Учебная работа. Проектирование корабельной ПТУ одного борта

Учебная работа. Проектирование корабельной ПТУ одного борта

1. Короткое описание систем ПТУ

Термическая схема нерегенеративной ПТУ

1. турбина ГТЗА; 2. АТГ; 3. основной конденсатор; 4. конденсатор АТГ; 5. ходовой клапан турбины ГТЗА; 6. клапан травления турбины ГТЗА; 7. переключающий клапан турбины ГТЗА; 8. тёплый ящик; 9. основной эжектор турбины ГТЗА; 10. вспомогательный эжектор турбины ГТЗА; 11. основной эжектор АТГ; 12. вспомогательный эжектор АТГ; 13. навешанный питательный насос; 14. запасный питательный насос; 15. аварийный питательный насос; 16. дроссельный клапан; 17. питательный клапан; 18. байпасный клапан; 19. конденсатный насос ГТЗА; 20. конденсатный насос АТГ; 21. насос промежного контура ГТЗА; 22. циркуляционный насос ГТЗА; 23. насос промежного контура АТГ; 24. циркуляционный насос АТГ; 25. Дроссельно-увлажнительное устройство; 26. фильтр ионообменный; 27. фильтр узкой чистки питательной воды; 28. ходовой клапан турбины АТГ; 29. ВОУ; 30. насос забортной воды; 31. насос откачки рассола; 32. подогреватель забортной воды ВОУ; 33. цистерна припаса питательной воды; 34. насос откачки дистиллята; 35. эжектор ВОУ; 36. основной масляный насос; 37. запасный масляный насос; 38. масляный фильтр низкого давления; 39. сепаратор масла; 40. маслоподогреватель; 41. маслоперекачивающий насос; 42. цистерна отходов от сепарации; 43. цистерна судового припаса масла; 44. маслоохладитель; 45. циркуляционная масляная цистерна; 46. масляный фильтр высочайшего давления; 47. регулятор системы укупорки концевых уплотнений ГТЗА; 48. регулятор системы укупорки концевых уплотнений АТГ.

На рис. 1 изображено примерное размещение данного оборудования в отсеке.

Паротурбинная установка подводной лодки содержит в себе главную турбину фронтального и заднего хода в едином корпусе, автономный турбогенератор, два конденсатора с дроссельно-увлажнительными устройствами и обслуживающих вспомогательных устройств: головного электроциркуляционного насоса, головного электроконденсатного насоса, головного эжектора и вспомогательного эжектора.

Турбина вращает линию вала через редуктор и соединительную муфту.

Конденсаторы имеют встроенную секцию промежного контура, созданного для остывания вспомогательного оборудования ПТУ.

Основной конденсатор выполнен одноходовым однопроточным по охлаждающей воде. Для обеспечения нужной прочности, в связи с огромным перепадом давления при погружении ПЛ конденсатор снабжён наиболее толстыми трубными досками.

В связи с ограниченным местом отсека на ПЛ отсутствует стояночный конденсатор, сброс пара во время стоянки с введенной ППУ осуществляется в конденсаторы ГТЗА и АТГ через ДУУ, отсутствует деаэратор, т.к. его нужно располагать на высоте 10ч15 м над осью питательных насосов, отсутствует парогенератор низкого давления.

Использована масляная система напорного типа, т.к. нереально расположить напорную цистерну на высоте 10ч12 м над пользователями.

1.1 Конденсатно-питательная система

Создана для обеспечения работы ПГ, также для хранения припаса питательной воды и восполнения припасов питательной воды, потому испарительная установка является частью питательной системы. Состоит из 2-ух частей: конденсатная часть (от конденсатосборника до ПН), питательная часть (от ПН до ПГ). При разработке КПС учитываются последующие требования: любой ПГ должен иметь не наименее 2-ух ПН, на заказах используют навешанные ПН, которые находятся на валу турбогенератора, любая КПС обязана обслуживаться 2-мя конденсатными насосами. Если в машинном отделении находиться два конденсатора, то можно иметь на любой конденсатор один КН, при условии что меж ними имеется перемычка и любой насос имеет суммарный расход превосходящий нужный в 2 раза. Любая КПС оборудована контрольно-измерительными устройствами, аварийно-предупредительной системой сигнализации и системой автоматического регулирования.

