Подогреватели высокого давления

­Регенеративные подогреватели высокого давления предназначены для подогрева питательной воды, находящейся под полным давлением питательного насоса. Греющей средой в них является пар из отборов турбины в ЧВД и ЧСД. ПВД выполняются только как теплообменники поверхностного типа. Конструкция их коренным образом отличается от ПНД и усложнена наличием нескольких зон поверхности теплообмена, различающихся по принципу использования теплоты греющей среды. Наиболее характерным является наличие трех зон поверхности теплообмена, расположенных в одном корпусе ПВД, принципиальная схема движения сред, в которой происходит конвективный теплообмен при охлаждении перегретого пара с температурой стенки выше температуры насыщения; зона конденсации пара (КЩ, где греющий пар полностью конденсируется; зона охлаждения конденсата (ОК), где происходит конвективный теплообмен при охлаждении конденсата греющего пара.

ПВД представляет собой вертикальный теплообменник, основными узлами которого являются корпус и трубная система. Корпус сварной конструкции состоит из верхней съемной части (цилиндрическая обечайка, штампованное днище, и фланец) н нижней несъемной части (днище, фланец, опора). Фланцевое соедивение корпуса имеет мембранное уплотнение. Гидравлическая плотность соединения обеспечивается предварительной приваркой к фланцам корпуса и днища соответствующих мембран 2 к 3, которые после сборки фланцев свариваются между собой по наружному краю; мембраны выдерживают три — шесть разборок, после которых должны быть приварены новые мембраны. На съемной части корпуса для обеспечения подъема предусматриваются либо специальные рым-болты, либо такелажные штуцера, расположенные в верхней части обечайки корпуса. Приваренную к нижней части корпуса опору присоединяют также к кольцу с отверстия-ми для крепления болтами к фундаменту.

В трубных системах современных ПВД обязательно наличие коллекторных распределительных труб. Поверхности теплообмена выполняют в :виде круглых спиральных бифилярных (двухтрубных) змеевиков, при этом навивка спиральных труб может быть выполнена в двух или одной плоскостях.
Применение одноплоскостных змеевиков улучшает заполнение объема корпуса и способствует получению скоростей воды, близких к экономически оптимальным и ниже опасных в отношении эрозии и коррозии. Кроме того, одноплоскостные змеевики удобнее присоединять к коллекторным трубам (вертикальный шаг отверстий на них уменьшается вдвое). Для удобства замены отдельных змеевиков их концы приваривают к коллекторным трубам в шахматном порядке.

Обычно трубная система ПВД имеет четыре или шесть коллекторных труб для распределения и сбора питательной воды. В нижней части подогревателя к этим труёам присоединяют патрубки для подвода й отвода питательной воды. Между спиральными трубными элементами в зоне КП подогревателя через 8—12 рядов плоскостей змеевиков установлены горизонтальные перегородки, предназначенные для организации' движения пара и отвода образующегося на поверхности теплообмена конденсата пара. Спиральные элементы поверхности зон ОП и ОК располагают в специальных кожухах, в которых с помощью системы промежуточных перегородок в межтрубном пространстве создается организованное движение потоков пара или конденсата.

Поток питательной воды разветвляется по распределительным коллекторам, в которых установлены диафрагмы, обеспечивающие прохождение через ОП и ОК определенной части потока. После нагрева такой части потока в зоне ОК происходит смешивание его с основным потоком питательной воды. Через зону КП питательная вода проходит полностью и поступает в собирающие коллекторы, после чего поток с помощью диафрагмы снова разделяется: большая его часть направляется сразу в выходной патрубок, а меньшая нагревается в спиральных трубах зоны ОП, после чего эти потоки смешиваются перед выходом из ПВД.
Перегретый пар из отбора турбины подводится в корпус подогревателя снизу через паровой штуцер и через стояк в центральной части корпуса попадает в зону ОП, где в несколько ходов омывает трубный пучок, отдает теплоту перегрева и уже при температуре, близкой к температуре насыщения, поступает в зону КП. Конденсат пара отводится за пределы трубной системы и вдоль стенок корпуса стекает в нижнюю часть корпуса, в зону ОК.

Неконденсирующиеся газы отводятся в подогреватель с более низким давлением пара по специальной трубе, установленной в нижней части зоны КП. ПВД снабжен автоматическим устройством регулирования уровня конденсата в корпусе и автоматическим защитным устройством для защиты турбины от попадания воды через паропровод отбора в случаях повышения уровня конденсата из-за разрыва труб, появления свищей в местах сварки элементов трубной системы, резкого уменьшения отвода конденсата и т. д.

Там же даны схемы движения питательной воды, пара и конденсата в подогревателе, а также отдельно в охладителе пара и охладителе конденсата. Диаметр и толщина труб змеевиков 32X5 мм, змеевики одноплоскостные при числе витков в одной плоскости 10 шт. (при этом развернутая длина труб одной спирали 19 773 мм; суммарная площадь поверхности спирали 1,99 м2).
Количество змеевиков (спиральных элементов) в ПВД зависит от его места в системе регенерации высокого давления. Например, для последнего по ходу питательной воды ПВД это всего 1332 шт., причем в отдельных зонах они распределяются таким образом: ОК—-78, КП —1158 и ОП —96 змеевиков. ПВД рассчитан на максимальный расход воды 1830 т/ч и максимальную температуру пара 355 °С. Расчетное гидравлическое сопротивление ПВД составляет 0,25 МПа.

Технические характеристики и подробные сведения о подогревателях высокого давления содержатся в каталоге теплообменного оборудования паротурбинных установок, где приведены также конструктивные схемы современных ПВД.­