Методики теплового расчета

Основная проблема при расчете конденсатора — определение значения сред­него для всей поверхности теплообмена коэффициента теплопередачи. Известен достаточно большой ряд эмпирических зависимостей [10] для расчета коэффици­ента теплопередачи в конденсаторах паровых турбин. Полученные по ним результаты могут в существенной мере отличаться друг от друга. Это в определенной степени естественно и объясняется сложно­стью процессов, происходящих в конденсаторах.

Критерием совершенства существующих методик может служить толь­ко сопоставление полученных по ним результатов с данными промышленных ис­пытаний натурных конденсаторов в условиях эксплуатации. Анализ десяти отече­ственных и зарубежных методик расчета коэффициента теплопередачи в конден­саторах паровых турбин и сопоставление полученных по ним значений с опытными данными испытаний конденсаторов турбин мощностью 100...800 МВт показа­ли, что для инженерных расчетов с достаточной для практических целей точностью могут быть рекомендованы методики ВТИ, ИТО США, КТЗ и УГТУ-УПИ.

Методики ВТИ и ИТО расчета коэффициента теплопередачи базируются на параметрах, характеризующих теплоотдачу прежде всего с водяной стороны конденсатора, и удобны при интегральном расчете характеристик конденсатора.

Однако, если рассматривать сущность процесса конденсации пара, бо­лее соответствующими физике процесса являются методики расчета ко­эффициента теплопередачи, основывающиеся на раздельном определении коэф­фициентов теплоотдачи с паровой и водяной сторон.

Определение коэффициента теплоотдачи с водяной стороны конденсатора (от стенки трубки к воде) в этих методиках производится по уравнению (34). Физические параметры и число Прандтля при этом определяются по средней температуре охлаждающей воды.

Для расчета коэффициента теплоотдачи при конденсации чистого медленно движущегося пара ис­пользуется теоретическая зависимость Нуссельта (9, 35). Физические пара­метры здесь определяются по температуре пленки конденсата t_пл , а скрытая теп­лота фазового перехода — по температуре насыщенияt_н .

Выбор методики расчета конденсатора определяется имеющимся набором ис­ходных данных и целью расчета. Методика ВТИ дает возможность рассчитать ха­рактеристики работы конденсатора по его интегральным режимным параметрам, что весьма удобно, особенно на этапе предварительных оценок и при проектных расчетах. Если же при расчете необходимо учесть влияние отдельных факторов (со­держание воздуха в паре, скорость пара, вибрацию трубок или компоновочные со­отношения), для этой цели более удобны методики КТЗ или УГТУ-УПИ. Именно эти методики наилучшим образом согласуются с обобщенными результатами мно­гочисленных испытаний натурных конденсаторов ПТУ в условиях эксплуатации.

В настоящей работе рассматриваются две методики: ВТИ и КТЗ.