Схема КПС обязана иметь завышенную надежность, обязана обеспечивать требуемое свойство питательной воды. Потому при проектировании нужно учесть последующие причины: индивидуальности принципной схемы всей энергетической установки, характеристики рабочего тела в узловых точках, тип и степень напряженности рабочих действий в ней; учитываются конструктивные индивидуальности ГК, средства чистки питательной воды, цистерны припаса питательной воды и др. причины. Учитывается размещение головного оборудования в машинном отделении и т.д. КПС обязана восполнить изменение водосодержания в ПГ на разных режимах работы.

Дроссельно-увлажнительное устройство создано для сброса части свежайшего пара конкретно в конденсатор кроме турбины для способности резвого роста набора скорости корабля. Клапан травления запирается, и возрастает расход на турбину. ДУУ ставится на корпусе конденсатора. ДУУ представляет собой набор дроссельных шайб для понижения давления и впрыскивания питательной воды для уменьшения температуры пара. Если не понизить температуру питательной воды, то при попадании в конденсатор быть может вызвано резкое расширение трубок конденсатора, что приведет к выходу из строя.

Для компенсации конфигурации водосодержания в КПС обязано быть не наименее 2 емкостей: конденсатосборник ГК, цистерна припаса питательной воды (ЦЗПВ). Емкость ЦЗПВ обязана обеспечивать запасное питание ПГ при выходе из строя КПС в течение 10 минут на режиме полной мощности ЯР. Имеется запасная цистерна питательной воды, созданная для хранения ПВ в количестве, нужном для восполнения утечек воды второго контура при неработающей водоопреснительной установке в течении 2-ух часов, также для подмены рабочего тела второго контура в случае ее засоления.

Рис. 1.1 Конденсатно-питательная система

1 — парогенератор

2 — АТГ

3 — генератор

4 — ГТЗА

5 — ТЗХ

6 — маневровое устройство

7 — переключающий клапан

8,9 — конденсатор

10 — дроссельно — увлажнительное устройство

11 — конденсатный насос

12 — циркуляционный насос

13 — приемный кингстон

14 — отливной кингстон

15 — ионно-обменные фильтры

16 — навешенный питательный насос

17 — запасный питательный насос

18 — пусковой питательный насос

19 — байпасный клапан

20 — ходовой клапан

21 — дроссельный клапан

22 — регулятор уровня конденсата

23 — теплый ящик

1.2 Масляная система

Масляная система создана для приема, перекачивания, хранения, чистки и подачи масла к пользователям, т.е. для смазки деталей основных и вспомогательных устройств, предусмотрена подача масла на остальные суда.

Пользователями масляных систем являются подшипники турбин ГТЗА и АТГ, редуктор, основной упрямый подшипник, линия вала, дейдвудный подшипник, также система регулирования, пуска и управления ГТЗА.

Масляную систему подразделяют:

напорная (принудительная смазка) — масло к пользователям подается конкретно от масляного насоса;

гравитационная — масло к пользователям подается из расходной цистерны, которая расположена на 10 — 12 м выше оси турбины либо полосы вала. Достоинства: неизменное давление, отсутствие пульсации давления, т.к. в гравитационной системе в расходную цистерну из сточно-циркуляционной цистерны масло подается перекачивающим насосом. Емкость расходной цистерны принимается из условия обеспечения рабочей установки на полную мощность в течении 10 минут опосля аварийной остановки маслоперекачивающего насоса.

напорно-гравитационная — имеет напорную цистерну и масляные насосы, что обеспечивает припас надежности.

На заказах применяется форсированная (напорная) система смазки. давление в напорной Р = 0,3 — 0,5 МПа, в гравитационной Р = 0,1 МПа. В процессе использования температура масла неоднократно меняется 40 — 120 оС. Кратность циркуляции масляных систем = 10 — 15 раз/час.

