Введение.
1. Состояние вопроса. Постановка задач исследования
1.1. Конструкции серийных маслоохладителей паротурбинных установок
1.2. Методики теплогидравлического расчета маслоохладителей паротурбинных установок
1.3. Исследование проницаемости технологических зазоров в маслоохладителях паротурбинных установок
1.4. Сопоставление результатов испытаний и теплогидравлических расчетов маслоохладителей по существующим методикам.
1.5. Сравнительный анализ современных концепций проектирования
1.6. Выводы. Постановка задач исследования
2. Разработка и анализ функциональной модели проектирования маслоохладителей паротурбинных установок.
2.1. Разработка функциональной модели.
2.2. Разработка и анализ структурных схем методик теплогидравлического расчета маслоохладителей.
2.3. Выводы.
3. Совершенствование методов расчета маслоохладителей паротурбинных установок
3.1. Разработка методики численного моделирования процессов гидродинамики в масляном пространстве маслоохладителей.
3.1.1. Разработка твердотельной модели для расчетной подсистемы.
3.1.2. Выбор параметров конечноэлементной сетки
3.1.3. Выбор и обоснование модели турбулентности
3.1.4. Задание начальных и граничных условий задачи.
3.1.5. Установка критериев используемой математической модели вычисления.
3.1.6. Оценка полученных результатов и их сопоставление с экспериментальными и другими расчетными данными.
3.2. Моделирование течения масла в межтрубном пространстве маслоохладителя
3.3. Исследование проницаемости технологических зазоров в пучках гладких трубок.
3.4. Исследование проницаемости технологических зазоров в пучках из профильных витых трубок
3.5. Уточнение методики позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей.
3.6. Исследование влияния геометрических параметров элементов конструкции маслоохладителей на теплогидравлические характеристики аппаратов.
3.6.1 Постановка задачи.
3.6.2. Величина технологических зазоров.
3.6.3. Количество ходов воды в аппарате.
3.6.4. Коэффициент теплопроводности материала трубок.
3.6.5. Наружный диаметр трубок поверхности теплообмена и другие консгруктивные параметры трубного пучка.
3.6.6. Профилирование трубок поверхности теплообмена.
3.7. Выводы
4. Разработка проектирующей подсистемы на основе современных концепций конструирования
4.1. Проектирование компоновок трубных пучков
4.2. Проектирование элементов трубной системы маслоохладителей.
4.2.1. Трубные доски.
4.2.2. Промежуточные перегородки.
4.2.3. Схема расположения промежуточных перегородок
4.3. Проекгирование корпуса, водяных камер и гибких мембран маслоохладителей .г
4.4. Выводы
5. Апробация результатов разработки. Рекомендации для инженерной практики
5.1. Сопоставление результатов теплогидравлических расчетов маслоохладителей по уточненной позонной методике с результатами испытаний.
5.1.1. Стендовые испытания ЦКТИ маслоохладителя М
5.1.2. Стендовые испытания ХТЗ маслоохладителя МО4.
5.1.3. Испытания маслоохладителя МБ55 на Московской ТЭЦ
5.1.4. Испытания маслоохладителя МБ00 на Сургутской ГРЭС2
5.2. Рекомендации для инженерной практики
5.3. Выводы
Заключение..
Библиографический список.
Основные обозначения, сокращения и комплексы
Сокращения
xii v решатель сопряженных уравнений потока явного типа Iii v решатель сопряженных уравнений потока неявного типа I0 Перечень стандартов методологии функционального моделирования
I Международная организация по стандартизации Ii ii ii
v решатель разделенных уравнений
ЕСКД Единая система конструкторской документации
КБ Конструкторское бюро
КТЗ Калужский турбинный завод
I3 Ленинградский металлический завод
МКЭ сетод конечных элементов
ПВТ профильная витая трубка
ПТУ паротурбинная установка
САПР система автоматизированного проектирования
ТС техническая система
ТЭС тепловая электрическая станция
УГТУУПИ Уральский г осударственный технический университет УПИ
УЗР ультразвуковой расходомер
УТЗ Уральский турбинный завод
ХТЗ Харьковский турбинный завод
ЧПУ числовое программное управление
ЭВМ электронная вычислительная машина
Обозначения
А гидравлический параметр технологического зазора
В параметр, определяющий величину коэффициента местного сопротивления в технологическом зазоре
С, поправочный коэффициент
Сху массив центров отверстий, не выходящих за пределы области
. коэффициент, учитывающий конструктивные особенности трубного пучка
Сц константа
. диаметр, м
Е энергетический коэффициент
Ей число Эйлера, Ей ДРру
Р площадь поверхности теплообмена, м2
площадь проходного сечения, м
О расход теплоносителя, м3ч ускорение свободного падения, мс2
Ооб область трубного пучка, в пределах которой могут располагаться трубки
И глубина канавки ПВТ, м
