) с коэффициентом заполнения трубной доски h = 0,48 и скорость движения воды в трубах w_в = 1,2 м/с, можно определить число параллельных труб по ходу воды:

Z₁ =

(1.9.1.6)

где G_к = 342 кг/с – расход конденсата,

V_к = 0,00107 м³/кг – удельный объем конденсата,

w_в = 1,2 м/с – скорость движения воды в трубах,

d_в = 0,0145 м – внутренний диаметр трубки.

Z₁ =

Z₁ = 1848 шт.

Площадь трубной доски, занятая трубами:

F_тр = Z

(1.9.1.7)

где Z = 2Z₁ = 3696 шт. – количество трубок в трубной доске,

d_н = 0,016 м – наружный диаметр трубки,

h = 0,48 – коэффициент заполнения трубной доски.

F_тр = 3696·

F_тр = 1,547 м²

Средняя длина труб:

l =

(1.9.1.8)

где F = 620,6 м² – требуемая поверхность для теплопередачи,

Z₁ = 1848 шт. – количество трубок,

d_н = 0,016 м – наружный диаметр трубки.

l =

l = 3,34 м

Средняя активная длина труб для отдельных отсеков подогревателя:

Н_акт =

(1.9.1.9)

где ΣН_i = 1+1,1+1,24 – сумма длины отдельных отсеков,

Н_акт =

Н_акт =1,122 м