Тепловой расчет собственно подогревателя

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Температурный напор

Температура воды за СП 272,4 °С.

Температура воды перед СП при энтальпии составляет 243°С.

Температура пара на входе в СП 302 °С.

Температура насыщения °277 °С.

Температура конденсата греющего пара на выходе из СП 277 °С.

Находим температурный напор на выходе из СП.

Учитывая, что остаточный перегрев пара быстро снимается, принимает

Температурный напор на входе:

Средний логарифмический температурный напор:

Теплоотдача от пара к стенке

Средняя температура питательной воды в СП:

Средняя температура на наружной поверхности стенки:

Температура пленки конденсата:

При этой температуре находим коэффициент, зависящий от температуры пленки конденсата. При температуре 272,2 °С, .

Тепло, выделяемое одним килограммом пара в СП:

Принимаем, что трубки поверхности нагрева выполнены из горизонтальных двойной спиралей (6 двойных спиралей в каждой из шести секций между перегородками), тогда число трубок по вертикали между перегородками n=12.

Наружный диаметр трубок d_н= 32мм.

Учитывая, что трубки горизонтальные, находим коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке:

Расчетный коэффициент теплоотдачи для стальных трубок:

Удельный тепловой поток в СП:

Теплопроводность через стенку

Удельный тепловой поток через стенку:

Принимаем коэффициент теплопроводности для стали , а толщину стенки трубки , получим:

где ,здесь – средняя температура на внутренней поверхности стенки.

Теплопередача от стенки к воде

Удельный тепловой поток:

где

Средняя температура питательной воды в СП уже найдена, среднее давление известно тоже

Удельный объем воды при этих условиях и, соответственно, плотность

Вязкость воды .

Теплопроводность воды .

Тогда параметр:

Принимаем скорость воды в трубах

Внутренний диаметр трубок принят

Количество параллельных трубок Nдля обеспечения заданной скорости воды:

На каждую из шести 6 секций приходится по трубок. Уточняем скорость воды в трубах:

Находим коэффициент теплоотдачи:

Поправка на увеличение теплоотдачи в спиралях:

В качестве радиуса змеевика принимаем средний радиус спирали , (задаемся с последующим уточнением), тогда:

Расчетный коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:

Удельный тепловой поток:

Итак, имеем:

Выражаем отсюда температурные напоры:

Таблица 1.1. Зависимость температурных напоров от удельного теплового потока

q	20000	30000	40000	50000	60000
Δt₁	2,96	5,08	7,46	10,04	12,81
Δt₂	2,15	3,22	4,29	5,37	6,44
Δt₃	0,85	1,27	1,69	2,11	2,54
Δt	5,96	9,57	13,44	17,52	21,79

Строим график, рис.1.2.

График, рис.1.2.

Из графика получаем, что удельный тепловой поток при в СП равен 42000 Вт/м².

Коэффициент теплопередачи для СП:

Необходимая поверхность нагрева СП:

Длина двойной спирали:

Высота трубной системы:

Таким образом, поверхность нагрева собственно подогревателя состоит из 6 секций; каждая секция имеет один ход воды и состоит из 120 двойных спиралей, т.е. имеет по высоте 65 2=130 трубок. Шаг трубок по высоте выбирается равным S₁=36 мм. Спираль навита в два яруса, рис.1.3, по семь витков в каждом ярусе. Шаг витков равен S=36 мм.