Сердце корабля или паровая бомба

[Produm]

На воздух поднимают и вполне даже современные котлы, как ни странно, чаще по вине обслуживающего персонала.

1. "упустить" котел, т.е. уровень воды в котле опускается ниже требуемого минимума - чтобы не глушить котел и не останавливать процесс, пытаются компенсировать уровень временным увеличением расхода теплоносителя. Трещина в основном металле, разрушение конструкции котла - бабах

2. низкое качество обслуживания: периодический осмотр, контроль изношенных поверхностей, нарушение технологий ремонта трещин. Все приводит к тому же.

 

В общем имеем нарушение т у эксплуатации, или классическое раздалбайство. Опять же, спасибо за материал, будем знать.

[RenamedUser_31474683]

Может ребус разгадывается примерно так - Панда ас в теплотехнике ( Инженер - теплотехник в прошлой жизни )

[Azat_Ko]

Так получилось, что по роду службы приходится иметь дело с энергетикой, а в частности и с паровым оборудованием. Чисто профессиональное любопытство завело меня в дебри судовых котлов, интересного там вагон и три тележки, но в первую очередь поражают конечно объемы и мощности. Как правило, у медали есть и оборотная сторона, огромное количество правил и нормативов по паровым именно котлам, как бы намекают на их потенциальную опасность - вот так любопытства ради потратил энное количество обеденного времени, на сбор кое-какой инфы и грубый расчет, а может ли собственно сердце корабля (энергоустановка на паровых котлах) послужить и причиной его адского бабаха.

 

Зарегестрированных фактов гибели судов от взрывов котлов имеется достаточное количество, но по большей части это еще на заре паровых машин, а что если взять эпоху кораблей нашей горячо любимый WOWs?

 

Ну если WOWs, то и подопытным кораблем будет "Бисмарк" - не зря же в свое время про него столько тем было создано.

Итак, сердцем корабля служили 12 паровых котлов схемы Вагнера. Характеристики одного котла: паропроизводительность 50 тонн в час с рабочим давлением  58 Бар (атмосфер по нашему) и рабочим объемом воды 4,85 тонны.

 

Схема котла, выделенный участок - коллектор парообразования:

 

Теперь придется привести немного теории, ну вспомнить (или изучить) физику процесса. Без особой науки естественно. Температура кипения зависит от давления, при нормальных условиях это 100 градусов, в горах (где давление ниже) она может закипать и при 70 градусах по Цельсию, а что же происходит в котле? В закрытом сосуде, которым котел и является вода закипит при температуре 100 градусов и пар начнет давить на воду и остановит ее кипение, поэтому чтобы нормально расходовать пар при этом необходимо воду нагревать выше 100 градусов, нагрев ее к примеру до 160 градусов и прекратить подогрев и выпустить пар на работающую турбину, то водичка еще будет продолжать кипеть пока не снизится до 100 градусов. Т.е. фактически тепловая энергия будет все равно высвобождаться в парообразование, поэтому главным опасным фактором парового котла является не сам пар, а то количество перегретой воды, которое в нем содержится.

И чем больше вода будет перегрета, тем больше в ней содержится тепловой энергии, которая в случае чего и бабахнет.

 

Почему же собственно котел может бабахнуть? В случае нарушения его герметичности: механическое повреждение (попадание снаряда в котел) - давление сбросится и вся вода разом перейдет в состояние пара, причем с одного куба воды получится 1700!!!! кубов пара, чем больше была температура воды и быстрее сброс давления, тем катастрофичнее последствия...

В котле "Бисмарка" вода нагревалась до температуры примерно в 160 градусов, объем 4,85 тонны...из них, зная схему котла можно прикинуть, что в перегретом состоянии находится примерно 2/3, т.е. 2910 кг, которые могу превратиться разово в 4 млн 947 тыс кубиков пара, страшно себе представить, что они могут натворить в замкнутом пространстве машинно-котельного отделения, а с учетом того, что котлы стояли попарно, то это количество надо умножить на 2.