Масло загрязняется продуктами износа, в масло попадает вода, происходит насыщение масла воздухом, потому нужно предугадать конструктивные мероприятия для поддержания свойства масла. Не считая того, неизбежен угар и утечки масла, потому нужно создавать подпитку масляной цистерны. В случае засоления масла предусматривается возможность полной подмены масла.

При проектировании к масляной системе предъявляются последующие требования:

1. Обеспечение работоспособности системы на всех вероятных режимах;

2. Живучесть, для этого масляная система имеет тройное резервирование по числу масляных насосов;

3. Высочайшая ремонтопригодность;

4. Удобство эксплуатации систем;

5. Ударостойкость и вибростойкость.

Система смазки непростая, разветвленная, потому ее делят на несколько:

1. Циркуляционная система смазки ГТЗА;

2. Система смазки вспомогательного оборудования;

3. Обогрев и чистка масла;

4. Приемо-перекачивающая система (прием масла в цистерны припаса с берега и хранение; перемещение масла из цистерны припаса в сточно-циркуляционную цистерну; удаление масла из сточно-циркуляционной цистерны в цистерну отработанного масла и т.д.).

Рис. 1.2 Масляная система

1.3 Водоопреснительная установка

Для восполнения утрат, также для использования в качестве воды для мытья приготовляется дистиллят (в вакуумных водоопреснительных установках методом испарения морской воды и следующей конденсации получаемого пара). Тот же дистиллят употребляется для добавки и подмены пресной воды в замкнутых системах остывания. На паротурбинных судах в качестве греющей среды в испарительных установках и мытьевой воды употребляется пар низкого давления, отбираемый от главной турбины.

По способу испарения морской воды водоопреснительные установки можно подразделить на установки с испарителями поверхностного типа, где для нагревания и испарения воды расположены греющие батареи в виде труб, змеевиков либо другой формы; установки с камерами испарения бесповерхностного типа, в каких нет греющих батарей.

Установки с камерами испарения бесповерхностного типа могут быть проточными, когда в подогреватель подается забортная вода, а весь неиспарившийся в камерах рассол удаляется за борт, не поступая повторно в подогреватель.

По числу ступеней давления вторичного пара испарительные установки разделяются на одно-, двух- и многоступенчатые.

В большинстве водоопреснительных установок морская вода испаряется однократно. время от времени для получения дистиллята высочайшего свойства используют установки с двукратным испарением морской воды. В их дистиллят, приобретенный опосля испарения морской воды в одном испарителе и конденсации вторичного пара, вторично испаряется в другом испарителе, а приобретенный пар вновь конденсируется.

По использовании тепла вторичного пара испарительные установки разделяются на регенеративные и нерегенеративные.

В нерегенеративных испарительных установках вторичный пар конденсируется в конденсаторах, охлаждаемых забортной водой; тепло вторичного пара при всем этом пропадает. Для использования этого тепла в регенеративных испарительных установках конденсаторы прокачивают основным конденсатом, который при данной греется. время от времени для регенерации тепла вторичного пара используют термокомпрессор, в каком за счет энергии греющего рабочего пара увеличиваются давление и температура части вторичного пара, применяемого потом в качестве греющего. В многоступенчатых установках с испарителями поверхностного типа регенерация тепла осуществляется методом использования вторичного пара в качестве греющего в испарителях следующих ступеней.

К водоопреснительным установкам предъявляются последующие главные требования:

1) надежность работы и обеспечение спецификационного свойства дистиллята и производительности установки в течение долгого срока (обычно не наименее 1500-2000 час.) без очистки греющих частей;

2) простота конструкции и обслуживания, безотказность в действии, а именно, при качке, удобство разборки, ремонта и чистки поверхностей нагрева;

3) автоматизация работы при повторяющемся контроле опосля ввода в действие вручную.

Рис. 1.3 Водоопреснительная установка

1.4 Циркуляционная система головного конденсатора (ГК)

Циркуляционная система ГК создана для остывания и конденсации отработанного пара основных турбин и вспомогательного оборудования энергетической установки (ЭУ).

