(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Разработка конструкции прямоточного парогенератора АЕС
Содержание
- Введение
- 1. Термический расчет поверхности нагрева парогенератора
- 1.1 Уравнения термического и вещественного баланса ПГ АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор). Термическая диаграмма парогенератора
- 1.2 Термообмен со стороны теплоносителя. Термообмен со стороны рабочего тела на испарительном участке
- 1.3 Рассчитываем коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя
- 1.4 Рассчитываем коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего тела на испарительном участке поверхности нагрева парогенератора
- 2. Конструкторский расчет частей парогенератора
- 2.1 Расчет массовой скорости в межтрубном пространстве парогенератора
- 2.2 Расчет высоты трубного пучка парогенератора
- 2.2.1 Расчет коэффициентов теплоотдачи от стены трубы к рабочему телу
- 2.2.2 Расчет поверхности нагрева парогенератора
- 3. Расчет на крепкость частей парогенератора
- 3.1 Поверочный расчет толщины трубки поверхности нагрева
- 3.2 Расчет толщины стены трубной доски
- 3.3 Расчет толщины стены корпуса
- 3.4 Расчет сферических камер раздачи и сбора теплоносителя
- 4. Гидродинамический расчет первого контура парогенератора
- 5. Результаты расчетов
- Выводы
- Список ссылок
Введение
Парогенератор АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор) представляет собой единичный теплообменный аппарат либо их совокупа. В парогенераторах осуществляется создание рабочего пара с внедрением тепла, отводимого из активной зоны реактора охлаждающей средой, направляемой в поверхности нагрева парогенератора. Этот агрегат вместе с атомным реактором и паровой турбиной относится к основному оборудованию двухконтурной паротурбинной АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор). В общем случае парогенератор состоит из подогревательного (водяной экономайзер), паропроизводящего (испаритель), и пароперегревательного (пароперегреватель) частей. Прямоточные парогенераторы характеризуются включением всех частей в одну поочередную цепь с однократным принудительным движением в их рабочего тела за счет напора, создаваемого питательным насосом. В итоге прямоточные парогенераторы выдают слабо перегретый пар.
Конечная цель данного проекта — создать систему прямоточного парогенератора, ординарную в собственной термический и гидродинамической схемах, малогабаритную в компоновке, технологичную в изготовлении, комфортную для монтажа, эксплуатации и ремонта, предугадать габаритные размеры деталей агрегата исходя из убеждений удобства при транспортировке на монтажную площадку. Все элементы парогенератора должны соответствовать всем аспектам прочности, надежности и сохранности при работе.
Весь расчет был разбит на четыре главы: термический, конструкционный, прочностной и гидравлический расчеты. В первой главе рассчитываются теплофизические характеристики теплоносителя и рабочего тела на границах экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков. Во 2-ой главе проводится расчет главных геометрических характеристик трубного пучка, остальных деталей парогенератора. В третьей рассчитываются толщины деталей парогенератора удовлетворяющих условиям прочности. В четвертой главе рассчитывается мощность головного циркуляционного насоса нужная для преодоления гидравлических сопротивлений.
прямоточный парогенератор контур система
1. Термический расчет поверхности нагрева парогенератора
1.1 Уравнения термического и вещественного баланса ПГ АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор). Термическая диаграмма парогенератора
По формулам методических указаний [2]:
(1.1)
где , , , — термическая мощность соответственно экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков, также всего парогенератора, кВт;
, — соответственно паропроизводительность парогенератора и величина продувки, кг/с; , , , — энтальпия соответственно питательной воды, воды и пара на полосы насыщения при давлении рабочего тела, перегретого пара, кДж/кг; — сокрытая теплота парообразования, кДж/кг.
Расход теплоносителя, кг/с:
, (1.2)
где , — энтальпия теплоносителя соответственно на входе и выходе парогенератора, кДж/кг;
— КПД парогенератора, .
Граничное общее паросодержание при прямоточном течении рабочего тела снутри труб
(1.3)
где, ; в свою очередь а = 1,2
рассчитывается во 2-ой главе.
Термическая мощность участков, кВт:
развитого кипения
; (1.4)
ухудшенного термообмена
. (1.5)
температура теплоносителя на границе участков развитого кипения и ухудшенного термообмена
, (1.6)
где — энтальпия теплоносителя, кДж/кг; — его давление, МПа:
(1.7)
Температура теплоносителя, на входе испарительного участка:
; (1.8)
(1.9)
На выходе из него:
; (1.10)
, (1.11)
где — давление на входе в испарительный участок, МПа;
где , — энтальпия соответственно на входе в испарительный участок и выходе из него, кДж/кг.