 

План энергоустановки "Бисмарка":

 

Но все равно получается довольно абстрактно, попробуем оценить по достаточно грубым прикидкам отечественных специалистов в области безопасности, которые считают, что в 60 кг перегретой воды содержится энергии, как в 1 кг тротила. Путем не сложных действий получаем, что в одном отделении потенциально может рвануть почти 100 кг.

В рамках одного отделения много, а вот для целого корабля класса линкор - маловато, даже если предположить, что взрыв одного отделения сможет спровоцировать последовательный взрыв еще 2-х, то...все равно недостаточно, чтобы его утопить...

 

Вкратце подытожим - тепловой взрыв паровых котлов возможен в случае боевых повреждений, но для кораблей класса линкоров он не может уничтожить судно, но станет хорошей предпосылкой для его дальнейшего уничтожения противником из-за потери хода и прочих внутренних повреждений.

Вот как-то так.

 

Извините конечно, но то, что вы написали - не соответствует действительности.

 

Паровой котел это не бочка с водой, а правильнее сказать - проточный теплообменник. В котле имеются водогрейные трубки, через которые проходит вода, снаружи трубок происходит процесс горения топлива с получением высокотемпературных продуктов сгорания, которые направляясь к дымоходу так же омывают трубки, дополнительно их нагревая. Давление пара задается не  котлом, а питательным (он же циркуляционным) насосом. Для простоты понимания и сокращения текста объясню принцип паросиловой установки на примере современных ТЭЦ.

 

Вода из деаэраторов поступает на вход питательных насосов. На входе в насос как правило давление 7 кг/см2 и температура воды 160 С. На выходе питательного насоса давление воды порядка 190-200 кг/см2 и в зависимости от состояния насоса температуры воды повышается на 3 и более градусов (чем хуже насос, тем выше температура воды на его выходе. насос должен нагнетать, а не греть. На процесс нагревания идет нерациональный расход энергии). Далее эта вода поступает на подогреватели, где она греется до 200 градусов за счет теплоты пара, отводимого после паровой турбины (тут вариантов множество, или этот пар отводят из определенной ступени турбины с определенным давлением или уже отработанный пар берут с выхлопа турбины и т.п.). На входе в паровой котел мы имеем воду!!! с давлением 160 кгс/см2 и температурой порядка 200 - 230С. На выходе котла уже водяной пар с давлением 130!!! кгс/см2 и температурой 540С. Обратите внимание, в котле давление среды падает в среднем на 30 кгс/см2. Гидросопротивление котла один из параметров, который измеряется при его тепловых испытаниях и гидравлических испытаниях пароводяного тракта. И вот этот пар поступает в паровую турбину в ступень высокого давления. Как правило ступени 3: высокого давления (после нее температура 300 давление 30), среднего давления (сейчас забыл уже, вроде давление 13 - 14 кгс/см2, температура 160) и низкого давления. Турбины могут быть самые разные: конденсационные (на выходе давление близко к 1 кгс/см2 и температура немногим более 100) и противодавления (в зависимости от потребителей пара давление на выходе может быть различным) 

 

Теперь о повреждениях котла и пароводяного тракта.

Если повреждается паропровод и в его стенке появляется отверстие малого диаметра, то пар начинает сбрасываться в окружающую среду. Но при этом массовый расход пара, теряемого из паропровода, зависит от площади: G = мю*F*корень(2*ро*dp)

ро - плотность среды, dp - перепад давления между паропроводом и окр. средой, F - площадь повреждения (отверстия), мю - коэффициент расхода. Но есть еще одно но. Если в минимальном сечении скорость потока достигает местной скорости звука (а для пароводяной смеси эта скорость имеет минимальное! значение в широком диапазоне паросодержания), то в независимости от перепада давления скорость выходящей смеси(или пара) будет равна местной скорости звука и ни при каких условиях не превысит этого значения. Т.е. произойдет самозапирание канала и через отверстие будет выходить строго определенный расход пара (при обязательном условии, что площадь отверстия не увеличивается). Если отверстие маленькое, то и потери пара небольшие, если отверстие большое, то и потери пара будут соответствующими. При это шум будет оглушающий.

