Поверхностей теплообмена

В настоящей книге для теплового расчета асинхронных двигателей, машин постоянного тока и -синхронных рекомендованы и применены упрощенные методы теплового расчета. Порядок расчета по этой методике идентичен для всех видов рассматриваемых электрических машин: определяют площади поверхностей охлаждения и удельные тепловые потоки, приходящиеся на единицу этих площадей; затем, зная экспериментальные значения коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности, определяют искомые превышения температуры.

Тепловой расчет машины постоянного тока. Расчет проводим по упрощенной методике, изложенной в § 5-3. Начинают с определения потерь при сопротивлениях, приведенных к максимально допускаемой температуре, площадей поверхностей охлаждения и удельных тепловых потоков, приходящихся на единицу этих площадей. Затем с учетом установленных практикой электромашиностроения коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности определяют превышения температуры обмоток и коллектора.

Для открытых поверхностей охлаждения характерная длина принимается равной длине или высоте охлаждаемой поверхности.

В электрических машинах с воздушным охлаждением на долю тепловых сопротивлений поверхностей охлаждения приходится от 50 до 80% общего теплового сопротивления электрической машины. Теплообмен в каналах и с поверхностей охлаждения машин обычно рассчитыва-

Таблица 7.3. Теплообмен отдельных поверхностей охлаждения электрических машин

При тепловом расчете принимают следующие формулы для расчета поверхностей охлаждения.

В настоящей книге для теплового расчета асинхронных двигателей, машин постоянного тока и синхронных рекомендованы и применены упрощенные методы теплового расчета. Порядок расчета по этЪй методике идентичен для всех видов рассматриваемых электрических машин: определяют площади поверхностей охлаждения и удельные тепловые потоки, приходящиеся на единицу этих площадей; затем, зная экспериментальные значения коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности," определяют искомые превышения температуры.

Тепловой расчет машины постоянного тока. Расчет проводим по упрощенной методике, изложенной в § 5-3. Начинают с опре» деления потерь при сопротивлениях, приведенных к максимально допускаемой температуре, площадей поверхностей охлаждения и удельных тепловых потоков, приходящихся на единицу этих площадей. Затем с учетом установленных практикой электромашиностроения коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности опре' деляют превышения температуры обмоток и коллектора.

При тепловом расчете принимают следующие формулы для расчета поверхностей охлаждения.

Площадь поверхностей охлаждения 5охл, с которых отводятся выделяющиеся в виде тепла потери р$, растет прямо пропорционально /2, и поэтому

Следовательно, значение потерь на единицу поверхностей охлаждения растет прямо пропорционально /, и поэтому условия охлаждения в крупных машинах ухудшаются.

обе поверхности: наружная и внутренняя — межреберное пространство. Тогда площади поверхностей теплообмена

В процессе эксплуатации котельных агрегатов наблюдается загрязнение отдельных его элементов и поверхностей теплообмена (как с внутренней, так и с внешней стороны); образуются повышенные присосы в элементах, работающих под разрежением. Все это увеличивает потери теплоты с уходящими газами и в конечном счете ухудшает КПД котла. Кроме того, наличие отложений на по-

Пассивная защита только предусматривает удаление образующихся отложений с поверхностей теплообмена. К этому способу защиты относятся обмывка, обдувка, вибрационная и механическая очистки.

Через линию обратной связи подается соответствующий импульс на регулирование оборудования и устранение недопустимых отклонений. По линии посылается импульс на выполнение задаваемого диспетчерского графика, пуск и останов работающего оборудования. При этом оптимизируется также и ряд внутренних характеристик электростанций, в том числе распределение расходов циркуляционной воды в конденсаторах турбин и др. Для станций с поперечными связями дополнительно выбираются оптимальные режимы загрузки парогенераторов и расходы питательной воды через систему регенерации каждой из турбин. Кроме того, учитывается изменение ряда характеристик оборудования в процессе эксплуатации, таких, как, например, занос солями проточной части турбин, загрязнение поверхностей теплообмена парогенератора, различных подогревателей и т. п.

