Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций рд 34. 30. 501 (стр. 3 из 39)
t2 = t1в + Dtв + dt, (2.1)
В формуле (2.1):
Dtв = t2в – t1в =
, (2.2)где Dtв - нагрев воды в конденсаторе;
D2 - расход поступающего в конденсатор пара, кг/с;
Dh - удельная теплота конденсации отработавшего пара, мало изменяющаяся для данного турбоагрегата при разных режимах его работы, кДж/(кг×°C);
W - расход охлаждающей воды, кг/с;
св - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг×°C);
dt = Dtв/(en - 1),
где n = KF/cвW (2.3)
(здесь K - средний коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/м2×°C);
F - поверхность охлаждения конденсатора, м2).
Из выражений (2.1)-(2.3) видно, что при заданных значениях F, Dh и определенных режимных параметрах D2, W и t1в показатели эффективности работы конденсатора р2 и dt определяются значением коэффициента теплопередачи K.
Из тех же формул следует, что при прочих равных условиях уменьшение паровой нагрузки D2 приводит к понижению р2 и dt; уменьшение температуры охлаждающей воды t1в - к увеличению dt, но поскольку сумма t1в + dt становится при этом меньше, то t2, а соответственно, и р2 уменьшаются; уменьшение расхода охлаждающей воды W вследствие понижения при этом K слабо влияет на dt, но преобладающее влияние при этом увеличения Dtв приводит к росту р2.
Нормативные тепловые характеристики конденсаторов dt = f(D2, W, t1в) и р2 = f(D2, W, t1в) и способ пользования ими приведены в разд. 5.3. При отсутствии нормативных характеристик можно также пользоваться для контроля за работой конденсационной установки характеристиками, рассчитанными по методике, приведенной в [1].
2.2.3. При испытаниях конденсатора определяются непосредственно опытные значения среднего коэффициента теплопередачи по формуле
Kоп = D2Dh/(Fdtcp), (2.4)
где dtcp - средняя логарифмическая разность температур пара и охлаждающей воды:
dtcp = Dtв/[2,3lg(1 + Dtв/dt)].
Отношение фактического коэффициента теплопередача Kоп к расчетному Kр по [1], полученному при коэффициенте чистоты, равном 1, характеризует состояние конденсационной установки. Малые значения Kоп/Kр, достигающие иногда из-за загрязнения поверхности охлаждения конденсатора, повышенного присоса воздуха, неисправности воздушного насоса или других причин значений 0,4-0,6, говорят о неудовлетворительной работе конденсационной установки и необходимости отыскания и устранения причин этого.
2.2.4. Важной характеристикой работы конденсатора является зависимость его гидравлического сопротивления H от расхода охлаждающей воды. Измерениями значения H осуществляется контроль за загрязнением трубных досок и трубок конденсатора. Гидравлическое сопротивление (падение давления охлаждающей воды, вызванное трением и местными сопротивлениями) складывается из сопротивления трубок Нтр и сопротивления водяных камер Нк (включая сопротивление при входе воды из камер в трубки и выходе из них). Значение Нтр зависит от внутреннего диаметра и длины трубок, их состояния (степени чистоты), числа ходов воды в конденсаторе, ее температуры и скорости. Значение Нк, составляющее обычно относительно небольшую долю общего сопротивления, зависит от числа ходов воды, конфигурации и размеров водяных камер, температуры и скорости течения воды. Формулы, рекомендуемые для расчета гидравлического сопротивления, приведены в [1].
3. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ КОНДЕНСАТОРОВ
3.1. Технические данные по конденсаторам паровых турбин мощностью от 50 МВт и более ПОТ ЛМЗ, ПОАТ ХТЗ и ПО ТМЗ приведены в приложении 1 (табл. П1.1-П1.3). Конструкции некоторых конденсаторов представлены на рис. 3.1-3.5.
