Летучие вещества, поступившие в парогенераторы с питательной водой, практически целиком переходят в рабочий пар (за исключением некоторого количества, участвующего в коррозионных процессах в поверхностях нагрева). Вместе с паром они проходят проточную часть турбины и поступают в конденсатор, из которого в большей части удаляются.
Однако следует иметь в виду, что наличие летучих веществ в рабочем паре должно быть по возможности ограничено, ибо они могут оказать влияние на интенсификацию коррозионно-эрозионных процессов в турбине.
Условия для перехода нелетучих примесей воды в рабочий пар в прямоточных парогенераторах и парогенераторах с многократной принудительной циркуляцией различны.
в прямоточных парогенераторах по мере движения пароводяной смеси в испарителе будет происходить нарастание в воде концентрации всех содержащихся в ней веществ, завершающееся выделением в твердом виде в зоне завершения кипения (зона доупаривания). В этой зоне паровая фаза находится в контакте с высококонцентрированными растворами, а в конце ее уже несколько перегретый пар — в контакте с твердыми веществами. В результате этого контакта примеси питательной воды и продукты коррозии металла поверхностей нагрева, перешедшие в воду, могут быь частично унесены с перегретым паром, а частично отложиться на стенках труб в области доупаривания воды (переходная зона). Количество унесенных с паром примесей зависит от его параметров и скорости движения. При низких и средних давлениях перегретый пар практически свободен от естественных примесей воды. Незначительное количество их, а также продуктов коррозии может быть механически унесено с паром при больших скоростях его течения.
При переходе к высоким параметрам содержание в паре некоторых веществ существенно увеличивается, т. е. более заметная доля их начинает выноситься из поверхности нагрева. При этом поступление веществ в пар приобретает избирательный характер: интенсивность уноса различных веществ различна. Применительно к веществам, присутствие которых наиболее вероятно в воде парогенераторов, в наибольших относительных количествах с паром выносятся оксиды железа и кремниевая кислота. Например, при давлениях не менее 7 МПа вся кремниевая кислота, поступившая в парогенераторы с питательной водой, будет унесена с паром без отложения на поверхностях теплообмена. Различный относительный вынос веществ с паром (избирательный вынос) объясняется тем, что как перегретый, так и насыщенный пар при высоких параметрах проявляет себя как достаточно хороший растворитель. При этих условиях в поверхностях нагрева прямоточных парогенераторов остается только такое количество той или иной примеси питательной воды, которое не растворилось в паре. Количественные соотношения, характеризующие растворимость примесей в паре, определяются его параметрами и физико-химическими свойствами веществ.
В испарителях парогенераторов с многократной циркуляцией образующийся в поверхностях нагрева пар контактирует, как правило, с весьма сильно разбавленными растворами. На выходе из парового объема сепарационной части испарителя (из сепарационного барабана) насыщенный пар всегда имеет, хотя и в незначительном количестве, водяную фазу (десятые или даже сотые доли массы пара). Поэтому в насыщенном паре таких парогенераторов помимо веществ, избирательно растворенных в нем, содержатся в соответствующих количествах и все примеси, растворенные в воде, из которой он вырабатывается. Чем выше давление пара, тем больше индивидуальная растворимость в нем веществ. Поэтому в насыщенном паре, повышенного давления (не менее 7 МПа) содержание оксидов железа и кремниевой кислоты существенно превысит содержание любых других веществ, уносимых паром только с капельной влагой.
Если парогенератор вырабатывает насыщенный пар, то примеси, унесенные из испарителя, непосредственно поступят в турбину. в парогенераторы, вырабатывающих перегретый пар, унесенная насыщенным паром влага испаряется во входных участках пароперегревателя, а содержащиеся в ней примеси переходят в соответствующих количествах в паровые растворы и в твердые отложения на стенках пароперегревателя. Вещества, растворенные непосредственно в насыщенном паре, сохраняются в нем и вместе с веществами, уносимыми дополнительно из перегревателя, поступают в турбину. Однако следует иметь в виду возможность отложения в пароперегревателе оксидов железа. Следовательно, в парогенераторы с многократной циркуляцией имеют место два пути перехода примесей из воды в пар: непосредственное растворение веществ в насыщенном паре и механический унос частичек парогенераторной воды. Источником поступления примесей в пар является парогенераторная вода, поэтому очевидно соотношение
(ЭЛ)
где Cпi — массовая доля любой индивидуальной примеси в паре, мг/кг; ki — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом выноса; cBi — массовая доля любой индивидуальной примеси в парогенераторной воде, мг/кг.
На основе изложенного можно считать, что коэффициенты выноса каждого вещества при прочих равных условиях зависят от интенсивности уноса влаги и растворимости веществ в паре.
