Отправлено: 29.01.08 18:13. Заголовок: Пароперегреватели в паровозах: технологические ограничения?

Нужна помощь зала.
Итак, что такое пароперегреватель?
Сначала краткое объяснение того, что представляет собой паровой котёл паровоза.
Паровой котёл паровоза - это цилиндрическая бочка, наполненная водой. Свободным остаётся немного пространства в верхней части, где, собственно, и собирается пар, который потом через сухопарник уходит к паровой машине. К котлу с задней стороны присобачена топка, откуда топочные газы поступают в большое количество длинных горизонтальных трубок (называемых жаровыми трубами), проходящими через весь котёл параллельно его оси и открывающихся на противоположном конце котла в дымовую коробку. Нагрев воды, собственно, и производится этими горячими газами, проходящими через трубы.
Теперь о пароперегревателях. Из всех моделей наиболее удачным считается пароперегреватель Шмидта. В чём его суть? Из сухопарника пар температурой около 200 градусов поступает в коллектор, расположенный в дымовой коробке паровоза (напоминаю, она присоединена к передней стенке котла). К коллектору присоединено большое количество трубок (обычно 28-32). Эти трубки входят в жаровые трубы, где тянутся практически через весь котёл, затем обратно, а потом опять в конец и обратно, то есть в пределах жаровой трубы располагаются четыре колена. За эти два прохода горячими топочными газами пар нагревается минимум на 100, а максимум на 250 градусов (то есть до 310-450 градусов) и становится перегретым. Температура самих газов на выходе в дымовую коробку становится равной примерно 450 градусов (точную температуру на входе сейчас не скажу, но вроде порядка 1000 градусов). Перегретый пар из трубок возвращается в коллектор, но в другую его камеру, не связанную с первой. После чего пар поступает к паровым машинам.
Казалось бы, всё просто. И над идеей перегретого пара думали и экспериментировали чуть ли не с первых паровозов. Однако что-то не заладилось. Вот у меня и вопрос: не было ли здесь какого ограничения по жаростойкости материалов?
Я так понял, у нас появились специалисты-технологи. Что они могут сказать по этому поводу?

 Отправлено: 29.01.08 19:06. Заголовок: А точно в огнетрубно..

А точно в огнетрубном котле такие температуры? В стационарном водотрубном ДЕ или ДКВРе после экономайзера 130-140 градусов.Давление 13-25ати.

 Отправлено: 29.01.08 19:14. Заголовок: Вандал пишет: Вот у..

Вандал пишет:

цитата:

Вот у меня и вопрос: не было ли здесь какого ограничения по жаростойкости материалов?

Скорее вопрос в корозионной стойкости. Во всяком случае, на реакторах наши пока не сделали в металле реактор на перегретом паре (а французы уже сделали). Очень жёсткие требования к хим. составу теплоносителя.

 Отправлено: 29.01.08 19:26. Заголовок: Вольга С.лавич пишет..

Вольга С.лавич пишет:

цитата:

Скорее вопрос в корозионной стойкости.

Видите ли, в чем дело. Проблема-то была решена в самом конце XIX века и к началу 10-х годов фактически все новые паровозы уже оборудовались пароперегревателями. Вряд ли это имеет отношение к коррозионной стойкости современных пароперегревателей.
хохол пишет:

цитата:

А точно в огнетрубном котле такие температуры?

Точно. Цифры взяты из книжки "Как устроен паровоз" 1950-лохматого года. У водотрубных котлов, насколько понимаю, немножко другая физика процесса. В паровозных котлах давление не превышало 14 атмосфер для компаунд-машин и 12 атмосфер для машин однократного расширения.

 Отправлено: 30.01.08 10:44. Заголовок: хохол пишет: А точн..

хохол пишет:

цитата:

А точно в огнетрубном котле такие температуры?

да, потому что

цитата:

после экономайзера

Вандал пишет:

цитата:

Однако что-то не заладилось. Вот у меня и вопрос: не было ли здесь какого ограничения по жаростойкости материалов?

я не большой специалист по котлам, но недавно сталкивался. Так вот- ограничения по жаростойкости материалов в этих пределах не были, а есть до сих пор. То есть сейчас конечно решается, но сортамент применяемых сталей довольно узок, и всё это немножко дорого.


встречный вопрос. почему в паравозах не ставили пароперегреватель ПОСЛЕ жаровых труб? или ставили?

 Отправлено: 30.01.08 12:17. Заголовок: Одна из проблем не т..

Одна из проблем не только в стали, но и в воде. Накипь постоянно вывывать надо. А чем тоньше трубка, тем сложнее это сделать.

 Отправлено: 30.01.08 14:56. Заголовок: DronT пишет: встреч..

DronT пишет:

цитата:

встречный вопрос. почему в паравозах не ставили пароперегреватель ПОСЛЕ жаровых труб? или ставили?