3.2. Конденсаторы на ТЭС и ТЭЦ, работающих на органическом топливе, устанавливаются непосредственно под ЦНД турбины. В зависимости от мощности турбины, числа выхлопов из нее пара и компоновки турбоагрегата применяются одно- или многокорпусные конденсаторы. Однокорпусные конденсаторы имеют турбины К-160-130 ПОАТ ХТЗ (два выхлопа) и К-300-240 ПОТ ЛМЗ и ПОАТ ХТЗ (три выхлопа). Турбины К-100-90 и К-200-130 ПОТ ЛМЗ имеют по два корпуса - по одному на каждый выхлоп, а турбина К-500-240 ПОАТ ХТЗ - также два корпуса - каждый из них обслуживает двухпоточный ЦНД. Все эти конденсаторы имеют два хода охлаждающей воды и поперечное расположение корпусов относительно оси турбины. Конденсаторы турбины К-300-240 и K-160-130 по охлаждающей воде двухпоточные. Они имеют в водяных камерах вертикальные перегородки, позволяющие отключать по воде одну из половин конденсатора при работе турбины с соответственно пониженной нагрузкой для отыскания и отглушения поврежденных трубок или очистки отключенной половины. Возможно также не останавливать, а лишь разгружать турбину в пределах, определяющихся допустимой температурой отработавшего пара, при аварийном выходе из строя одного из блочных циркуляционных насосов. Остальные указанные выше конденсаторы имеют по два параллельно включенных по охлаждающей воде корпуса, паровые пространства которых соединены между собой перепускными патрубками, что позволяет отключать по воде один из корпусов при работе турбины.
Турбины 500, 800 и 1200 МВт ПОТ ЛМЗ имеют при четырех выхлопах одноходовые конденсаторы с аксиальным расположением корпусов (вдоль оси турбины). Аксиальные одноходовые конденсаторы имеют или два последовательно включенных по воде (через общую промежуточную водяную камеру) двухпоточных корпуса (турбины К-500-240 и К-800-240) или две параллельные группы по два последовательно включенных однопоточных корпуса (К-1200-240). Применение аксиальных конденсаторов упрощает схему и облегчает размещение циркуляционных водоводов.
Последовательное включение корпусов аксиальных конденсаторов позволило ограничить длину примененных трубок и просто осуществить их секционирование. В этих конденсаторах предусмотрена двухступенчатая конденсация отработавшего пара, при которой давление его в первой секции (первом корпусе) по ходу охлаждающей воды ниже, чем во второй секции (втором корпусе), в которую поступает вода, подогретая в первой секции. Ступенчатая конденсация пара термодинамически эффективнее одноступенчатой.
Рис. 3.1. Конденсатор K-15240 турбины K-300-340 ПОАТ ХТЗ
Рис. 3.2. Конденсатор турбины Т-100-130 ПО ТМЗ
При разделении конденсатора на секции, последовательно включенные по охлаждающей воде, но не сообщающиеся между собой со стороны пара, в секциях, расположенных со стороны входа воды, температура конденсации t2 и давление пара р2 понижаются по сравнению с односекционным конденсатором тех же размеров значительнее, чем увеличиваются в секциях, находящихся на стороне выхода воды (рис. 3.6). Это приводит к некоторому углублению среднего вакуума. Так, например, в двухсекционном конденсаторе турбины К-1000-60/3000 ПОТ ЛМЗ при t1в = 20 °C давление пара в первой секции
= 4,6 кПа и во второй 
= 5,9 кПа. Среднее давление составляет р2ср = 5,25 при р2 = 5,5 кПа при односекционном выполнении конденсатора, т.е. меньше на Dр2 = 0,25 кПа. При повышении температуры охлаждающей воды t1в понижение р2 при секционировании конденсатора и соответствующий выигрыш в экономичности турбоагрегата возрастают. 
Рис. 3.3. Конденсатор турбины К-500-60/1500 ПОАТ ХТЗ:
1 - вход пара; 2 - вход охлаждающей воды в нижние поток; 3 - выход охлаждающей воды из нижнего потока; 4 - вход охлаждающей воды в верхний поток; 5 - выход охлаждающей воды из верхнего потока; 6 - основной трубный пучок; 7 - воздухоохладитель; 8 - паровые щиты; 9 - деаэрационное устройство; 10 - конденсатосборник; 11 - переходный патрубок; 12 - боковая опора; 13 - отсос паровоздушной смеси
Рис. 3.4. Продольное расположение конденсатора турбины К-800-240-3 ПОТ ЛМЗ
Рис. 3.5. Поперечный разрез конденсатора 800-КЦС-3 ПОТ ЛМЗ
Рис. 3.6. Температуры в давление в односекционных (а) и двухсекционных (б) конденсаторах:
F - поверхность охлаждения конденсатора; t1в, t2в - начальная и конечная температуры охлаждающей воды; Dtв - перепад температур воды; t2 - температура конденсирующегося пара; р2 - давление пара; Dр2 - понижение среднего давления пара при секционировании;
индексы: I - первая секция; II - вторая секция