Н глубина уплотнительного паза, м
интенсивность турбулентного развитого течения
число поперечных рядов трубок к кинетическая энергия турбулентности, Дж
К коэффициент теплопередачи, Втм2 К
турбулентный путь перемешивания, длина крупных турбулентных вихрей, м
Ь характерный размер капала, длина, м
длина канала
Ь, отрезок границы области трубного пучка
Лг мощность, затрачиваемая на прокачивание теплоносителей, Вт
число Нусссльта, сгбЛ
Р давление среды, Па
Р расчетное усилие
Рг число Прандтля, Рг уа
2 теплопроизводительность теплообменного аппарата, Вт
Ие число Рейнольдса, Яе ус1у
5толщина, ширина, высота хода масла, шаг накатки ПВТ, м
11 поперечный шаг в шахматном пучке, м
2 продольный шаг в шахматном пучке, м
температура среды, С и среднеквадратичная скорость пульсаций иау средняя скорость потока
V скорость поворота сечения ПВТ вокруг своей оси
скорость теплоносителя, мс
2, 2 количество ходов теплоносителя в маслоохладителе, количество заходов
накатки ПВТ, количество
о. коэффициент теплоотдачи, Втм2К
5 толщина, высота м
8 технологический корпусной зазор в маслоохладителях ПТУ между внутренней поверхностью корпуса и кольцевой промежуточной перегородкой
технологический околотрубный зазор в маслоохладителях ПТУ между стенкой отверстия в промежуточной кольцевой перегородке и трубкой
технологический околотрубный зазор в маслоохладителях ПТУ между стенкой отверстия в промежуточной дисковой перегородке и трубкой
АР перепад давлений, гидравлическое сопротивление. Па
8ДР разница перепадов давления в лобовой и кормовой зоне технологического зазора
е скорость диссипации турбулентной энергии
Едгм коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления пучка вследствие изменения сечений для прохода масла
Соп отношение диаметров описанной окружности ПВТ и гладкой трубки
коэффициент гидравлического сопротивления
коэффициент смягчения входа в отверстие, зависящий от формы его входной кромки
Со местный коэффициент гидравлического сопротивления
Ср коэффициент расхода
0 показатель угла ассиметричности соседних ячеек, коэффициент прочности
X коэффициент трения течения в канале, коэффициент теплопроводности, Втмк 1 коэффициент динамической вязкости, Па с
V коэффициент кинематической вязкости, м2с
ут кинематический коэффициент турбулентной вязкости
относительное отклонение р плотность, кгм3 а напряжение, МПа
т коэффициент, учитывающий влияние толщины стенки, формы входной кромки отверстия и условия протекания потока через отверстие тт тензор рейнольдсового напряжения
Тэ текущий угол поворота укороченной эпициклоиды
р угол наклона луча М к оси абсцисс
Го граница области трубного пучка, в пределах которой могут располагаться трубки
К,, калибр зазора в гладкотрубном пучке
Кпш калибр зазора в пучке ПВТ
Индексы
принимаемый
О полный, номинальный
1 вход, первый
2 выход
п последний, от осевого сжатия б болтовой, от усилия в болтах в вода
в.л. виптовая линия вн внутренний
выб перемычка между соседними
выборками металла
гл гладкотрубный пучок
д действительная
диаф диафрагма
к кольцевая зона поворота масла у
дисковой перегородки, кормовой,
корпус
л лобовой
м масло
н наружный
об образующая трубки
оп описанной
п трубный пучок
п уплотнительный паз
пв разделительная перегородка во
входной водяной камере
пвт пучок из ПВТ
пер перегородка
им масляные патрубки
пов поверхность теплообмена
гш разделительная перегородка в
поворотной водяной камере
прин принятый
р расчетный
с от давления среды
ср средний
ст стенка трубок
т теплоноситель
т трубки
тр.д. трубная доска
у уплотнение
х приведенный, относительно
расходов на протечки
ц центральное отверстие в кольцевой
перегородке
шн силиконовый шнур
э эквивалентный гидравлический
Введение
В условиях современных требований предприятий топливноэнергетического комплекса к эффективности, надежности теплообменного оборудования паротурбинных установок ПТУ и к срокам его поставки, необходим качественный подъем конкурентоспособности предприягийпроизводителей и проектных организаций, осуществляющих разработку комплекса проектной документации для теплообменных аппаратов. Наибольший вклад в увеличение конкурентоспособности предприятий дают методы повышения производительности труда и качества процесса проектирования. К числу таких методов относятся, прежде всего, методы, базирующиеся на современных информационных технологиях, обеспечивающих принципиально новые возможности на этом этапе жизненного цикла теплообменных аппаратов за счет
интеграции конструкторских и расчетных процедур в рамках единой системы автоматизированного проектирования
использования численных экспериментов для повышения качества проектных процедур.
Актуальность
- Київ+380960830922