часть воды из циркуляционной системы может подаваться на остывание другого оборудования ПТУ, обычно циркуляционные системы производятся проточными, т.е. не замкнутыми, но на крайних проектах в нее включен промежный контур остывания оборудования пресной водой. Пресная вода охлаждается забортной водой в отдельной секции ГК.

Главные циркуляционные насосы (ГЦН) имеют почти всегда электропривод с 2-ух высокоскоростным электродвигателем. Мощность ГЦН весьма велика — один из главных потребителей судовой электростанции. Обычно обеспечивается возможность самопротока циркуляционной трассы (ЦТ). При самопротоке ЦТ отключается ГЦН, что обеспечивает экономию электроэнергии и понижается уровень шума от ЦТ (весьма принципиальное событие при малошумных ходах). Отключенный ГЦН могут подкручивать, чтоб понизить гидравлическое сопротивление ЦТ. Для новейших, лишь что построенных заказов, самопроток должен обеспечиваться при скорости хода в 5 узлов. Для этого гидравлическое сопротивление ЦТ обязано быть наименьшим. Для этого делается расчет из учета наибольшей скорости в трубах ЦТ до 4 м/с, а в трубках ГК до 2,5 м/с.

Рис. 1.4 Циркуляционная трасса

1.5 Система головного пара
Главные пользователи это: ГТ, АТГ, ВОУ, ХМ. Трубопроводы подвергаются сложным температурным напряжениям и деформациям.
В современных ПТУ за ПГ давление пара добивается от 3 до 10 МПа, а температура перегретого пара от 300 до 550°С.
К основным паропроводам предъявляются последующие требования:
1) Обеспечение наибольшей надежности и живучести головного паропровода.
2) Обеспечение малого гидравлического сопротивления движению потока пара по паропроводу методом подбора соответственных поперечников и материалов труб.
3) На трубопроводе обязано быть малое число колен, погибов, арматуры.
4) Обязана быть самокомпенсация термических расширений паропровода, в особенности в местах твердой заделки. Для компенсации термических расширений ставят разные компенсирующие звенья.
5) Уменьшенное тепловыделение в помещениях — нужна надежная термоизоляция паропровода. На наружной поверхности изоляции температура не обязана превосходить 40ч50°С. изоляция головного паропровода делается в 2 шага: изоляция труб при монтаже и изоляция соединений опосля тесты системы.
6) Применение материалов, арматуры, прокладок и т.д. соответственных расчетным давлениям и температурам.
Паропроводы изготавливают из цельнотянутых железных труб, железная литая арматура, прокладочные материалы — парониты и красномедные прокладки.
7) Для прохода паропровода через водонепроницаемые перегородки используются переборочные стаканы и особые уплотнения, которые разрешают некое смещение паропровода относительно переборки. Почаще всего эти стаканы — сильфонные.
8) Обеспечение пожаробезопасности основных паропроводов.
Прокладка паропроводов обязана осуществляться на расстоянии от трубопроводов и емкостей с просто воспламеняющимися жидкостями. Маслопроводы должны быть ниже паропроводов, чтоб масло не могло попасть на паропровод. Принятие мер сохранности в случае пересечения трубопроводов масла и пара, чтоб не вышло попадания веществ на паропровод в случае трагедии. Прокладка паропроводов через топливные цистерны и масляные танки разрешена лишь при температурах пара ниже 220°С.

Рис. 1.5 Система головного пара

1.6 Система вспомогательного пара
Обычно пар в систему вспомогательного пара идет из системы головного пара через регулятор давления пара (РДП), в каком сбрасывается давление до 1,2ч1,6 МПа.
Пользователями системы вспомогательного пара являются:
— главные эжектора конденсаторов (ГЭЖ);
— вспомогательные эжектора ГТ и АТГ (ВЭЖ);
— коллектора подачи пара концевым уплотнениям турбин;
— деаэрационное устройство;
— осушитель воздуха от эжекторов.
В судовых ПТУ различают 2 системы вспомогательного пара:
А). Система вспомогательного перегретого пара, идет на турбоприводы вспомогательных устройств (ВМ);
Б). Система насыщенного вспомогательного пара, который обычно идет от вспомогательного котельного агрегата, ПГНД либо утилизационных котлов к общесудовым пользователям (ОСП).
Протяженность трубопровода системы вспомогательного пара зависит от типа ЭУ судна. Все требования, предъявляемые к трубопроводам системы головного пара, распространяются и на систему вспомогательного пара. Все трубопроводы оборудованы предохранителями и дроссельными устройствами. Обычно предохранительные клапаны настроены на давление 1,55 МПа.

