Масса конденсата греющего пара

Большое влияние на динамические процессы оказывает масса конденсата греющего пара, находящаяся в нижней части подогревателя (конденсата сборнике), уровень которого в ряде подогревателей поддерживается специальными регуляторами. При быстром падении давления в подогревателе после сброса нагрузки происходит бурное парообразование, описываемое уравнением (2.22). Образовавшийся влажный пар может поступать в камеру отбора турбины. Расширяясь в проточной части турбины, этот пар может вызвать значительный разгон ротора. Пара, образованного при испарении конденсата только в одном подогревателе, достаточно для разгона ротора до недопустимых пределов. Чтобы предотвратить это, на паропроводах между турбиной и подогревателями устанавливают обратные клапаны.
При нормальных режимах работы турбины, когда давление в камере отбора выше, чем в подогревателе, разностью сил давления клапан 1 поддерживается в открытом положении и не препятствует движению пара в подогреватель. При сбросах нагрузки, когда давление в подогревателе оказывается большим, чем в камере отбора, разностью сил давления клапан закрывается. Для повышения надежности закрытия обратный клапан снабжен гидравлическим запирающим устройством. При размыкании контактов выключателя генератора в катушку 3 импульсного клапана (золотника) подается управляющий сигнал. Он может подаваться также от противоаварийной автоматики энергосистемы с целью принудительного закрытия обратных клапанов. Под воздействием этого сигнала открывается импульсный клапан 4, и вода под давлением поступает в камеру над поршнем сервомотора 2. При движении поршня жестко связанный с ним шток перемещает клапан 1 в сторону его закрытия. Гидравлическое запирающее устройство может быть описано обычным уравнением сервомотора (1.11). Время сервомотора Ts зависит от давления воды и площади открытого сечения импульсного клапана. Для эффективного участия обратных клапанов в регулировании турбины при сбросах нагрузки сервомоторы должны быть достаточно быстродействующими (T = 0,4—0,7 с).
При моделировании парового пространства подогревателей необходимо учитывать, что понижение давления вызывает испарение воды во всем объеме. Повышение же давления вызывает конденсацию только на теплообменных трубках и частично на стенках корпуса. Поэтому процесс регулирования при понижении давления и его повышении протекает совершенно различно и не может быть описан линейными уравнениями.
В некоторых работах моделирование регенеративных подогревателей сводят лишь к учету аккумуляции пара в его паровом пространстве, не учитывая процессов теплообмена и аккумуляции теплоты. Выше показано существенное влияние отмеченных процессов. Это подтверждают приведенные на рис. 2.7 результаты экспериментальных исследований подогревателей высокого давления (ПВД) турбины К-200-130 1108]. Приведенные осциллограммы позволяют выделить два этапа в переходных процессах изменения давления. На первом этапе, длительность которого составляет 1—3 с, давление изменяется с весьма высокой скоростью. Так, при открытии обратных клапанов давление р7 в ПВД-7 (рис. 2.7, а) за 1 с возросло с 1,64 до 1,82 МПа (скорость изменения 0,18 МПа/с). Однако изменение давления за этот период не превышает 40 % от общего его повышения. Второй этап характеризуется медленным возрастанием давления, которое изменилось от 1,82 до 2,1 МПа за 1 мин (скорость изменения 0,28 МПа/мин). Аналогичные этапы можно видеть и при закрытии обратных клапанов (рис. 2.7, б). Такой характер переходного процесса может быть объяснен тем, что на первом этапе процесс определяется инерцией паровых объемов трубопроводов системы регенерации и парового пространства подогревателей, которая сравнительно невелика. На втором этапе изменение давления определяется теплообменом и аккумуляцией теплоты в подогревателе. Значительное изменение давления на втором этапе под влиянием этих факторов (до 60 % от общего изменения давления) определяет необходимость учета тепловых процессов в подогревателях при их математическом моделировании.