Регенеративные подогреватели высокого давления во всех случаях выполняются поверхностного типа. При этом в случае выхода из строя хотя бы одного ПВД отключается вся их группа. В связи с этим лри оптимизации параметров регенерации высокого давления возникает необходимость учета надежности работы соответствующих подогревателей. В наибольшей степени это влияние может проявиться в маневренных энергоблоках, когда в связи с частыми пусками и остановами знакопеременные температурные напряжения приводят к нарушению герметичности поверхностей теплообмена ПВД.

Дальнейший расчет ТА заключается в определении_оасч.едной,.поверхности теплообмена Нр из уравнения теплопередачи и сравнения ее вели-•чйн'ьТ с "вёличйнбй~п6верхности ТА, проверочный^ расчет которого проводят. Неравенство этих поверхностей означает, что температура, внутрен--него теплоносителя fj выбрана неточно, поэтому необходимо задаться вторым, третьим, четвертым и т.д. приближенным значением t2 и расчеты повторять до тех пор, пока расхождение расчетной и известной поверхностей теплообмена не достигнет менее 5 %. После этого расчеты по определению температур f2 и т2 можно считать законченными.

Из уравнения (11.19) по полученным значениям Q, /г и Л^ определяют расчетные площади поверхностей теплообмена отдельных частей ПГ: F,3, FH, Fu, Fnn. Вследствие ограниченной точности формул, использованных в тепловом расчете, и ряда неучитываемых эффектов на практике увеличивают размеры поверхностей теплопередачи на 5—15%, т. е. берут коэффициенты запаса п = 1,05ч-1,15. Однако следует иметь в виду, что увеличение поверхностей теплопередачи против расчетных вызовет перераспределение температур в различных зонах ПГ, что должно быть оценено поверочным расчетом.

Котлы-утилизаторы состоят из набора последовательно соединенных по ходу дымовых газов поверхностей теплообмена. На 8.3 показан в качестве примера один из возможных вариантов соединения поверхностей теплообмена КУ. В зависимости от конкретных условий включения КУ в газоотводящий тракт печи возможны различные варианты егр компоновки. Таким образом, на стадии проектирования КУ решаются две взаимосвязанные задачи: выбор поверхностей теплообмена и их рациональная компоновка.

Данные задачи решают путем проведения поверочного теплового расчета КУ на основе применения нормативного метода расчета котельных установок. Для проведения расчетов на ЭВМ ЦКТИ им. И. И. Ползунова совместно с сотрудниками Белгородского завода энергетического машиностроения разработан комплекс универсальных моделирующих программ для констуктлвного и по-верочного теплового и аэродинамического расчетов котельных установок. Программа состоит из отдельных модулей расчета различных поверхностей теплообмена (радиационной камеры, пароперегревателя, воздухоподогревателя и т. д.). Такая структура программы позволяет проводить расчеты для различных комбинаций их соединения.

Рассматривая совокупность всех возможных вариантов соединения поверхностей теплообмена, выбирают рациональную компоновку КУ и их оптимальные размеры. Программа также позволяет проводить исследование влияния различных внешних факторов на рабочие параметры КУ с выбранной компоновкой поверхностей теплообмена. На 8.6 приведены результаты исследования зависимостей КПД гКУ; паропроизводительности D,,. т/ч; температуры уходящих газов /"г, °С на выходе из КУ и температуры нагрева воздуха tT.„, °С, котла-утилизатора с компоновкой, показанной на 8.3, от давления генерируемого пара р„, МПа;

Топливная загрузка реактора по условиям обеспечения необходимых поверхностей теплообмена для надежного теплоотвода выделяемой тепловой энергии размещается в большом количестве твэлов. Например, в реакторах ВВЭР-440 топливная загрузка размещена в 44000 твэлов, а ВВЭР-1000 —в 48000 твэлов, в РБМК 1000 — в 61000 твэлов. Все твэлы объединены в тепловыделяющие сборки (ТВС). В одну ТВС могут входить от нескольких штук до нескольких сотен твэлов ( 4.2). В сборках твэлы строго дистанционируются, при этом обеспечиваются высокая точность их взаиморасположения в заданной топливной решетке и компенсация температурных расширений. ТВС могут включать в себя конструкционные элементы поглотителей или замедлителей нейтронов, интенсификаторы теплообмена, датчики температуры и напряжений и другие контрольно-измерительные устройства. Сборки содержат входные и выходные коллекторы и тракты распределения потока теплоносителя, установочные дета-