Рис. 1.6 Система вспомогательного пара

1.7 Система укупорки и отсоса пара от концевых уплотнений турбин
Пар из системы вспомогательного пара через регулятор поступает в коллектор, из которого подается в камеры укупорки для сотворения и поддержания давления Рук=(1,02ч1,03) ·Ратм.
Кормовые уплотнения:
— часть пара из проточной части турбины через уплотнения попадает в камеру укупорки, а часть — в камеру отсоса Ротс=0,97·Ратм. В камеру отсоса также через внешние уплотнения попадает воздух. Камеры отсоса соединены с ВЭЖ, которые из этих камер убирают паровоздушную смесь.
Носовые уплотнения:
— часть пара из камеры укупорки через уплотнения попадает в проточную часть турбины, а часть — в камеру отсоса. В камеру отсоса также через внешние уплотнения попадает воздух. Камеры отсоса соединены с ВЭЖ, которые из этих камер убирают паровоздушную смесь.
Система настраивается один раз на шаге ШИ и в предстоящем обслуживания не просит.
Рис. 1.7 Система укупорки и отсоса паровоздушной консистенции (1-трубопровод отсоса ПВС из концевых уплотнений, 2 — камера отсоса ПВС, 3 — камера укупорки, 4 — трубопровод укупорки концевых уплотнений, 5 — коллектор системы укупорки)
1.8 Система отсоса паровоздушной консистенции из конденсатора
Отсос паровоздушной консистенции делается из центральной части конденсатора, для этого изготовлены снутри конденсатора особые щитки.
Для сотворения вакуума < 80% — работает одна ступень эжектора,
?80% — 2 ступени, до 97% — нужна работа трехступенчатого эжектора.
Паровоздушная смесь подается в охладитель, где конденсируется пар. Образовавшийся конденсат сбрасывается назад в конденсатор, а воздух удаляется из охладителя в осушитель воздуха (система общесудовой вентиляции) и дальше выбрасывается в атмосферу.
При пуске врубается обычно сходу 2 ступени (для резвого отсоса воздуха из конденсатора — заслуги вакуума в 50%), а потом работает одна ступень эжектора, повышая вакуум. На рабочей перегрузке работают обе ступени эжектора.
При работе ГЭЖ потребляет от 0,5 до 1% от расхода пара на турбину.
Рис. 1.8 Система отсоса паровоздушной консистенции из конденсатора

2. Короткое описание и расчёт конденсатора

2.1 Описание конденсатора

Конденсатор служит для конденсации отработавшего пара, поступающего из турбины, вспомогательных устройств, свежайшего пара, поступающего через дроссельно-увлажнительное устройство (ДУУ), также для приема конденсата от эжекторов и другого оборудования установки.

Спроектированный конденсатор одноходовой, регенеративный, размещен под турбиной и состоит из корпуса, трубной системы и водяных камер. Корпус конденсатора представляет собой сварную систему из листовой стали. Трубки конденсатора мельхиоровые, имеют внутренний поперечник 19 мм, внешний — 22 мм и закреплены в трубных досках средством обоесторонней развальцовки.

Пар, поступающий в конденсатор, соприкасается с внешной поверхностью трубок и конденсируется, отдавая теплоту парообразования забортной воде, проходящей снутри трубок.

Забортная вода поступает во входные водяные камеры, проходит по трубкам в выходные водяные камеры и дальше в сливной трубопровод.

процесс конденсации пара сопровождается сжиманием пара, что приводит к созданию разряжения в конденсаторе. Воздух, попадающий вкупе с паром через разные неплотности в конденсатор, также охлаждается в нем и отсасывается основным эжектором, поддерживающим нужное разряжение в конденсаторе. В неприятном случае по мере скопления воздуха давление в конденсаторе будет возрастать, пока не достигнет атмосферного.

