Компоновка впрыскивающих пароохладителей в паропроводах
Одной из задач, успешное решение которой определяет надежность работы ВПО, а следовательно, и надежность работы паропроводов, является компоновка пароохладителей в паропроводах блока.
Как показано выше, ВПО — аппарат со сложной термодинамической структурой потоков. Для получения допустимых длин испарительных участков в паропроводе проводились расчетные исследования, стендовые и промышленные испытания. Полученные в результате рекомендации в виде уравнений или номограмм имеют граничные условия:
- для ВПО с цилиндрической защитной рубашкой и форсункой струйного типа:
- для ВПО с трубой Вентури:
- для ВПО с центробежной форсункой:
Здесь wpп, wсж — массовая скорость пара на входе и пережиме; рп — давление пара; — температуры пара на входе и выходе, а также
температура насыщения; ΔtΗ, Δtκ — температурные напоры на входе и выходе пара из ВПО; dотв — диаметр воды в отверстиях форсунки; dсопла — диаметр центробежной форсунки; Аф — геометрическая характеристика форсунки; dM — медианный диаметр капель; dсж, dтp — диаметры пережима и паропровода; wв — скорость воды в отверстиях форсунки; и — относительная скорость пара и воды в сечении впрыска; р'п, p's — плотность пара на входе и воды на линии насыщения; i" — энтальпия сухого насыщенного пара; μп — динамическая вязкость пара; r — скрытая теплота парообразования; σв — поверхностное натяжение воды; Re, We, N, К — критерии подобия.
Они подтверждаются рекомендуемыми уравнениями по [126, 130] для вычисления длины испарительного участка в ВПО. При этом необходимо соблюдать строго прямолинейные участки на входе и выходе пара из пароохладителя — lвх > 5dвн и lвых > 10dвн, где dвн — внутренний диаметр паропровода. Несоблюдение этих условий может приводить к искажению температурного и скоростного полей не только по длине стабилизационных участков, но и к нарушению процесса испарения и перемешивания влаги с перегретым паром в пределах самого ВПО, а следовательно, приводить к удлинению испарительного участка и сепарации влаги на внутренней поверхности паропровода.
Для пусковых пароохладителей рекомендуется lвых = 10-15 м. Сокращение указанной длины приводит к выпадению не испарившейся влаги на первом гибе за расположением ВПО в начальный период его работы, когда увеличивается длина испарительного участка, зависящая от низкого давления пара (рп=30-50 кгс/см2), низкой требуемой температурой за пусковым ВПО (280-300 °C) и большого диапазона снижения температуры пара в ВПО.
Указанные особенности следует учитывать при компоновках паропроводов, содержащих впрыскивающие пароохладители.
Способы контроля работы ВПО
Рис. 1.53. Показания температуры стенки наружной поверхности гиба f(рп) при выпадении влаги с внутренней стороны паропровода
Выше было показано, что выпадение влаги на внутреннюю поверхность паропровода за пароохладителем является одной из причин повреждения ВПО. Поэтому для предупреждения разрушения паропровода, возникшего в результате неудовлетворительной работы впрыскивающего пароохладителя, предлагаются измерения, которые не ухудшают его работу, но являются достаточными показателями ненадежности дальнейшей эксплуатации ВПО. Так, по разности показаний поверхностных термопар (> 50 °C), установленных на верхней и нижней образующих горизонтального пароохладителя, на расстоянии ~ 100 мм за выходным сечением защитной рубашки можно судить о достаточности (или недостаточности) длины защитной рубашки в ВПО или длины испарительного участка в отдельных режимах. Если нижняя термопара фиксирует температуру tст, близкую к насыщению (рис. 1.53), то это свидетельствует об опасном режиме работы ВПО.
Характеристикой неудовлетворительного режима работы первого гиба за ВПО могут служить показания поверхностной термопары, установленной на наружной стороне этого гиба, близкой к температуре пара (рис. 1.53).
Прогиб ВПО вдоль горизонтальной образующей является опасным при эксплуатации паропровода, что свидетельствует о выпадении воды на корпус ВПО. В этом случае необходима ревизия пароохладителя, как и в двух первых случаях.
Выводы
- Впрыскивающий пароохладитель — одно из основных средств реализации нестационарных режимов в нормативных пределах и один из наиболее повреждаемых элементов системы паропроводов ТЭС.
- До настоящего времени эффективная технология контроля повреждений ВПО пока еще не создана.
- Основными задачами, решение которых необходимо для совершенствования ВПО, являются: обеспечение контроля пригодности и ремонтопригодности всех повреждаемых элементов ВПО; освоение видеотехнологии для реализации мониторинга, осуществляемого при остановах энергоблоков.
- Для обеспечения необходимой достоверности контроля повреждений ВПО, уменьшения опасности аварий целесообразно периодически в процессе капитального ремонта осуществлять демонтаж ВПО. При этом после необходимого контроля может быть принято обоснованное решение о характере ремонта или о замене ВПО.
- На основе накопленного многолетнего опыта конструирования, испытания и эксплуатации ВПО необходимо создание типовых проектов, достаточных для их реализации при ремонте и замене ВПО. При проектировании
впрыскивающих пароохладителей следует проводить расчеты элементов ВПО с учетом результатов стендовых испытаний и накопленного эксплуатационного опыта.
- Необходимо создание и утверждение норматива, регламентирующего объем и периодичность контроля, ремонта и замены ВПО.