Набросок 1.1 — Термическая диаграмма парогенератора
1.2 Термообмен со стороны теплоносителя. Термообмен со стороны рабочего тела на испарительном участке
Коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя согласно с [1] рассчитывается по эмпирическим зависимостям для варианта течения однофазной среды в трубах, кВт/ (м2. K):
, (1.12)
где — коэффициент теплопроводимости воды, кВт/ (м. К); , — соответственно внешний поперечник и толщина стены труб поверхности нагрева, м; — число Рейнольдса;
Pr — число Прандтля.
Число Рейнольдса:
, (1.13)
где — массовая скорость теплоносителя, кг/ (м2 с); — динамическая вязкость воды, Па. с.
Коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего тела на испарительном участке поверхности нагрева парогенератора АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор) определяется по формуле приведенной в [1] способом постепенного приближения, кВт/ (м2. K):
, (1.14)
где — температура насыщения при давлении рабочего тела в испарителе, ;
— удельный термический поток, кВт/м2.
Удельный термический поток, кВт/м2:
, (1.15)
где k — коэффициент теплопередачи кВт/ (м2. K); — температурный напор, , определенный для фиксированного расчетного сечения как разность температур теплоносителя и рабочего тела.
Коэффициент теплопередачи, кВт/ (м2. K):
(1.16)
где , — тепловое сопротивление соответственно стены трубы и пленки оксидов на поверхности труб, м2. K/кВт.
Необходимость использования итерационного метода определения связана с тем, что на первом шаге итерации непонятно и тепловое сопротивление принимают равным нулю.
В следующих итерационных шагах уточняются стороны рабочего тела и коэффициент теплопередачи. Вычисления числятся законченными, если расхождение к примеру 5%:
. (1.17)
Тепловое сопротивление стены трубы
, (1.18)
где — толщина стены трубы, м; — коэффициент теплопроводимости материала трубы, кВт/ (м. K). Потому что теплопроводимость материала зависит от его температуры, то в первом приближении можно принять , где — температура рабочего тела.
Тепловое сопротивление оксидных пленок принимается м2. K/кВт.
1.3 Рассчитываем коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя
1. Вход теплоносителя в перегревательный участок:
характеристики теплоносителя можна найти по [4]:
; ; ;
;
.
2. Вход теплоносителя в участок c ухудшенным термообменом:
; ; ;
; .
3. Вход теплоносителя в 1-ый испарительный участок:
; ; ;
; .
4. Выход теплоносителя из испарительного участка:
; ; ;
; .
5. Выход теплоносителя из экономайзерного участка:
; ; ;
; .
1.4 Рассчитываем коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего тела на испарительном участке поверхности нагрева парогенератора
1. Выход из экономайзерного участка:
;
;
.
Необходимость использования итерационного метода определения связана с тем, что на первом шаге итерации непонятно и тепловое сопротивление принимают равным 50:
1)
2)
3)
На этом участке
2. Выход из 1-ого испарительного участка:
;
;
.
Необходимость использования итерационного метода определения связана с тем, что на первом шаге итерации непонятно и тепловое сопротивление принимают равным 50:
1)
2)
3)
На этом участке
2. Конструкторский расчет частей парогенератора
2.1 Расчет массовой скорости в межтрубном пространстве парогенератора
Одним из главных режимных характеристик, определяющих интенсивность конвективного термообмена при течении однофазных сред, является массовая скорость , кг/ (м2. с). Согласно [2] для рабочего тела в экономайзерном и пароперегревательном участках парогенератора АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор):
(2.1)
где — паропроизводительность парогенератора, кг/с; — площадь проходного сечения межтрубного места теплообменного пучка определяется формой поверхности термообмена и методом ввода поверхности термообмена в корпус парогенератора.
По отысканному можем отыскать :
(2.2)
Рациональная форма поверхности нагрева выбирается в главном исходя их 2-ух критерий: заслуги большей компактности и предотвращения появления температурных напряжений.
Для понижения температурных напряжений, возникающих из-за большого отличия температур теплоносителя и рабочего тела, употребляют или особые компенсаторы, или элементы производятся самокомпенсирующимися.
Огромное воздействие на конструктивную схему парогенератора оказывают методы ввода поверхности термообмена в корпус. Они бывают с трубными досками, наружными коллекторами и внутрикорпусными коллекторами.
метод ввода термообмена в корпус с трубными досками представляет собой более обычное конструктивное решение. Но его применение ограничено из-за температурных напряжений, возникающих в трубной доске от перепада температур меж теплоносителем и рабочим телом. Схема с наружными коллекторами удорожает корпус парогенератора, потому что предугадывает огромное количество вводов и выводов труб через стену корпуса.
Таковая схема при больших давлениях нецелесообразна. Схема с внутрикорпусными коллекторами несколько труднее и дороже, чем с трубными досками, но она существенно надежнее.