Конденсат, стекая с трубок, собирается в нижней части конденсатора — конденсатосборнике, и безпрерывно откачивается из него конденсатным насосом.

Таковым образом, для сотворения и поддержания разряжения конденсатор обслуживается последующими системами, входящими в состав конденсационной установки:

циркуляционной, для прокачки забортной охлаждающей воды через трубки конденсатора;

конденсатной, с конденсатными насосами для удаления конденсата;

системой отсоса паровоздушной консистенции.

Уровень конденсата автоматом регулируется системой РУК (регулятором уровня конденсата).

Конденсатор имеет интегрированный водоохладитель пресной воды (промконтур) для подачи пресной воды на главные и вспомогательные эжекторы, маслоохладители, воздухоохладители и др. Водоохладитель размещен в носовой части конденсатора и имеет с ним общий трубный пучок. От паровой части конденсатора водоохладитель разделен промежной трубной доской. В нижней части водоохладитель имеет приемный патрубок пресной воды, а в верхней — сливной.

Корпус конденсатора представляет собой сварную систему из листовой низколегированной стали. (Ст20)

Для предохранения трубок конденсатора от провисания предусмотрены промежные железные перегородки.

Материал трубных досок — оловянистая латунь. На трубные доски установлены крышки водяных камер. Крышки имеют люки для осмотра, и, в случае необходимости, для глушения трубок пробками. Для отвода воздуха и осушения водяных камер предусмотрены особые клапаны. В верхней части конденсатора вварены дроссельно-увлажнительные устройства (ДУУ), которые разрешают принимать излишки свежайшего пара от парогенератора. В трубах ДУУ находятся несколько дроссельных решёток (для понижения давления пара). В ДУУ с помощью форсунок распыливается вода, поступающая из конденсатно-питательной системы (для понижения температуры пара). Сдросселированный и охлажденный пар поступает в конденсатор и конденсируется. Меж конденсатором и турбиной размещена захлопка с гидроприводом для отключения конденсатора по пару.

Для предотвращения коррозии трубных досок и трубок конденсатора при электролитическом действии морской воды, на всех крышках люков на особых шпильках средством резьбового соединения установлены протекторы в виде пластинок из цинкового сплава.

Рис. 2.1. Однопроточный конденсатор

1 — корпус, 2—3 — водяные камеры, 4—5 — трубные доски, 6 — трубы, 7 — вход отработавшего пара, 8 — выход конденсата, 9-к отсосу воздуха, 10 — вход охлаждающей воды, 11 — выход охлаждающей воды.

Рис. 2.2. Поперечный разрез конденсатора

1 — корпус, 2 — трубная доска, 3 — труба отсоса воздуха, 4 — пучок воздухоохладителя,

5-опоры, 6-сборник конденсата, 7 — удаление конденсата.

2.2 Термический и габаритный расчет конденсатора

Таблица 3.2.1

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчетная формула

Численное

1

характеристики на входе в конденсатор

i2z
Р2z
S2z
t2z
2z

x2z

кДж/кг
МПа
кДж/кг.град
С
м3/кг

—

задано

2368
0.018
7.23
58
7.6

0.9

2

Расход пара через турбину

G’z

кг/с

задано

23.2

3

количество конденсируемого пара

G

кг/с

1,25

29

4

Температура насыщенного пара

tS

С

t2z

58

5

Степень переохлаждения конденсата

tk

С

принимаем

1

6

Температура конденсата на выходе

tk

С

tS tk

57

7

Энтальпия конденсата

iк

кДж/кг

по i-S диаграмме

238.606

8

количество тепла, подводимое с рабочим телом

Q

кДж/с

(i2z iк) G

61752.426

9

температура забортной воды на входе в конденсатор

t1

С

принимаем

8

10

Увеличение температуры забортной воды

tзв

С

принимаем

8

11

Температура забортной воды на выходе из конденсатора

t2

С

t1 + tзв

16

12

Скорость движения охлаждающей воды в трубках

wз.в.