Были и такие. Например, пароперегреватель "Болдуин" целиком размещался в дымовой коробке. Но самая популярная модель - это Шмидта или ему подобные. Давали наилучшие параметры экономичности.
DronT пишет:

цитата:

Так вот- ограничения по жаростойкости материалов в этих пределах не были, а есть до сих пор. То есть сейчас конечно решается, но сортамент применяемых сталей довольно узок, и всё это немножко дорого.

Вот не могу пока найти марок сталей, из которых делали все эти трубки. А латунь? Топку делали из латуни, а там температура повыше будет. Или латунная трубка не выдержит 12 атмосфер?
cocoo пишет:

цитата:

Одна из проблем не только в стали, но и в воде. Накипь постоянно вывывать надо. А чем тоньше трубка, тем сложнее это сделать.

Нет, это не та проблема, ведь когда пароперегреватели внедрили, то вода осталась той же. К тому же накипь в основном оседает в котле, создавая, кстати, проблемы, так как накипная пена мешает выходу пара из воды.

 Отправлено: 01.02.08 00:12. Заголовок: DronT пишет: я не б..

DronT пишет:

цитата:

я не большой специалист по котлам, но недавно сталкивался. Так вот- ограничения по жаростойкости материалов в этих пределах не были, а есть до сих пор. То есть сейчас конечно решается, но сортамент применяемых сталей довольно узок, и всё это немножко дорого.

Нашёл в википедии по проблемам котлов. Здесь. Если Вы про эти проблемы, то они огнетрубных локомотивных котлов не должны касатсья.

 Отправлено: 01.02.08 10:19. Заголовок: в ангельском не силё..

в ангельском не силён. проблемы при проектировании отбвязки котла были в том, что сортамент подходящих по температуре сталей узок. и сортамент подходящей запортой арматуры- тоже (т.е. из подходящих сталей). и буржуйская часть (примыкающая к котлу) из редкоприменяемой стали, коей долго подбирали аналог (из- за этой редкоприменяемости).

не, оно всё решаемо 100%. но дороже обычного.
но это в 21-м веке.

котёл водотрубный с пароперегревателем, 60 кг, 360 - до 450 град, дымовые газы после котла 450 град.

 Отправлено: 01.02.08 13:01. Заголовок: DronT пишет: котёл ..

DronT пишет:

цитата:

котёл водотрубный с пароперегревателем, 60 кг, 360 - до 450 град, дымовые газы после котла 450 град.

Ну да, параметры похожие. Правда, первые пароперегреватели давали температуру пара скорее 310-350 градусов, чем 450, что, впрочем, давало уже неслабую экономию в 15-25%.
По материалам, думаю, тогда пошла бы обычная нержавейка (Х13, если не ошибаюсь). Вот только осталось выяснить, когда её начали серийно выпускать.
Что касается дороговизны, то да, про это пишут, но она с лихвой окупается экономией при эксплуатации. И, типа, чем качественнее материалы, тем эта выгода выше.

 Отправлено: 01.02.08 13:38. Заголовок: 450- максимально воз..

450- максимально возможная. реально- 360- 380. причём сразу после котла пар захолаживается до ~200, а давление садиться сначала до 40-, немного после- вообще до 16.
то есть высокие t и р - проблема и сейчас

 Отправлено: 01.02.08 14:18. Заголовок: DronT пишет: то ест..

DronT пишет:

цитата:

то есть высокие t и р - проблема и сейчас

Угу - при 100 атм. пока не получается.

 Отправлено: 01.02.08 14:27. Заголовок: DronT пишет: то ест..

DronT пишет:

цитата:

то есть высокие t и р - проблема и сейчас

Так именно что сочетание высоких температуры и давления. А в паровозах давление всего 10-14 атмосфер.

 Отправлено: 01.02.08 14:39. Заголовок: ну так и на довре се..

ну так и на дворе сейчас- 21 век.

 Отправлено: 01.02.08 17:32. Заголовок: DronT пишет: ну так..

DronT пишет:

цитата:

ну так и на дворе сейчас- 21 век.

Тут дело не в веке. Эрозия или коррозия, которая, похоже, главный виновник - нарастает с ростом давления нелинейно. Соответственно, при 10 атмосферах проблемы мизерные, и на уровне конца XIX века вполне могут решаться. Проблемы при современных параметрах пара вполне могут быть пока нерешаемыми, но ведь и прогресс в паротурбостоении в определенный период застопорился по причине отсутствия надобности.

 Отправлено: 02.02.08 08:37. Заголовок: Вандал пишет: По ма..

Вандал пишет:

цитата:

По материалам, думаю, тогда пошла бы обычная нержавейка (Х13, если не ошибаюсь). Вот только осталось выяснить, когда её начали серийно выпускать.

Всё-таки придётся использовать латунь. Первая нержавеющая сталь выплавлена (судя по найденным мной намекам) уже во втором десятилетии XX века.