 

Теперь о взрыве котла. Взрыв котла может произойти по двум причинам: давление внутри котла превысит определенное значение, заданное прочностными характеристиками котла или же разрушение ограждающих конструкций. Первый случай - результат сбоя в работе оборудования или ошибка персонала.

Нас интересует второй случай: он может произойти по причине попадания снаряда или из-за поступления забортной воды в котельное отделение. Внутри котла температура 1500 - 2000 градусов, снаружи 30 градусов (предположим южные моря). Никакой материал таких температурных нагрузок не выдержит, вследствие температурной деформации  стенку попросту разорвет. Именно поэтому при затоплении в первую очередь гасили котлы, может просто открывали все трубы и сбрасывали экстренно пар, чтобы уменьшить давление в котле. Технологию этого процесса не знаю, но нужно было безопасно и быстро уменьшить давление в котле.

 

И в заключении решим задачку по термодинамике. Предположим котельная с одним котлом (а их там как правило несколько) и котело занимает весь отсек. Давление пара p1 в паровом тракте объемом V1 составляет 58 кг/см2. Объем парового тракта пускай в 3 раза меньше объема всего котельного отделения, т.е. V2 = 3*V1. Произошел разрыв герметичности парового тракта, т.е. процесс адиабатного расширения пара от объема V1 до объема V2. Формула адиабатного процесса: p1*V1^k = p2*V2^k. Или после расширения давление внутри котельного отделения составит  p2 = p1*(V1/V2)^k = 58*0.333^1/4 = 12,44 кг/см2 (1,2 МПа ). И вот тут возникает вопрос: выдержит ли стенапереборка котельного отделения давление в 1,2 МПа. Пусть толщина стальной переборки 10 мм. Котел крейсера Максим Горький имел габариты 6*8,2*5,7 м, он занимал отдельный отсек. С сопроматом давно не встречался, поэтому для простоты предположим что котельное отделение выполнено в форме трубы диаметром D=10 м с толщиной стенки s=10 мм = 0,01 м. Порылся в инете и нашел формулу предельно допустимого давления для трубы pmax=2*s*R/D. R - предел текучести стали. пусть равен 400 МПа (с увеличением температуры этот предел уменьшается, что в условиях высокотемпературного пара и горячих продуктов сгорания актуально, но пренебрежем этим явлением). Таким образом, такое котельное отделение выдержит внутреннее давление  pmax=2*0.01*400/10 = 0.8 МПа, а у нас при взрыве котла давление внутри котельного 1,2  МПа, т.е котельное отделение просто напросто разорвет. Реальное котельное отделение в форме параллелепипеда, а эта форма держит давление хуже чем цилиндр.

 

Сори за много букафф)

 

[Dark_GIPER]

 

довести паровой котел до взрыва можно и без внешних повреждений

 

Теоретически да. Практически нет. На котлах стоят предохранительные клапана, рассчитанные на сброс давления при превышении определенного давления. Причем эта система неоднократно дублируется. Кроме того следует помнить, что обвязка на котлах выполнялась не их нержа, а из медных сплавов, а у неё при температуре выше 120 градусов заметно проседают прочностные характеристики. То есть сначала повышибает те самые клапана, потом стекла в смотровых колодцах, резьбы на кранах, трубки Бурдона на манометрах, гильзы в термметрах и только потом если давление при всех этих утечках не упадет, разорвет сам корпус.

[GeorgeK30]

Извините конечно, но то, что вы написали - не соответствует действительности.

в чем именно, в том что взрыв котла возможен?

 

я не отказываюсь от своих ошибок, спасибо Панде - обязательно учту, хоть и флудилка, но реально надо качественнее готовиться к техническим темам - это 100%

 

Паровой котел это не бочка с водой, а правильнее сказать - проточный теплообменник. В котле имеются водогрейные трубки, через которые проходит вода, снаружи трубок происходит процесс горения топлива с получением высокотемпературных продуктов сгорания, которые направляясь к дымоходу так же омывают трубки, дополнительно их нагревая. Давление пара задается не  котлом, а питательным (он же циркуляционным) насосом. 