м/с

принимаем

2

13

Внешний поперечник трубок

dнар

м

принимаем

0.022

14

Толщина стен трубок

м

принимаем

0.00147

15

Внутренний поперечник трубок

dвн

м

dнар

0.0191

16

Коэффициент теплоотдачи

К0

Вт/м2 град

принимаем

3800

17

Материал трубок

принимаем

МН90-10

18

Коэффициент, учитывающий материал трубок

м

—

принимаем

0,87

19

Коэффициент, учитывающий температуру забортной воды

t

—

принимаем

0,8

20

Удельная паровая перегрузка поверхности остывания

qп

кг/(м2•ч)

принимаем

30

21

Коэффициент, учитывающий паровую нагрузку

q

—

принимаем

0,93

22

Коэффициент загрязнения

з

—

принимаем

0,85

23

Коэффициент теплопередачи

К

Вт/м2 град

з q м t К0

2090,714

24

Средний логарифмический температурный напор

t

С

45,977

25

Площадь поверхности остывания

Fохл

м2

642,419

26

Теплоемкость охлаждающей воды

С

кДж/кг град

принимаем

3,943

27

Плотность охлаждающей воды

кг/м3

принимаем

1020

28

Большой расход охлаждающей воды

W

м3/ч

1,92

29

Кратность остывания

m

—

67,531

30

Число трубок в конденсаторе

n

шт.

3352

31

Коэффициент наполнения трубной доски

—

принимаем

0,7

32

Число ходов охлаждающей забортной воды

z

—

принимаем

1

33

Эквивалентный поперечник конденсатора

Dэкв

м

2,078

34

Длина трубок конденсатора

L

м

2,774

35

Конструктивный параметр

L/ Dэкв

—

1,33

36

Шаг установки трубок

t

м

1,3•dнар

0,0286

37

Настоящая паровая перегрузка поверхности термообмена

qп

кг/(м2·с)

G / Fохл

0,045

38

Удельная термическая перегрузка поверхности термообмена

qт

кДж/(м2·с)

