- сохранение конденсата отработавшего пара, используемого в системе питания парового котла, и его качество соответствующего требованиям ПТЭ (ограничение в допустимых пределах содержания в нем кислорода, растворенных солей и продуктов коррозии);
- предотвращение переохлаждения конденсата на выходе из конденсатора по отношению к температуре насыщения отработавшего пара, приводящего к потере теплоты.
3.2 Особенности конструкции и компоновки конденсаторов
Конденсатор – основной элемент конденсационной установки – представляет собой теплообменный аппарат поверхностного типа.
В зависимости от мощности и конструктивных особенностей турбины устанавливается один или несколько конденсаторов. Наиболее важным элементом конденсатора является трубная система. Конструкция конденсаторов должна обеспечивать их эффективную работу, что достигается применением ряда конструктивных мероприятий. Так, при своем движении пар направляется системой щитков, лотков и специальных проходов в трубных пучках. Низкое паровое сопротивление обеспечивается путем применения ленточной компоновки трубного пучка.
Поверхность охлаждения конденсатора образована прямыми трубками, развальцованными с обеих сторон в трубных досках, и состоит из двух обособленных трубных пучков, размещенных в одном корпусе.
Каждый пучок имеет отдельный подвод охлаждающей воды, что позволяет производить отключение половины конденсатора под нагрузкой турбины. Снижение нагрузки при этом определяется температурой выхлопных частей турбины. По воде конденсатор двухходовой. Для компенсации тепловых расширений конденсатор устанавливается на пружинные опоры. Пружинные опоры нагружены весом конденсатора без воды, все остальные нагрузки передаются на опоры выхлопных частей турбины, с которыми соединяется конденсатор при помощи сварки.
Конденсатор имеет следующие устройства:
1) Конденсато-сборники - для обеспечения уровня конденсата в нем с целью поддержания необходимого подпора на всасе НОУ и исключения переохлаждения конденсата;
2) Постоянный добавок - для приема обессоленной воды в количестве до 50 т/час;
Аварийный добавок - для ввода обессоленной воды в количестве 200 т/час (при растопке блоков);
3) БРОУ (ПСУ)- для приема пара, сбрасываемого из котла в пароприемные устройства в период пуска, остановки и аварийного сброса нагрузки турбины, в количестве 450 т/час;
4) Водоприемное устройство, в котором установлены очистные решетки и сетки. Устройство объединено большей частью с береговой насосной и соединено с приемными колодцами насосов самотечными водоводами;
5) Напорные трубопроводы циркуляционных насосов, связывающие конденсационную установку с системой технического водоснабжения;
6) Для уменьшения затраты электроэнергии на циркуляционные насосы на сбросе воды из конденсатора используется сифон, а из сифонного колодца вода сбрасывается самотеком по открытому каналу. Сброс теплой воды производится ниже водозабора на расстоянии исключающем ее попадание в водоприемное устройство.
Нормальный уровень в конденсатосборниках (расстояние от днища конденсатора)700 мм, верхний предельный уровень в конденсаторе1000 мм.
3.2.1 Технические данные конденсатора 300 КЦС-3
- поверхность охлаждения конденсатора - 15400 м;
- число трубок - 19600 шт;
- диаметр трубок - 28/26 мм;
- длина трубок - 8980 мм;
- количество охлаждающей воды при температуре 12° С - 35500 м³/час;
- расход пара - 573,4 т/час;
- давление в камере всасывания - 0,023 ата;
- удельная паровая нагрузка - 37,2 кг/см²;
- шаг расположения трубок - 36 мм;
- площадь сечения трубок одного хода - 5,2 м²;
- число ходов воды - 2;
- площадь прохода пара к трубкам - 340 м²;
- площадь прохода пара между трубками - 75,6 м²;
- тепловая нагрузка контура - 314 ккал/час;
- количество отсасывающей паровоздушной смеси – 96 кг/час;
- кратность охлаждения - 63,7;
3.3 Оборудование конденсационной установки
3.3.1 Основные эжекторы
Эжекторы типа ЭВ-7-1000 предназначены для отсоса не конденсирующихся газов и воздуха из конденсатора и поддержания требуемого вакуума. Эжектор имеет семь рабочих сопл и столько же примыкающих одна к другой цилиндрических камер смешения (труб), в каждую из которых поступает истекающая из соответствующего сопла струя рабочей воды, захватывающая из общей приемной камеры воздух (паровоздушная смесь). При давлении рабочей воды перед соплами Рр=0,4Мпа ее объемный суммарный расход составляет около Uр=0,28м³/сек (1000 м³/ч), объемный расход эжектируемой среды Uн=1м³/с (3600м³/ч), объемный коэффициент эжекции Uн/ Uр=3,57. При нормальной работе эжекторы включены параллельно, возможна работа эжекторов раздельно друг от друга. Вода к эжекторам подается подъёмными насосами с давлением 3,5-3,8 кг/см².
