УДК.536(075.8)

Опыт проведения лабораторных работ
на действующем оборудовании тепловой электростанции

А.М. Антонова, А.В. Воробьев*

Томский политехнический университет
E-mail worob@tpu.ru

 

Рассмотрены особенности организации лабораторных работ на действующем оборудовании тепловой электростанции. Описан пример исследования характеристик реального теплообменника на Томской ГРЭС-2. Сделан вывод о целесообразности такого рода лабораторных занятий в рамках изучения дисциплины Атомные электрические станции.  

Учебный план специальности 140404 предусматривает большой объем лабораторных занятий. По понятным причинам основная часть таких работ проводится посредством компьютерного моделирования с варьированием в широком диапазоне определяющих факторов.

Возможности использование действующего оборудования реальных электростанций для этих целей ограничены рамками доступных в эксплуатации режимов, опасностью вызвать повреждения оборудования или его неэкономичную работу [1].

Однако на кафедре атомных и тепловых электростанций найдена такая форма проведения лабораторных работ на действующем оборудовании Томской ГРЭС-2, что отвечает целям преподавания дисциплины АЭС и устраивает руководство электростанции.

Основной смысл этой методики заключается в пассивной регистрации определяющих параметров выбранного объекта (теплообменника, насоса и др.) и дальнейшей их обработки по соответствующему алгоритму.

В настоящее время таким образом на Томской ГРЭС-2 организовано проведение лабораторной работы «Оценка тепловой эффективности пароводяного теплообменника».  Основная цель работы - экспериментальное и аналитическое исследование теплообмена в поверхностном подогревателе сетевой воды, а также факторов, определяющих его интенсивность.

В работе по данным, полученных опытным путем, производится экспериментальное определение таких важнейших характеристик поверхностного теплообменника, как недогрев воды до температуры насыщения, коэффициент теплопередачи и потери давления.

Накануне непосредственного проведения лабораторной работы для студентов организуется  установочное занятие,  на котором подробно излагаются следующие вопросы:

• конструктивные особенности исследуемого объекта (сетевой подогревательной установки);
• схема расположения измерительных приборов;
• порядок заполнения протокола измерений;
• правила поведения во время нахождения на электростанции.

В день проведения измерений на ГРЭС прикрепленный  сотрудник проводит со студентами краткий инструктаж по технике безопасности и выдает защитные каски. Затем студенты разбиваются на подгруппы по 5-7 человек и каждая подгруппа по очереди направляется к месту проведения замеров.

Методика проведения измерений предполагает фиксацию показаний следующих параметров:

• давления нагреваемой воды до и после подогревателя;
• температуры нагреваемой воды до и после подогревателя;
• давление пара в корпусе подогревателя  и в отборе на него;
• расход нагреваемой воды.

Каждый студент-наблюдатель обязательно обходит все намеченные для наблюдения точки и на каждой из них фиксирует показания измерительного прибора. Результаты всех наблюдений должны сразу же вноситься в заранее приготовленный протокол наблюдений.

Процедура снятия параметров студентами одной подгруппы обычно составляет 25-30 мин и общие затраты времени на проведение лабораторной работы с группой стандартной численности не превышает 2 часов. Дополнительно в протокол заносятся паспортные характеристики соответствующих измерительных приборов и данные о конструктивных характеристиках сетевого подогревателя 

Совокупность значений определяющих параметров обрабатывается по нижеприведенному алгоритму с целью определения недогрева до насыщения и коэффициента теплопередачи. При этом последовательно вычисляются:

• потери давления в подогревателе;
• тепловой поток, переданный от пара к воде;
• недогрев до температуры насыщения на выходе подогревателя;
• средний коэффициент теплопередачи.

Вторая часть лабораторной работы состоит в расчетном определении недогрева до насыщения и коэффициента теплопередачи по известной методике [2]. Опытное значение коэффициента теплопередачи сравнивается с его значением, найденным аналитически. На основе результатов этого сравнения формулируются выводы относительно степени сопоставимости расчетной и экспериментальной методик определения коэффициента теплопередачи. А сравнение опытного значения недогрева с расчетным дает возможность делать выводы о факторах,  влияющих на эффективность работы теплообменника.

Многолетний опыт проведения данной лабораторой работы студентами специальности 140404 Атомные электростанции и установки на Томской ГРЭС-2 указывает на несомненную эффективность такого рода учебных занятий. Студенты с интересом знакомятся с действующим оборудованием электростанции, овладевают практическими навыками проведения испытаний реальных теплообменных аппаратов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Магид С.И. Теория и практика тренажеростроения для тепловых электрических станций. М.: Изд-во МЭИ. 1998. 154с.

2. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена.-М.: Энергия, 1979.

Сведения об авторах

1. Антонова Александра Михайловна, к.т.н., доцент каф. АТЭС, ТПУ,
e-mail anton@tpu.ru , тел. 563-749.

2. Воробьев Александр Владимирович, к.т.н., доцент каф. АТЭС, ТПУ,
e-mail, worob@tpu.ru , тел. 563-749.