96

39

Поперечник парового приёмного патрубка

В

м

1,866

40

Скорость охлаждающей воды во входном патрубке забортной воды

сw

м/с

принимаем

4

41

Поперечник входного патрубка охлаждающей воды

dвх

м

0,782

42

Скорость выхода конденсата из конденсатосборника

ск

м/с

принимаем

1

43

Плотность конденсата

к

кг/м3

принимаем

980

44

Поперечник патрубка отвода конденсата

dк

м

0,194

45

Толщина трубной доски

a

м

принимаем

0,1

46

Осевая длина аква камер

b

м

0,534

47

Полная длина конденсатора

L0

м

4,042

Рис. 2.3 Продольный разрез конденсатора

2.3 Определение количества и состава паровоздушной консистенции

Таблица 3.3.1

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчетная формула

Численное

1

Паровое сопротивление конденсатора

p

кПа

принимаем

0,5

2

давление удаляемой паровоздушной консистенции

Рсм

кПа

Р2z — p

17,5

3

температура удаляемой консистенции

tсм

С

tS — 5

53

4

Температура насыщения ПВС

С

по i-S диаграмме

56,64

5

Разность температур

t

С

3,64

6

Парциальное давление пара в консистенции

Рп

кПа

17,497

7

Удельный размер пара

м3/кг

по i-S диаграмме

10,2

8

Парциальное давление воздуха в консистенции

Рв

кПа

Рсм — Рп

0,003

9

количество удаляемого воздуха

Gв

кг/час

25,28

10

Относительное содержание воздуха в паре

—

0,000242

11

Размер паровоздушной консистенции, удаляемой из конденсатора

Vсм

м3/час

797,219

12

количество пара в паровоздушной консистенции

Gпсм

кг/час

78,159

13

Толика удаляемого воздуха

д

%

0,075

14

Толика удаляемого пара

у

%

309,173

15

Общее количество удаляемой паровоздушной консистенции

Gсм

кг/час

Gв + Gпсм

103,439

16

Относительное содержание воздуха в консистенции

см

—

0,323

17

Относительная величина

—

—

3,096

18

Скорость консистенции

ссм

м/с

принимаем

30

19

Поперечник патрубка для отвода консистенции

dсм

м

0,097

2.4 Оценка усилий в трубках конденсатора

Таблица 3.4.1

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Формула либо

источник

Численное

I

II

III

1

давление в конденсаторе

Р2z

кПа

Рк

0,018

2

Температура насыщения

tS

С

п. 3.2

58

3

температура забортной воды на входе в конденсатор

t1

С

принимаем

0

15

30

4

температура забортной воды в отливной камере

t2

С

t1 + tзв

8

23

38

5

Средняя температура охлаждающей воды

tср

С

4

19

34

6

Аспект Прандтля

Pr

—

принимаем

9,78

8,39

5,72

7

Коэффициент кинематической вязкости

м2/сек,

принимаем

1,319

1,15

0,824

8

Число Рейнольдса

Re

—

28961,33

33217,39

46359,22

9

Аспект Нуссельта

Nu

—

212,48

223,01

249,802

10

Коэффициент

теплопроводимости охлаждающей воды

принимаем

0,544

0,552

0,575

11

Коэффициент теплоотдачи от трубок охлаждающей воде

6051,786

6445,106

7496,073

12

Удельная термическая перегрузка

qт

п. 3.2

96000

13

Коэффициент теплопроводимости материала трубок

трубок

принимаем

30

14

температура стены трубки

tстенок

С

26,976

40,861

53,455

15

Температура стен корпуса

tк

С

Принимаем

25

16

Материал корпуса конденсатора

принимаем

Ст20

17

Коэффициент линейного расширения материала корпуса

к

принимаем

0,000012

18

Коэффициент линейного расширения материала трубок

тр

принимаем

0,0000161

19

Модуль упругости материала трубок

Етр

МПа

принимаем

0,0000151

20

температура монтажа

tм

С

принимаем

15

21

Площадь поперечного сечения трубки

Sтрубок

м2

0,00009356

22

Продольные усилия

T

Н

-1028,679

-4186,873

-7051,466

23

нрав перегрузки

T>0 — растяжение, T<0 — сжатие

сжатие

24

Напряжения в стенах трубок

МПа

10,994

44,751

75,368

25

Допускаемое напряжение для материала трубок

[]

МПа

принимаем

400

26

Коэффициенты припаса прочности

n

—

[]/

36,384

8,938

5,307

Заключение
В итоге выполнения курсового проекта был выполнен расчёт конденсатора по характеристикам, взятым из курсового проекта по проектированию турбины. Был спроектирован однопроточный конденсатор с 3 трубными досками.
Также было выполнено размещение оборудования паротурбинной установки в отсеке.
В итоге курсового проекта была рассмотрена и исследована термическая схема судовой паротурбинной установки 1-го борта. Была выбрана нерегенеративная термическая схема была выбрана в связи с её наименьшими габаритами и наиболее обычной эксплуатацией.

Перечень литературы

1. Алямовский М.И. Судовые конденсационные установки, Л.: Судпромгиз, 1962.
2. Артемов Г.А. системы судовых энергетических установок, Л.: Кораблестроение, 1990.
3. Ермилов В.Г. Теплообменные аппараты и конденсационные установки, Л.: Кораблестроение, 1974.
4. Козлов В.И. Судовые энерго установки, Л.: Кораблестроение 1975.
5. Кузнецов В.А. Судовые ядерные энерго установки, Л.: Кораблестроение, 1989.
6. Лычаков А.И. Конспект лекций по паротурбинным установкам.
7. Ракицкий Б.В. Судовые ядерные энерго установки, Л.: Кораблестроение, 1976.
8. Ривкин С.Л. Термодинамические характеристики воды и водяного пара, М.: Энергоатомиздат, 1984.
9. Шаманов Н.П., Пейч Н.Н., Дядик А.Н. Судовые ядерные паропроизводящие установки, Л.: Кораблестроение, 1990.

]]>