На трубопроводах отсоса воздуха из конденсатора к эжекторам установлены гидрозатворы, которые предотвращают заброс сырой воды в конденсатор при снижении давления воды перед эжекторами или при останове ПНЭ.
Для исключения попадания воды в конденсатор при пуске и останове энергоблока включение, отключение ПНЭ производить на закрытые задвижки по отсосу паро-воздушной смеси. Открывать задвижки при стабильной работе ПНЭ.
3.3.2 Эжекторы циркуляционной системы
Предназначены для поддержания разряжения в верхних сливных камерах конденсатора, служит эжектор циркуляционной системы типа ЭВ-1-350. Для отсоса воздуха из ПС-115 смонтирован дополнительно эжектор ЭВ-1-350. На блоках N 7,8 установлены эжекторы типа ЭВ-1-230. Вода на эжекторы подается от ПНЭ или со станционного коллектора ПНЭ с давлением 2,5-3 кг/см². Расход воды на эжекторы соответственно 335 м³/час и 230 м³/час.
3.3.3 Подъемные насосы эжекторов
Подъёмные насосы эжекторов (ПНЭ) предназначены для подачи циркуляционной воды из напорных водоводов на:
- основные эжекторы турбины;
- эжекторы циркуляционной системы и эжектор ПС-115;
- на всас насосов сырой воды ПН-1,2.
- фильтр ФС-250 и далее в коллектор технической воды на охлаждение подшипников: БЭН, КЭН, сливных насосов, НОУ, ДВ, ДРГ, РВП, МС ДС, на кондиционеры.
Подъёмный насос эжекторов центробежный, одноступенчатый, с двухсторонним подводом жидкости к рабочему колесу.
Корпус насоса чугунный, литой. Подшипники шариковые, смазка кольцевая. Масло заливается через отверстие в верхней части корпуса в картер, который имеет змеевики водяного охлаждения. Одновременно отверстие служит для наблюдения за работой смазочного кольца, которое должно вращаться, подавая масло на подшипник. Уровень масла контролируется специальным щупом.
Слив загрязненного масла производится через отверстие в нижней части корпуса подшипника. Концевые уплотнения сальник ого типа выполнены из хлопчатобумажного промасленного шнура.
Между кольцами сальниковой набивки имеется кольцевая камера, в которую подается вода из напорной камеры насосов, и служит для уплотнения и охлаждения сальника. На некоторых ПНЭ подшипники качения переделаны из скользящего типа с баббитовой заливкой и кольцевой смазкой.
3.3.4 Конденсатные насосы
Конденсатные насосы предназначены для откачки конденсата из конденсатора в деаэратор 7 ата через систему ПНД. Конденсатный электронасос вертикального типа, двухкорпусной, центробежный. Конструкция гидравлической части насоса обеспечивает при работе разгрузку значительной части осевых усилий на подшипники.
4 Обеспечение гидравлической плотности конденсаторов
Высокая гидравлическая плотность конденсатора является важным фактом обеспечения надежной и экономичной работы турбоустановки.
Трубная система конденсатора работает в сложных условиях. В процессе эксплуатации на трубы действует сжимающее усилие, возникающее за счет разности атмосферного давления на корпус конденсатора и глубокого вакуума (0,03-0,07 кгс/см²). Кроме того, в трубах возникают дополнительные термические напряжения под влиянием разницы температур охлаждающей воды по ходам конденсатора, при этом наибольшие усилия возникают на границе между двумя соседними ходами по охлаждающей воде. На плотность влияют и условия эксплуатации. Так, резкие изменения параметров режима работы конденсатора (вакуум, расход пара, расхода охлаждающей воды и т.д.) вызывают появление дополнительных динамических и термических напряжений в трубах. Одной из причин разрушения труб также является их вибрация. Источником возмущающих сил могут быть турбина или вспомогательные механизмы, работающие с повышенной вибрацией, а также силы возмущающие силы потока. При совпадении собственной частоты колебания труб с частотой возбуждающих источников возникают резонансные колебания.
Собственная частота колебаний труб зависит от конструктивных факторов и условий работы конденсатора. На частоту колебаний влияют продольные усилия, величины вакуума и других параметров.
Частота собственных колебаний труб определяется расчетным путем. Если будет установлено, что причиной повреждения являются резонансные колебания, необходимо реконструировать конденсатор для отстройки частот свободных колебаний труб от возбуждающих (изменение длины их пролета путем изменения числа промежуточных перегородок, толщины стенок труб и т.д.). Отстройка считается удовлетворительной при расхождении собственных и возбуждающих колебаний на 20% для второго тона и на 15% для остальных, более высоких тонов (третьего, четвертого, пятого).
При воздействии парового потока отработавшего пара в трубе могут возникать упругие автоколебания, вызываемые аэродинамическими силами этого потока. Особенно сильному воздействию подвергаются первые по ходу пара трубы ленточных пучков. Повреждения носят характер кольцевых трещин усталостного происхождения в трубах вблизи трубных досок.
Для предотвращения подобных повреждений необходимо при ремонте соблюдение следующих условий: