Надежность работы контуров естественной циркуляции, страница 11

                                                                              (1.41)

где  = 1,2 ¸ 1,3.

Максимальное местное удельное тепловосприятие разверенных труб для конвективных поверхностей нагрева зависит от рода топлива, местоположения в газоходе и нагрузки, т. е. от температурной разности      (t_газ — t_пар).

Для оценки неодинаковости тепловосприятия отдельных труб перегревателя используем два коэффициента разверки (тепловой и гидравлический) и два коэффициента неравномерности. Коэффициенты тепловой и гидравлической разверки и коэффициенты неравномерности тепловосприятия и нетождественности конструкции определяем по формулам (1.25).

Приращение энтальпии трубы зависит от интенсивности теплового потока q, по­верхности нагрева Н и расхода пара D, а именно:

                     Di_Т = q_T H_T / D_T,    Di_ср = q_ср H_ср / D_ср,                                 (1.42)

Коэффициент тепловой разверки после совместных преобразований (1.25) и (1.42) принимает вид

                                        p_q =h_T  h_K / p_r .                                                 (1.43)

Поскольку разверенная труба имеет наибольший обогрев, то в ней будет наименьший расход, следовательно, р_r = D_мин /`D причем расход `Dопределим как полусумму. Коэффициент тепловой разверки для труб перегревателя одинаковой длины (h_к = l) будет

                            p_q= 0,5 h_т [D_макс / D_мин ) + 1].                                      (1.44)

Значение отношения D_макс / D_мин найдем, записав перепад давления для соответствующих труб как Dp(D). В общем случае перепад давления в трубах пароперегревателя слагается из гидравлического сопротивления и конвективного ускорения, поэтому

                                                                (1.45)

Где Sx_сум =  Sx + (p₁/p₂ – p₂/p₁), причем второй член суммы существенно меньше первого.

Запишем отношение расходов для различных труб и, подставив его в (1.44), получим окончательную формулу для расчета коэффициента тепловой неравномерности пароперегревательных труб (при h_к = l)

                                                                                                                  (1.46)

Рассчитанный  надо сравнить с  по условию наибольшей допускаемой тем­пературы стенки металла трубы при эксплуатации:

                                                 (1.47)

где   — конечная энтальпия труб с наибольшей допустимой температурой; - то же для средних труб.

Для надежной работы пароперегревателя во избежание недопустимого перегрева труб необходимо выдержать условие

                                        p_g  £  p_g ^доп.                                                        (1.48)

Из формулы (1.46) видно, что гидравлические схемы пароперегревателей с большим отношением   (например, схема Z) дают высокий коэффициент тепловой неравномерности, при котором трудно выдержать условие надежной работы (1.48). 

Для уменьшения влияния тепловой разверки пароперегреватели делятся на несколько ступеней по ходу пара и, кроме того, некоторые ступени, разделяются по ширине газохода на отдельные секции, находящиеся в разных тепловых условиях. Пар из секции с усиленным обогревом направляется в секцию с ослабленным обогревом по специальным трубопроводам. Так конструируют перебросы паровых потоков. В процессе переброса пар дополнительно перемешивается, и тем выравнивается его температура.

На рис. 15показана организация перебросов потоков пара пароперегревателя высокого давления. Вторая ступень по ширине разделена на две крайние и среднюю секции. Пар из I ступени перебрасывается во II ступень справа налево и наоборот. Пар во II ступени сначала проходит по крайним секциям с ослабленным обогревом (организованным по схеме П), затем направляется в среднюю секцию с усиленным обогревом с двух противоположных сторон (выполненных по двум встречным схемам П).

Рис. 15. Схема пароперегревателя высокого давления с перебросом