25. Гидродинамическая устойчивость потока в парообразующихся трубках

Определяющим фактором, влияющим на гидравлическую характеристику парообразую­щих труб, является температура жидкости на входе в трубы. Она может быть равной и близкой к температуре насыщения при дав­лении на входе в трубы или существен­но меньше этой температуры При подаче в трубу воды, недогретой до кипения, парообразование начинается не с са­мого входа, а на некотором расстоянии от него. Вся длина трубы делится на два участ­ка: экономайзерный и парообразующий. Длина этих участков зависит от соотношения расходов теплоты и воды.

Увеличение расхода воды при неизменном обогреве трубы приводит к увеличению длины экономайзерного участка и соответствующе­му уменьшению парообразующего участка, что связано с уменьшением количества пара, выдаваемого обогреваемой трубой. Нестабильность пока связана с наличием экономайзерного участка.

Значение удельного объема рабочей среды различно для экономайзерного и парообра­зующего участков. Различна также длина этих участков.

Удельный объем воды на зкономайзерном участке мало изменяется. На парообразующем участке удельный объем среды резко изменяется

В вертикальных панелях с восходящим или подъемно-опускным движением и малым числом ходов, у которых высота соизмерима с развернутой длиной трубы, гидравлическая характеристика также определяется недогревом воды до кипения на входе в панель и дав­лением. Особенностью гидравлики этих пане­лей является сильное влияние нивелирного напора. Нивелирная составляющая пол­ного перепада давления оказывает воздейст­вие как при ДКД, так и при СКД. Принципи­альной разницы в значении нивелирной со­ставляющей нет. Однако более сильное влияние проявляется при ДКД.

26. Тепловая и гидравлическая развертка в трубах. Влияние коллектора на распределение рабочей среды по трубам

Для обеспечения надежности очень важно, чтобы все параллельные трубы поверхности нагрева работали в расчетных (средних) условиях. Практически же приходится счи­таться с неодинаковыми гидравлическими ха­рактеристиками труб (различие в диаметре, длине, шероховатости, влияние коллекторов, влияние нестабильности в работе парообра­зующих труб) и неодинаковыми тепловыми характеристиками труб (различный обогрев вследствие неодинакового их расположения по отношению к потоку продуктов сгорания, неодинакового шлакования, загрязнения и т. п.).

Различие гидравлических и тепловых ха­рактеристик труб в особенности проявляется в агрегатах большой мощности, так как с уве­личением размеров поверхностей нагрева одновременно возрастает и неизбежность от­клонения режима отдельных элементов от расчетного. Распределение рабочего тела по трубам в этих условиях различно, и удельная энтальпия его на выходе из отдельных труб значительно отличается от среднего значения. В некоторых из них может возникнуть опасный температурный режим. Трубы, находящиеся в наиболее опасных температурных условиях, называют разверенными.

Тепловая разверка вызывается неодинако­выми тепловыми характеристиками парал­лельно включенных труб, а гидравлическая разверка — Их неодинаковыми гидравлически­ми характеристиками. Из (11.28) следует, что тепловая разверка вызывается или неравно­мерностью тепловосприятия, или гидравличе­ской разверкой, или той и другой одновремен­но. Тепловая разверка зависит не только от размеров тепловой неравномерности и гидрав­лической разверки, но и от их сочетания. В наиболее опасных условиях оказываются наиболее обогреваемые трубы, но в то же время получающие наименьший расход среды. Если наибольшие неравномерности разного вида (тепловосприятия, расходов рабочей сре­ды, конструктивных особенностей и др.) при­ходится не на одну трубу, а на разные трубы, то следует для них раздельно определять теп­ловую разверку. Для наиболее разверенных труб обязательна проверка надежности на длительную прочность и предотвращение окалинообразования.

Гидравлическая разверка. В системе парал­лельных труб с принудительным движением рабочей среды, объединенных общими коллек­торами на входе и выходе, необходимо обес­печить равномерное ее распределение по всем трубам. В реальных условиях всегда имеет место та или иная неравномерность распреде­ления расходов — гидравлическая разверка [см. формулу (11.21)]. Гидравлическая раз­верка может возникать в результате гидрав­лической нетождественности параллельных труб из-за различия их гидравлических сопро­тивлений, влияния коллекторного эффекта из-за изменения давления по длине коллекто­ра . Такого рода разверки возни­кают главным образом в поверхностях нагре­ва пароперегревателей и, в меньшей степени, экономайзеров.

Коллекторы различают вход­ные или распределительные 1, в которые по­ступает рабочее тело и далее распределяется по параллельным трубам, выходные или соби­рающие 2, в которых собирается рабочее те­ло и затем выдается в следующий элемент парового котла, и промежуточные или смеси­тельные 3, предназначенные для выравнивания нетождественности работы труб.

Смесительные коллекторы наибольший эф­фект дают при однофазном потоке (паре или воде). Их широко применяют для выравнива­ния нетождественности работы змеевиков па­роперегревателей

Влияние входных и выходных коллекторов на работу поверхностей нагрева различно. Большое значение эти коллекторы имеют для пароперегревателя в зависимости от способа подвода пара во входной коллектор и отвода из него пара через выходной коллектор. В не­которых конструкциях применялся сосредото­ченный торцевой подвод и отвод пара