Площадь проходного сечения межтрубного места теплообменного пучка значительно зависит от метода ввода поверхности нагрева в корпус парогенератора.
n — общее число труб поверхности нагрева
(2.3)
— количество труб расположенных на искосок шестиугольника, вписанного в окружность поперечником .
Набросок 2.1 — Поперечное сечение трубной доски
(2.4)
Набросок 2.2 — Поперечное сечение труб поверхности нагрева парогенератора
— шаг расположения труб по верхушкам равностороннего треугольника — гексагональная упаковка труб, ; — внешний поперечник труб, м. — поперечник трубной доски, м;
(2.5)
Площадь проходного сечения межтрубного места прямотрубного пучка с трубными досками
(2.6)
массовая скорость, кг/ (м2. с).
(2.7)
2.2 Расчет высоты трубного пучка парогенератора
Площадь поверхности нагрева парогенератора в общем случае определяется как сумма площадей поверхностей нагрева экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков. При всем этом фактическая площадь поверхности нагрева берется с неким припасом по отношению к расчетной, м2:
, (2.8)
где — расчетная площадь поверхности нагрева парогенератора,
; — коэффициент припаса,
Используя [3], площадь поверхности нагрева отдельных участков (экономайзерного, испарительного, пароперегревательного)
, (2.9)
где — термическая мощность рассчитываемого участка, кВт; — усредненный коэффициент теплопередачи на рассчитываемом участке, кВт/ (м2. K); — средний температурный напор, .
Усредненный коэффициент теплопередачи
, (2.10)
где , коэффициент теплопередачи соответственно на входе и выходе рабочего тела (либо теплоносителя) рассматриваемого участка поверхности нагрева.
. (2.11)
Больший и температурные напоры определяются как разность температур, теплоносителя и рабочего тела на границах (вход, выход теплоносителя) рассматриваемого участка поверхности нагрева.
При течении в межтрубном пространстве однофазной среды (рабочего тела) вид расчетного соотношения зависит от метода омывания рабочим телом труб поверхности нагрева (продольное, поперечное), расположения труб в пучке (коридорное, шахматное), их шага, угла атаки потоком рабочего тела труб поверхности нагрева и т.п.
При продольном омывании прямотрубного пучка труб поверхности нагрева рабочим телом, находящимся в однофазном состоянии (к примеру, экономайзерный и пароперегревательный участки прямоточного парогенератора) коэффициент теплоотдачи от стены трубы рабочему телу равен:
. (2.12)
Число Рейнольдса: ,
где — гидравлический поперечник;
— коэффициент, который зависит от расположения труб в пучке и их шага.
Для раздвинутых () пучков труб, расположенной в треугольной сетке, можно пользоваться соотношениями [2]:
(2.13)
. (2.14)
2.2.1 Расчет коэффициентов теплоотдачи от стены трубы к рабочему телу
Вход в экономайзерный участок
характеристики рабочего тела, используя [4]:
:
;
Число Рейнольдса: ;
Коэффициент теплоотдачи от стены трубы к рабочему телу на входе в экономайзерный участок:
.
Выход из экономайзерного участка:
характеристики рабочего тела:
.
;
Число Рейнольдса: ;
Коэффициент теплоотдачи от стены трубы к рабочему телу на выходе из экономайзерного участка:
.
Отыскиваем на входе в пароперегревательный участок:
характеристики рабочего тела: (все значения для пара).
;
Число Рейнольдса: ;
Коэффициент теплоотдачи от стены трубы к рабочему телу на входе в пароперегревательный участок:
.
Отыскиваем : для участка с ухудшенной теплоотдачей вводим поправки
(2.15)
;
;
.
Отыскиваем : :
;
;
.
2.2.2 Расчет поверхности нагрева парогенератора
Економайзерный участок
Температура стены трубы
Теплопроводимость материала стены трубы
Тепловое сопротивление стены трубы:
;
Коэффициент теплопередачи на входе теплоносителя в экономайзерный участок:
;
Коэффициент теплопередачи на выходе теплоносителя из экономайзерного участка:
Усредненный коэффициент теплопередачи на экономайзерном участке:
;
Температурный напор на экономайзерном участке:
, ;
Площадь поверхности нагрева экономайзерного участка:
.
Испарительный участок
Коэффициент теплопередачи на входе теплоносителя в испарительный участок:
;
Коэффициент теплопередачи на выходе теплоносителя из испарительного участка:
;
Усредненный коэффициент теплопередачи на испарительном участке:
;
Температурный напор на испарительном участке:
;
Площадь поверхности нагрева испарительного участка:
.
Участок ухудшенного термообмена
Коэффициент теплопередачи на участке ухудшенного термообмена:
;
Усредненный коэффициент теплопередачи на участке ухудшенного термообмена:
;
Температурный напор на на участке ухудшенного термообмена:
;
Площадь поверхности нагрева участка ухудшенного термообмена:
.