а паровой котел какой? водотрубный или жаротрубный? Жаротрубный котел и есть бочка с водой, если что. Так что не понятно, что Вы этим имели в виду, а вот на приведенной мной схеме котла указан водотрубный, а отдельно выделен верхний барабан, в котором собственно и происходит процесс парообразования, который условно я и считаю основным опасным элементом - не согласны?

 

Для простоты понимания и сокращения текста объясню принцип паросиловой установки на примере современных ТЭЦ.

 

Вода из деаэраторов поступает на вход питательных насосов. На входе в насос как правило давление 7 кг/см2 и температура воды 160 С. На выходе питательного насоса давление воды порядка 190-200 кг/см2 и в зависимости от состояния насоса температуры воды повышается на 3 и более градусов (чем хуже насос, тем выше температура воды на его выходе. насос должен нагнетать, а не греть. На процесс нагревания идет нерациональный расход энергии). Далее эта вода поступает на подогреватели, где она греется до 200 градусов за счет теплоты пара, отводимого после паровой турбины (тут вариантов множество, или этот пар отводят из определенной ступени турбины с определенным давлением или уже отработанный пар берут с выхлопа турбины и т.п.). На входе в паровой котел мы имеем воду!!! с давлением 160 кгс/см2 и температурой порядка 200 - 230С. На выходе котла уже водяной пар с давлением 130!!! кгс/см2 и температурой 540С. Обратите внимание, в котле давление среды падает в среднем на 30 кгс/см2. Гидросопротивление котла один из параметров, который измеряется при его тепловых испытаниях и гидравлических испытаниях пароводяного тракта. И вот этот пар поступает в паровую турбину в ступень высокого давления. Как правило ступени 3: высокого давления (после нее температура 300 давление 30), среднего давления (сейчас забыл уже, вроде давление 13 - 14 кгс/см2, температура 160) и низкого давления. Турбины могут быть самые разные: конденсационные (на выходе давление близко к 1 кгс/см2 и температура немногим более 100) и противодавления (в зависимости от потребителей пара давление на выходе может быть различным) 

заметьте - я не описывал конструкцию всего котлоагрегата в целом, ибо смысла нет, да и зачем нагружать читателя общим устройством и принципом работы, ну да ладно - описали, хорошо

 

Azat_Ko (20 Окт 2015 - 19:19) писал:

Теперь о повреждениях котла и пароводяного тракта.

Если повреждается паропровод и в его стенке появляется отверстие малого диаметра, то пар начинает сбрасываться в окружающую среду. Но при этом массовый расход пара, теряемого из паропровода, зависит от площади: G = мю*F*корень(2*ро*dp)

ро - плотность среды, dp - перепад давления между паропроводом и окр. средой, F - площадь повреждения (отверстия), мю - коэффициент расхода. Но есть еще одно но. Если в минимальном сечении скорость потока достигает местной скорости звука (а для пароводяной смеси эта скорость имеет минимальное! значение в широком диапазоне паросодержания), то в независимости от перепада давления скорость выходящей смеси(или пара) будет равна местной скорости звука и ни при каких условиях не превысит этого значения. Т.е. произойдет самозапирание канала и через отверстие будет выходить строго определенный расход пара (при обязательном условии, что площадь отверстия не увеличивается). Если отверстие маленькое, то и потери пара небольшие, если отверстие большое, то и потери пара будут соответствующими. При это шум будет оглушающий.

 повреждения паропровода я вообще не рассматриваю, не будет там взрыва

 

Azat_Ko (20 Окт 2015 - 19:19) писал:

Теперь о взрыве котла. Взрыв котла может произойти по двум причинам: давление внутри котла превысит определенное значение, заданное прочностными характеристиками котла или же разрушение ограждающих конструкций. Первый случай - результат сбоя в работе оборудования или ошибка персонала.

