Надежность работы контуров естественной циркуляции, страница 9

Рис. 9. Принцип работы прямоточного агрегата с дополнительной  циркуляцией:

1 – смесь; 2 – циркуляционный насос; 3 – барабан-сепаратор

В прямоточных котлах на СКД со снижением производительности уменьшается также и массовая скорость. Так, если (rw)_ном = 1600 кг/(м² ×с), то при 50%-ной нагрузке 800 кг/(м²×с), а при 0,25 — только 400 кг/(м²×с), что совершенно недостаточно для надежного охлаждения труб. В связи с этим возникла идея включать циркуляционные насосы при сниженных нагрузках с тем, чтобы повысить расход нагреваемой среды в экранах. В этом случае расход через экраны обеспечивается не только за счет питательного насоса, но и дополнительно циркуляционным насосом или за счет петли естественной циркуляции (рис. 10).

При комбинированной циркуляции рециркулируемая рабочая среда забирается после экранов, где обеспечивается давление ,большее, чем после экономайзера, т.е. .

Рис. 10. Изменение массовой скорости при переменной нагрузке агрегатов на СКД создает:

1 – питательный насос; 2 – дополнительная циркуляция; 3 – петля естественной циркуляции

Среда подается в смеситель (рис.11), откуда забирается насосами и подается в экраны. На полную мощность эти насосы работают при сниженной нагрузке агрегата. Работа их протекает при тяжелых условиях, так как они обеспечивают прокачку среды закритических параметров с температурой около 400°С.

Рис. 11. принципиальные схемы прямоточных котлов на СКД с дополнительной циркуляцией:

а – с циркуляционными насосами; б – с петлей естественной циркуляции;

1 – экономайзер; 2 – смеситель; 3 - циркуляционные насосы; 4 – экраны;

5 – обратный клапан

Схема с комбинированной циркуляцией разрабатывалась, в НПО ЦКТИ, во ВНИИАМ, на ЗиО, где предложена схема с петлей естественной циркуляции, заменяющей циркуляционный насос в схеме агрегата (рис. 11), которая обеспечивает достаточную дополнительную циркуляцию кратностью около 1,4—1,6 при сниженной нагрузке. Вода из экономайзера подается в смеситель, расположенный на верхней отметке экранов, где подмешивается нагретая среда после экранных поверхностей нагрева, и когда сильно уменьшается, тогда нивелирный напор опускной трубы оказывается достаточным для обеспечения перетока части жидкости через обратный клапан.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕСХЕМЫПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ

Движение пара в пароперегревателе осуществляется по системе параллельно включенных труб. В связи с высокой температурой перегретого пара, а следовательно, малой его плотностью применяется большое количество параллельно включенных труб п во избежание высоких потерь давления. Например, для современного прямоточного котла на СКД блока мощностью 300 МВт n=600 шт., массовая скорость в радиационных перегревателях rw=1500 кг/(м²×с), в конвективных —rw = 1450 кг/(м²×с).

Пароперегревательные поверхности располагаются в зоне высоких температур: в верхней части топочной камеры (радиационные и ширмовые поверхности), в горизонтальном газоходе конвективные поверхности), а иногда в начале конвективной шахты. Это делают для того, чтобы повысить Dtдо наибольших допустимых пределов и этим снизить размер поверхности нагрева. Металл труб пароперегревателя агрегатов высоких параметров работает на пределе и не позволяет дальнейшего сколько-нибудь существенного повышения температуры, что заставляет распределить пар по трубам наиболее равномерно.

На равномерную раздачу пара по отдельным трубам оказывает решающее воздействие гидравлическая схема пароперегревателя. Рассмотрим три наиболее распространенные гидравлические схемы: П и Z, Ш, показанные на рис. 12.

Рис. 12. Гидравлические схемы пароперенревателей

Схема П имеет подвод и отвод пара с одной стороны; в схеме Zпар подводится и отводится с разных сторон; схема Ш имеет как подвод, так и отвод пара широким фронтом.

Очевидно, что большое количество подводящих и отводящих труб может обеспечить достаточно равномерную раздачу пара по всем тру­бам. Однако во многих конструкциях котлов часто схему Ш невозможно осуществить, тогда надо выбирать схему П или Z.