107 4

3-12. UKŁADY WODNO-PAROWE KOTŁÓW

3.12.4. Rodzaje obiegów wodnych

"V arunkiem koniecznym bezpiecznej pracy kotła jest zapewnienie wystarczającego

chłodzenia rur parownika, czyli zapewnienie odpowiedniego przepływu czynnika rurach parownika, a właściwie dużej wartości gęstości strumienia masy wg.

Przepływ ten może być wywołany poprzez:

-    wykorzystanie naturalnego ruchu chłodziwa, wynikającego z różnicy gęstości wody i mieszaniny parowo-wodnej (zatem do przemieszczania chłodziwa wykorzystuje się ciepło) - obieg naturalny,

-    wykorzystanie pracy dodatkowo zainstalowanych pomp obiegowych (cyrkulacyj-nych), przy czym jeżeli udział wyporu pomp jest mały w stosunku do wyporu naturalnego, to jest to obieg wspomagany, a jeżeli zdecydowanie przeważa - to obieg wymuszony,

-    wykorzystanie pracy głównych pomp wody zasilającej do przetłaczania chłodziwa przez podgrzewacz, parownik i przegrzewacz pary - obieg przepływowy.

Na rysunku 3.33 przedstawiono schematy podstawowych obiegów, które

redą omówione w dalszej części podręcznika.

3.12.5. Uproszczone zależności matematyczne

Zjawisko naturalnego obiegu wody powstaje w zamkniętym konturze cyrkulacyj-nvm (rys. 3.33a), w którym gęstość wody o w rurach opadowych 4 (nieogrzewanych) est większa od gęstości mieszaniny parowo-wodnej o,„ w rurach wznoszących : i ogrzewanych). Ta różnica gęstości, wynikająca z faktu tworzenia się pary w rurach wznoszących pod wpływem ciepła doprowadzonego z komory paleniskowej, wywołuje siłę wyporu naturalnego wymuszającą ruch płynu. Ruchowi temu towarzyszą straty ciśnienia wskutek oporów tarcia w rurach oraz oporów miejscowych, spowodowanych zmianami kierunku przepływu zainstalowaną w konturze cyrkulacyjnym armaturą (kolana, kryzy, zawory itp.).

Opis matematyczny procesów w konturze cyrkulacyjnym jest obszerny 3.18]. Jednak do oceny jakościowej można wyprowadzić zależności przybliżone, czyniąc odpowiednie uproszczenia. Przyjęto, że w rurach opadowych płynie woda v stanie nasycenia o gęstości o', a od początku rur wznoszących (ogrzewanych) - punkt 0 na rysunku 3.33a - płynie mieszanina parowo-wodna o stopniu suchości x i gęstości

(3.36)

gdzie q" - gęstość pary nasyconej suchej.

107