Судовые двигатели

Конденсационные котлы Viessmann нового поколения, выгодно и удобно на viessmann-gas.ru
Главная Судовые паровые турбины Конденсационные устройства Назначение и принцип работы конденсационного устройства
Назначение и принцип работы конденсационного устройства

Основное назначение конденсационного устройства — создание и поддержание как можно более низкого давления в выпускной части турбины, конденсация отработавшего пара и возврат его в систему питания паровых котлов. Известно, что чем выше на­чальные и ниже конечные параметры пара, тем больший будет располагаемый теплоперепад и большая часть тепловой энергии пара может быть превращена в механическую работу. Понижение давления ниже атмосферного в конденсаторе происходит за счет того, что поступающий в него пар искусственно охлаждается. При охлаждении пар конденсируется и объем его во много раз умень­шается. Так, например, при давлении 0,005 Мн/м2 объем конден­сата меньше, чем объем пара почти в 30 тысяч раз. При таком уменьшении объема в герметически закрытом конденсаторе созда­ется очень большое разрежение. В современных паротурбинных установках в выпускном патрубке поддерживается давление 0,005—0,003 Мн/м2. Это означает, что конденсация пара будет про­исходить при температуре 32—24° С, и при этом должно быть от­ведено большое количество тепла отработавшего пара.

В процессе работы в конденсатор непрерывно поступает отра­ботавший пар турбин и, следовательно, должна непрерывно подво­диться охлаждающая вода, которая после нагревания удаляется. Для каждой турбинной установки устанавливается наивыгодней­ший вакуум, который обычно не превышает 95—97%, так как дальнейшее углубление вакуума приводит к значительному увели­чению размеров конденсатора, большой мощности циркуляцион­ных насосов и значительному расходу охлаждающей воды.

В современных судовых турбинных установках применяют исключительно конденсаторы поверхностного типа, в которых от­работавший пар конденсируется на охлаждающей поверхности конденсатора, состоящей из рядов латунных трубок, внутри кото­рых циркулирует забортная вода. Образующийся конденсат соби­рается в нижней части конденсатора, откуда кондеисатным насо­сом подается в систему питания паровых котлов. Таким образом, паровой котел многократно питается одной и той же водой-кон­денсатом. Это уменьшает образование накипи на внутренних по­верхностях котла, а также отложение солей на турбинных ло­патках.

Внутрь конденсатора попадает вместе с паром воздух, кото­рый не конденсируется. Кроме того, воздух просачивается через неплотности, в результате чего для поддержания вакуума не­обходимо обеспечить непрерывный отсос его из конденсатора в атмосферу. Для этой цели используют паровые эжекторы.

Схема конденсационного устройства

На рис. 46 показана примерная схема конденсационного устрой­ства. Отработавший пар из паровой турбины поступает в конден­сатор 5, где, соприкасаясь с холодными трубками, охлаждается и конденсируется. Охлаждающая вода из-за борта подается цир­куляционным насосом 1. Конденсат откачивается конденсатным насосом 2. Воздух удаляется с помощью пароструйного эжек­тора 3, который отсасывает его по трубопроводу 4 в атмосферу.

По движению циркуляционной (забортной) воды конденсаторы делятся на одно-, двух-, трех- и четырехпроточные. Наибольшее применение имеют двух- и трехпроточные конденсаторы.

В зависимости от конструкции различают конденсаторы ре­генеративные и нерегенеративные. Регенеративными называются конденсаторы, у которых трубки расположены так, что часть отработавшего пара по выходе из турбины непосредственно попа­дает в его нижнюю часть, где, соприкасаясь со стекающим с тру­бок конденсатом, подогревает его. Благодаря этому температура конденсата приближается к температуре поступающего пара.

Схема устройства поверхностного конденсатора

Принцип действия поверхностного конденсатора, схематически изображенного на рис. 47, заключается в следующем. Конденса­тор состоит из цилиндрического сварного стального корпуса 2, внутри которого размещены тонкостенные латунные трубки 3, за­крепленные в трубных досках 4 и 11. К трубным доскам примы­кают водяные камеры 5, 9 и 12. Охлаждающая забортная вода подводится через патрубок 6 в камеру 5, проходит по нижним ря­дам трубок в камеру 12, а затем по верхним рядам — в камеру 9. Нагретая вода через патрубок 8 отводится за борт. Передние во­дяные камеры разделены перегородкой 7, что заставляет поток охлаждающей воды пройти по трубкам вдоль конденсатора два раза. Такой конденсатор называется двухпроточным. В трехпро- точных конденсаторах обе водяные камеры имеют перегородки и забортная вода совершает три хода. Отработавший пар поступает в конденсатор через горловину 10, соединяющую его с турбиной, соприкасается с поверхностью трубок и конденсируется, образуя разрежение в паровой части конденсатора. Конденсат стекает вниз и собирается в сборнике 1; откуда специальным насосом от­водится в питательную систему котельной установки судна. Отсос воздуха из парового пространства конденсатора производится воз­душным насосом (эжектор) через патрубок 13, расположенный сбоку.