Нас интересует второй случай: он может произойти по причине попадания снаряда или из-за поступления забортной воды в котельное отделение. Внутри котла температура 1500 - 2000 градусов, снаружи 30 градусов (предположим южные моря). Никакой материал таких температурных нагрузок не выдержит, вследствие температурной деформации  стенку попросту разорвет. Именно поэтому при затоплении в первую очередь гасили котлы, может просто открывали все трубы и сбрасывали экстренно пар, чтобы уменьшить давление в котле. Технологию этого процесса не знаю, но нужно было безопасно и быстро уменьшить давление в котле.

опять же - я рассматривал и описывал конкретный случай: попадание снаряда в котел, не забортной воды, а именно механическое разрушение котла снарядом, а реально причин взрыва котла 6 - не вижу смысла опять же их рассматривать, тема не об ошибках эксплуатации, раздолбайстве персонала обслуживания бытовых и промышленных паровых котлов, а конкретно боевые повреждения парового судового котла и его возможные последствия

 

Azat_Ko (20 Окт 2015 - 19:19) писал:

И в заключении решим задачку по термодинамике. Предположим котельная с одним котлом (а их там как правило несколько) и котело занимает весь отсек. Давление пара p1 в паровом тракте объемом V1 составляет 58 кг/см2. Объем парового тракта пускай в 3 раза меньше объема всего котельного отделения, т.е. V2 = 3*V1. Произошел разрыв герметичности парового тракта, т.е. процесс адиабатного расширения пара от объема V1 до объема V2. Формула адиабатного процесса: p1*V1^k = p2*V2^k. Или после расширения давление внутри котельного отделения составит  p2 = p1*(V1/V2)^k = 58*0.333^1/4 = 12,44 кг/см2 (1,2 МПа ). И вот тут возникает вопрос: выдержит ли стенапереборка котельного отделения давление в 1,2 МПа. Пусть толщина стальной переборки 10 мм. Котел крейсера Максим Горький имел габариты 6*8,2*5,7 м, он занимал отдельный отсек. С сопроматом давно не встречался, поэтому для простоты предположим что котельное отделение выполнено в форме трубы диаметром D=10 м с толщиной стенки s=10 мм = 0,01 м. Порылся в инете и нашел формулу предельно допустимого давления для трубы pmax=2*s*R/D. R - предел текучести стали. пусть равен 400 МПа (с увеличением температуры этот предел уменьшается, что в условиях высокотемпературного пара и горячих продуктов сгорания актуально, но пренебрежем этим явлением). Таким образом, такое котельное отделение выдержит внутреннее давление  pmax=2*0.01*400/10 = 0.8 МПа, а у нас при взрыве котла давление внутри котельного 1,2  МПа, т.е котельное отделение просто напросто разорвет. Реальное котельное отделение в форме параллелепипеда, а эта форма держит давление хуже чем цилиндр.

не совсем верно, есть такое понятие как BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion – взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости), и есть методика расчета именно взрыва - если по науке, для упрощения я посчитал грубо в тротиловом эквиваленте, да и результат тот же - котельной кирдык, кораблю нет.

 

Вообще сложно понять, что Вы конкретно имели в виду, что именно не правильно. Выводы то совпадают: т.е. по факту получается тоже самое - разрушение котельного отделения, но энергии взрыва не хватит чтобы утопить линкор или нет?

 

Безусловно приятно, что тема получилась живой, спасибо за замечания и указания в грубые ошибки - все учту на будущее. Просто еще хотелось бы избежать излишнего перегруза информацией простого пользователя, сложно написать просто о сложном.

 

[GeorgeK30]

 

Теоретически да. Практически нет. На котлах стоят предохранительные клапана, рассчитанные на сброс давления при превышении определенного давления. Причем эта система неоднократно дублируется. Кроме того следует помнить, что обвязка на котлах выполнялась не их нержа, а из медных сплавов, а у неё при температуре выше 120 градусов заметно проседают прочностные характеристики. То есть сначала повышибает те самые клапана, потом стекла в смотровых колодцах, резьбы на кранах, трубки Бурдона на манометрах, гильзы в термметрах и только потом если давление при всех этих утечках не упадет, разорвет сам корпус.

 

Минутку, речь идет не о взрыве котла по превышению давления - я затронул тему взрыва котла именно на случай падения давления вследствие внешних механических повреждений.

