Подогреватели низкого давления: определение, принцип работы, технические характеристики, классификация, конструкция, особенности эксплуатации, применение в промышленности

На сегодняшний день существует два основных вида подогревателей. Первый тип называется поверхностным, а второй - смешивающим. Выпуском устройств первого типа занимается Саратовский завод энергетического машиностроения. Они изготавливают ПНД для турбоустановок, мощность которых находится в пределах от 50 до 300 МВт. Если поверхность теплообмена составляет до 400 м², то это подогреватели низкого давления для ТЭЦ. Если повысить этот параметр до 800 м², то в таком случае их можно использовать для турбоустановок на АЭС.

Общие сведения об устройстве

Стоит отметить, что если поверхность ПНД составляет более 550 м² и они относятся к поверхностному типу, то их можно эксплуатировать в паре с установками, рассчитанными на 300 МВт и более. Смешивающие устройства с такими же габаритами могут эксплуатироваться с установками, начиная от 200 МВт.

Можно добавить, что ПО "Красный котельщик" занимается выпуском оборудования и поверхностного типа, и смешивающего. Подогреватели низкого давления для АЭС от этого производителя имеют площадь поверхности от 500 м².

Основное предназначение данного устройства - это подогрев конденсата регенеративным способом. Чаще всего конденсат берется из пара, отработанного в турбине. Однако возможен также отбор конденсата, который формируется после того, как проходит этап охлаждения перегретого пара.

Критерии работоспособности устройства

Как и у любого другого технического прибора, у ПНД имеется основной параметр, характеризующий его работу. Таким параметром стал температурный нагрев, или, другими словами, недогрев воды. На величину данной характеристики оказывают влияние несколько других параметров. Довольно сильное влияние будет оказывать такой фактор, как загрязнение трубок поверхностей нагрева у подогревателя низкого давления. Второй весомый фактор - это наличие нежелательных включений в паровом пространстве нагревателя. Таковыми включениями являются неконденсирующиеся газы, а также воздух. Чаще всего эти летучие вещества могут проникать внутрь подогревателя через неплотности в соединении трубопроводов, к примеру через водоуказательные стекла и другие узлы, которые находятся под разрежением. Что касается газов, то они поступают внутрь подогревателя вместе с отбором из турбины.

Зоны ПНД

Подогреватели низкого давления имеют специальные системы, которые предназначены для отвода всех нежелательных летучих веществ. Основной среди них является система отсоса.

Пар, который попадает к турбине подогревателя из отбора, может иметь повышенную температуру. Для того чтобы использовать данные излишки тепла и охлаждать конденсат греющего пара ниже температуры насыщения, вся поверхность теплообмена разделяется на несколько конструктивных зон:

• Первая зона - охлаждение пара. На этом участке ПНД температура стенки будет выше, чем температура насыщения. Кроме того, именно в этой зоне будет проходить процесс, возникающий при охлаждении пара, который называется конвективным теплообменом. Еще одна характерная особенность зоны - это нагрев жидкости, которая течет в трубках выше, чем температура насыщения.
• Следующий участок - это территория охлаждения конденсата. В данном случае участок характеризуется тем, что осуществляется конвективный теплообмен, но уже при охлаждении конденсата, который выделился при поступлении пара.
• Последний участок - это зона конденсации пара. Здесь все просто, на этом участке конденсируется греющий пар.

Описание ПНД с СЗЭМ

Если принцип работы подогревателя низкого давления прост и понятен, то более сложной, но в то же время и более оптимальной конструкцией является комбинированная система. В данном случае отличительная особенность состоит в том, что устройство соединяется при помощи вакуумного трубопровода с местом отбора пара, пройдя который они попадают в оборудование смешивающего типа. Чаще всего такие модели используются только на достаточно мощных установках с мощностью от 200 до 800 МВт.

Отличительной чертой всех приборов, выпускаемых на СЗЭМ, стало то, что все они имеют вертикальное исполнение, а также разъем фланцевого типа на корпусе. Можно добавить, что начиная с 1985 года на всей продукции, которая выпускалась, фланцы плоского типа были заменены на воротниковые.

Устройство ПНД ТКЗ

Выпускаются подогреватели низкого давления (ПНД) по ТКЗ для турбин, которые в качестве топлива используют органические вещества. Их конструктивные особенности следующие:

• Во-первых, все части трубного типа соединяются с корпусом при помощи сварки.
• Во-вторых, расположение разъема фланцевого типа может отличаться. Эти разъемы могут находиться на водяных камерах. При этом они обычно располагаются выше, чем трубные доски, а также выше, чем патрубки как подвода, так и отвода конденсата. Это достаточно выгодно, так как позволяет не отсоединяться трубопровод при необходимости ремонта. Второй вариант расположения - ниже, чем трубные доски. Стоит также отметить, что некоторые подогреватели изготавливаются и вовсе без таких разъемов.
• В-третьих, сособо выделяется то, что связи анкерного типа не выходят за пределы водяной камеры.

Стоит также выделить такую особенность, что некоторые подогреватели идут вместе со встроенными участками ОП и ОК.

Подогреватель смешивающего типа

Подогреватели высокого и низкого давления не совсем одно и то же. ПНД смешивающего типа значительно отличаются по своей конструкции. Основное отличие заключено в том, что у смешивающего типа отсутствует поверхность, которая предназначена для теплообмена. Кроме того, появляется возможность более эффективно использовать тепло пара, так как будет отсутствовать такой критерий, как недогрев, вызванный разностью температур.

Подогреватели ВД

Здесь можно отметить, что система ПВД может быть однопоточной или же многопоточной. В случае с одним потоком все просто. Нагрев жидкости будет осуществляться в одной группе подогревателей. Что касается многопоточной системы, то чаще всего это две, редко три группы ПВД, которые расположены параллельно. Основной характеристикой для таких устройств стало рабочее давление воды в трубах. Определяется оно при помощи полного давления питательных насосов. К примеру, тепловые электростанции отличаются максимальным рабочим давлением пара в ПВД 7,0 МПа, давление питательной воды может достигать 38,0 МПа. Что касается атомных электростанций, то здесь показатели этих характеристик соответственно равны 2,8 МПа и 9,7 МПа.

Конструкция ПВД несколько схожа с подогревателем низкого давления поверхностного типа, так как у системы имеется один корпус, который также делится на три рабочие зоны. На сегодняшний день особое распространение получили всего четыре системы, которые используют в своем составе подогреватели высокого давления.