18.2. Определение числа и длины конденсаторных трубок Среднее число трубок в одном ходе конденсатора nz можно оценить из выражения для объемного расхода охлаждающей воды через конденсатор

W_v=0,25d₂²n_zw_в, м³/с. (18.5)

Взаимосвязь между объемным и массовым расходом охлаждающей воды: W_v=W_m/ρ.

Тогда полное число трубок n=n_zz. При этом массовый расход охлаждающей воды W_m, кг/с, вычисляется по расходу водяного пара G_к, кг/с, в конденсатор и значению кратности охлаждения (см. (17.1)): G_к(h_к-h_к¹)=W_m (t_2в-t_1в)с_в.

. (18.6)

Длина конденсаторных трубок определяется по площади поверхности охлаждения

(18.7)

Условный диаметр трубной доски

(18.8)

где u_тр=0,22…0,32 – коэффициент использования трубной доски (отношение L/D_у должно находиться в пределах 1,5…2,5).

Примеры технических характеристик конденсаторов турбин ОАО «ЛМЗ» даны ниже:

Тип	Турбина	Число корпусов	Число ходов	рк, кПа	m	t1в оС	Fохл , м2	dxs, мм	L, м	dк, кг/(м2ч)	р, кПа
ЛМЗ
200-КЦС-3	К-200-12,8	2	2	3,43	62,5	10	4500	30х1	8,06	44,4	37,3
300-КЦС-1	К-300-23,5-1(3)	1	2	3,43	62,8	12	15400	28х1	8,93	37,2	47,1
800-КЦС-4	К-800-23,5-3(4)	2	1	3,43	50,7	12	20600	28х1	12	35,8	58,8

18.3. Понятие экономического вакуума для конденсационной установки

Уровень конечного давления для паротурбинной установки определяет ее экономические характеристики и мощность турбоагрегата. В лекции 2 приведены данные по средним поправкам к мощности ряда турбин и экономичности турбоустановок при изменении давления отработавшего пара:

Тип турбины	Номинальная мощность, МВт	Изменение мощности, кВт, при изменении давления рк на 1 кПа	Изменение экономичности, %, при изменении рк на 1 кПа
К-100-8,8 ЛМЗ	100	 900	 0,90
К-200-12,8 ЛМЗ	200	 1900	 0,95
К-300-23,5 ЛМЗ	300	 2760	 0,92
К-220-4,4 ХТЗ	220	 4060	 1,85

Выбор конечного давления представляет достаточно сложную задачу, поскольку приходится рассматривать влияние множества факторов: стоимости топлива и самого конденсатора, системы водоснабжения и среднегодовой температуры охлаждающей воды. В общем случае, чем меньше давление р_к, тем больше располагаемый теплоперепад турбины. Но понижение этого давления, определяемое ростом расхода охлаждающей воды (кратности охлаждения конденсатора), связано с увеличением затрат энергии на привод циркуляционных насосов. Для уменьшения давления в конденсаторе (при заданной температуре охлаждающей воды) требуется увеличивать поверхность его теплообменных поверхностей и расход циркуляционной воды. Очевидно, что для любого значения давления р_к можно оценить оптимальные характеристики конденсатора, определяемые кратностью охлаждения и паровой нагрузкой.

В практике существует понятие экономического вакуума, определение которого комментируется на основе зависимостей, представленных на рис. 18.2. На этом рисунке показано, что с ростом расхода охлаждающей воды W увеличивается прирост электрической мощности турбоагрегата N_т, но и растут затраты мощности на привод циркуляционных насосов N_н. Разность между данными приростами определяет полезное увеличение мощности турбоустановки в условиях роста W и соответствующего снижения давления в конденсаторе (при неизменной температуре охлаждающей воды). Полезное приращение мощности сначала возрастает, достигая максимального значения в точке а, а затем уменьшается вплоть до нуля. Отсюда следует, что экономический вакуум определяется значением давления в конденсаторе, которое на рис. 18.2 показано точкой б.

Рис. 18.2. К определению экономического вакуума в конденсаторе турбоустановки

На представленном рисунке показано, что р_2ЭКр_2ПР (больше значения предельного вакуума, которое определяется пределом расширительной способности косого среза рабочей решетки последней ступени ЦНД турбины). Следует учитывать, что по мере снижения давления в конденсаторе наряду с ростом теплоперепада турбины резко увеличивается удельный объем пара на выходе и в этой связи при фиксированной площади выходного сечения рабочей решетки растут потери с выходной скоростью. В условиях предельного вакуума прирост располагаемого теплоперепада может быть скомпенсирован увеличением выходных потерь.