 

[Azat_Ko]

Судовой, как и энергетический, котел нельзя рассматривать как закрытый сосуд. В него непрерывно поступает воды и непрерывно выходит пар. Давление пара в судовом котле не растет не при каких обстоятельствах. Давление там только уменьшается. Взрывное вскипание, о котором как я понимаю вы говорите, это не взрыв. Это парообразование вследствие резкого падения давления. Давление в котельных установках создается насосами вследствие механического воздействия, но ни как не в котле.

 

на примере же расчета на цифрах я показал разрушение котельного отсека вследствие раз герметизации (разрушения) котла и как следствие разрушение корпуса корабля. 

 

Барабан котла это емкость в которой собирается пар со всех трубок. Парообразование идет внутри трубок, не в барабане котла. Мне  не совсем понятно, где и засчет чего в котле происходит увеличение давления? А по поводу взрыва котлов, то я не помню случаев, когда причиной было именно попадание снаряда непосредственно в котел. Всен случаи взрыва котлов, о которых читал в литературе были именно следствием затопления котельного отделения

[GeorgeK30]

Судовой, как и энергетический, котел нельзя рассматривать как закрытый сосуд. В него непрерывно поступает воды и непрерывно выходит пар. Давление пара в судовом котле не растет не при каких обстоятельствах. Давление там только уменьшается. Взрывное вскипание, о котором как я понимаю вы говорите, это не взрыв. Это парообразование вследствие резкого падения давления. Давление в котельных установках создается насосами вследствие механического воздействия, но ни как не в котле.

 

на примере же расчета на цифрах я показал разрушение котельного отсека вследствие раз герметизации (разрушения) котла и как следствие разрушение корпуса корабля. 

Вот парадокс: при тепловом расчете котел не закрытый сосуд, а при прочностном в статике считается закрытым...

Давление пара только уменьшается, не растет? Даже возразить нечего...интересно, до скольки это давление уменьшаться то может, пределы понять хочется.

 

Взрывное вскипание - это не взрыв, а вот механическое разрушение котла вследствие вскипания уже взрыв. Или может быть лучше было назвать тему: превышение предела прочности стенок барабанов водотрубных паровых котлов адиабатным расширением воды? Так думаю было бы всем понятно. Да и Вы то сами пишите про взрыв, а теперь уже и не взрыв получается

 

Разрушение котельной не значит разрушение корпуса, разрушится один отсек, может два...переборки погнутся - но мне так кажется, что герметичности даже нарушено не будет, опять же, если о линкоре говорить.

 

Давление в котле может увеличиться:

1 - форсировка топки

2 - уменьшение или полное прекращение расхода пара

[Azat_Ko]

Вот парадокс: при тепловом расчете котел не закрытый сосуд, а при прочностном в статике считается закрытым...

Давление пара только уменьшается, не растет? Даже возразить нечего...интересно, до скольки это давление уменьшаться то может, пределы понять хочется.

 

Взрывное вскипание - это не взрыв, а вот механическое разрушение котла вследствие вскипания уже взрыв. Или может быть лучше было назвать тему: превышение предела прочности стенок барабанов водотрубных паровых котлов адиабатным расширением воды? Так думаю было бы всем понятно. Да и Вы то сами пишите про взрыв, а теперь уже и не взрыв получается

 

Разрушение котельной не значит разрушение корпуса, разрушится один отсек, может два...переборки погнутся - но мне так кажется, что герметичности даже нарушено не будет, опять же, если о линкоре говорить.

На примере ТЭЦ я показал, что на входе котел 200 кг/см2, на выходе - 130. 

 

Простите, а можно у Вас поинтересоваться, кто вы по образованию?

. 

 

 

[GeorgeK30]

На примере ТЭЦ я показал, что на входе котел 200 кг/см2, на выходе - 130. 

 

Простите, а можно у Вас поинтересоваться, кто вы по образованию?

Конечно можно, технология машиностроения специальность

[Dark_GIPER]

Минутку, речь идет не о взрыве котла по превышению давления - я затронул тему взрыва котла именно на случай падения давления вследствие внешних механических повреждений.

 

Вероятно я что-то не так понял?

 

 

довести паровой котел до взрыва можно и без внешних повреждений

 

[Dark_GIPER]

Судовой, как и энергетический, котел нельзя рассматривать как закрытый сосуд. В него непрерывно поступает воды и непрерывно выходит пар. Давление пара в судовом котле не растет не при каких обстоятельствах. Давление там только уменьшается. 

 

В паровых котлах первой половины 20-го века давление регулировалось температурой в топках и сбросниками. Пар который подавался на машины не регулировался ничем - там стоял обычный клапан в фиксированной пропускной способностью. Если его Kv было 3,5м³/мин, а удельное парообразование например 5м³/мин то давление росло. Еще как росло.

 

Теоретически это могло привести в взрыву, но на практике нет. Излишки отсекались.

[GeorgeK30]

Вероятно я что-то не так понял?

видимо - я до этого писал о взрыве котла, вызванного не повышением давления, а снижением уровня воды ниже минимальной нормы

если есть интерес - могу описать все случаи, которые могут привести к взрыву котла, но большинство из них - головотяпство обыкновенное

[Dark_GIPER]

На примере ТЭЦ я показал, что на входе котел 200 кг/см2, на выходе - 130. 

 

При чем здесь современная ТЭЦ и тема этого топика? Например у котлов Варяга рабочее давление было порядка 18-20 атм. и то его не "кочегарили" до такой степени. Боялись до усрачки, ибо прецеденты были. Если мне память не изменяет, его держали на уровне 14 атм. Материалы были не те. Конструкция не та. И технологии тоже. Всё равно что сравнивать ядерные реакторы первого поколения с современными. Вообще не рядом.

20:38 Добавлено спустя 2 минуты

видимо - я до этого писал о взрыве котла, вызванного не повышением давления, а снижением уровня воды ниже минимальной нормы

если есть интерес - могу описать все случаи, которые могут привести к взрыву котла, но большинство из них - головотяпство обыкновенное

 

Верю. Прощелкать уровень это надо талант иметь. Однако пять-же: почему клапана не подорвало? Они обязаны были сработать.

[Dark_GIPER]

Взрывное вскипание, о котором как я понимаю вы говорите, это не взрыв. Это парообразование вследствие резкого падения давления. 

 

Вот специально для товарищей, знающих умные слова приведу еще один термин:

BLEVE (Boiling liquid expanding vapour explosion) по русски это будет "Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости".

 

термин "ВЗРЫВ" по-моему вполне чётко подходит для описываемого случая, не?

 

Для методики расчета подобного взрыва есть даже государственный стандарт ГОСТ Р 12.3.047-98. 

[GeorgeK30]

Верю. Прощелкать уровень это надо талант иметь. Однако пять-же: почему клапана не подорвало? Они обязаны были сработать.

ну опять же - не верно отрегулировали, не продули и т.п.

 

а по давлению на входе и выходе котла, понял что товарищ имеет в виду - номинальное гидравлическое сопротивление котла

Dark_GIPER (21 Окт 2015 - 00:47) писал:

Для методики расчета подобного взрыва есть даже государственный стандарт ГОСТ Р 12.3.047-98. 

угу - приложение Ж, надо завтра будет посчитать, ради смеха

 

 

 

 

 

[Azat_Ko]

 

Вот специально для товарищей, знающих умные слова приведу еще один термин:

BLEVE (Boiling liquid expanding vapour explosion) по русски это будет "Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости".

 

термин "ВЗРЫВ" по-моему вполне чётко подходит для описываемого случая, не?

 

Для методики расчета подобного взрыва есть даже государственный стандарт ГОСТ Р 12.3.047-98. 

В данном гост рассмотрен случай попадания закрытой емкости емкости с воспламеняющейся жидкость в огонь. Тут без вопросов - изохорный нагрев с повышением давления и последующее разрушение емкости с воспламенением содержи могло. Котел - это совершенно другое. Там нет горящих жидкостей и там нет изохорного нагрева. В случае раз герметизации  пароводяного тракта в котле давление пароводяной смеси никогда не превысит того давления, что было до повреждения. Т.е. если за секунду до разрушения в котле Бисмарка было 58 кг/см2 и 160 Цельсия, то после разрушения давление ни в коем случае не будет выше 58 килограмм

[GeorgeK30]

В данном гост рассмотрен случай попадания закрытой емкости емкости с воспламеняющейся жидкость в огонь. Тут без вопросов - изохорный нагрев с повышением давления и последующее разрушение емкости с воспламенением содержи могло. Котел - это совершенно другое. Там нет горящих жидкостей и там нет изохорного нагрева. В случае раз герметизации  пароводяного тракта в котле давление пароводяной смеси никогда не превысит того давления, что было до повреждения. Т.е. если за секунду до разрушения в котле Бисмарка было 58 кг/см2 и 160 Цельсия, то после разрушения давление ни в коем случае не будет выше 58 килограмм

 

ГОСТ Р 12.3.047-98 Приложение Ж: "Метод расчета параметров волны давления при взрыве резервуара
с перегретой жидкостью или сжиженным газом при воздействии
на него очага пожара" 

Ж.1 При попадании замкнутого резервуара со сжиженным газом или жидкостью в очаг пожара может происходить нагрев содержимого резервуара до температуры, существенно превышающей нормальную температуру кипения, с соответствующим повышением давления. За счет нагрева несмоченных стенок сосуда уменьшается предел прочности их материала, в результате чего при определенных условиях оказывается возможным разрыв резервуара с возникновением волн давления и образованием "огненного шара". Расчет параметров "огненного шара" изложен в приложении Д. Порядок расчета параметров волн давления изложен ниже. Разрыв резервуара в очаге пожара с образованием волн давления получил название BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion - взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости).

 

По данному ГОСТ и считается избыточное давление взрыва, в том числе и паровых котлов, не понимаю - почему Вы так упорно этого не хотите замечать, равно как и то, что происходит с перегретой жидкостью при резком падении давления. То давление давление на входе в котел притягиваете, то на выходе, теперь изохорные процессы - при механическом повреждении барабана парового котла никакого изохорного процесса не будет, произойдет адиабатное расширение перегретой жидкости. 

[Azat_Ko]

Потому что котел - это не замкнутый резервуар. 

 

Я полностью согласен с тем, что написано в ГОСТ. Но этот случай нельзя применять к паровым котлам. Еще раз повторяю данный ГОСТ относится к пожарной безопасности и там рассмотрены случаи емкостей заполненных горючими газами  или жидкостями. Даже пример расчета в ГОСТ в Приложении Ж приведен для замкнутой цистерны с жидким пропаном. С точки зрения термодинамики классический случай изохорного нагрева. Другим примером изохорного нагрева уже воды является скороварка. Если скороварке  с водой, стоящей на плите, наглухо закрыть предохранительный клапан, то ее тоже разорвет, т.к. здесь тоже имеет место быть изохорный нагрев, сопровождающийся существенным ростом давления. Правда здесь уже не будет огненного шара, т.к. вода не горит)

 

В котле нагрев воды, переход ее в парообразное состояние, перегрев пара - это уже процесс изобарного нагрева. Это уже другая математика. И здесь, при разрыве контура не будет абсолютно никаких условий для повышения давления больше, чем было до аварии

[GeorgeK30]

Потому что котел - это не замкнутый резервуар. 

 

Такое впечатление, что аргументы улетают в стену...да какая разница, что он не замкнут: жидкость перегрета, давление избыточное. Разрушение барабана - получаем взрыв.

А теперь объясните свои аргументы, вот этим товарищам:

Логинов В.С., докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры теоре-
тической и промышленной теплотехники Национального ис-
следовательского Томского политехнического университета;
Семухин Б.С., докт. техн. наук, профессор кафедры «Охрана
труда и окружающей среды» ТГАСУ.

 

Которые были рецензентами в методическом пособии "ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВОВ", в котором в параграфе 4.2 взрыв парового котла считается как BLEVE по методике указанного выше ГОСТ.