Пароперегревательный участок
Коэффициент теплопередачи на входе теплоносителя в пароперегревательный участок:
;
Коэффициент теплопередачи на выходе теплоносителя из пароперегревательного участка:
;
Усредненный коэффициент теплопередачи на пароперегревательном участке:
;
Средний температурный напор на пароперегревательном участке:
;
.
— расчетная площадь поверхности нагрева парогенератора, м2,;
;
, ; .
Приобретенная площадь поверхности нагрева дает возможность высчитать суммарную длину труб поверхности нагрева, м:
. (2.16)
где — расчетный поперечник, м; выбирается по поверхности трубы, со стороны которой существует наибольшее тепловое сопротивление (малый коэффициент теплоотдачи): если , то ; если , то ; если , то . Этот вариант более характерен для водо-водяных парогенераторов АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор)
1. Отыскиваем — длина экономайзерного участка:
означает ;
;
2. Отыскиваем — длина первой части испарительного участка
означает ;
;
3. Отыскиваем -длина 2-ой части испарительного участка
означает ;
;
4. Отыскиваем -длина пароперегревательного участка
означает ;
;
Общая длина труб поверхности нагрева
.
3. Расчет на крепкость частей парогенератора
3.1 Поверочный расчет толщины трубки поверхности нагрева
Толщину трубки поверхности нагрева согласно [1] можно найти по формуле:
, (3.1)
где Рр — расчетное давление, которое определяется с учетом роста давления при осмотре и сертификации сосуда (25%), также с учетом того, что Рр составляет 90%
давления, при котором срабатывает предохранительный клапан. Также в формулу (3.1) Рр нужно поставлять в кгс/мм2. Расчет ведется по наибольшей температуре и давлению. Беря во внимание произнесенное, расчетное давление
. (3.2)
кгс/мм2;
Согласно начальным данным материал труб — 0Х18Н10Т, для него при температуре 320 оС
[н] = 11,72 кгс/мм2, примем = 1, тогда
= 1,27 + С;
надбавка С определяется как
С = С1+ С2+ С3+ С4; (3.3)
где С1 — надбавка на минусовый допуск, мм
С1 = 0,11 (р — С) (3.4)
С1 = = 0,14 мм;
принимаем поправку на уменьшение толщины стены за счет коррозии
С2 = 0,05 мм.
поправку на уменьшение толщины стены по технологическим, монтажным и иным суждениям принимаем С3 = 0, поправка на уменьшение толщины стены в месте гибов
С4 = 0, таковым образом С = 0,19 мм, и толщина стены
р = 1,46 мм.
Наиблежайшее большее сторону не удается, потому что в этом случае будет превышена допустимая точность округления — 3%. Таковым образом, совсем принимаем р = 1,6 мм.
3.2 Расчет толщины стены трубной доски
Набросок 3.1 — Трубная доска
Расчет толщины трубной доски производится по большему давлению и температуре, допустимое напряжение [н] =0,85**. Толщина трубной доски, приваренной к корпусу по контуру
= . (3.5)
где коэффициент определяется по графику зависимо от к/тд
в первом приближении примем тд = 600 мм, тогда
к/тд = 72,64/600 = 0,121;
расчет толщины стены корпуса представлен в последующем параграфе
откуда находим = 0,985.
Sтд = 1,2*dн, тогда
= 0,935 — 0,65*14,2/16,2 = 0,3856;
получаем новое 3.3 Расчет толщины стены корпуса
Толщину стены корпуса можно найти по формуле (3.1)
расчетное давление
Рр = 1,25•0,9•0,102•5,9 = 0,677 кгс/мм2
Принимаем материал корпуса — 22К, для него при температуре 305 оС
[н] = 12,63 кгс/мм2, примем = 1, С = 0, тогда
= 81,12 мм.
Определим поперечник отверстия выхода пара, при всем этом скорость пара считаем равной 50 м/с;
dвп = . (3.6)
dвп = 0,59 м,
где n — количество отверстий
предельный поперечник отверстия, не требующего укрепления
dпр = . (3.7)
dпр = 88,74 мм;
расстояние меж кромками отверстий выхода пара
l = 2,5/2 — 0,59 = 3,3 м;
то делаем вывод, что данные отверстия числятся ослабляющим и их нужно укрепить при помощи штуцеров. Мало вероятная толщина штуцера в этом случае
Sош = = 17,2 мм;
примем Sш = 30 мм, тогда высота штуцера, больше которой его делать не имеет смысла
hш = . (3.8)
hш = = 142,8 мм;
принимаем hш = 140 мм, тогда
fш = 2 hш (Sш — Sош-С). (3.9)
fш = 2 •143 (30 — 17,2) = 3,66•10-3 м2;
Рассчитаем коэффициент ослабления неукрепленным отверстием
. (3.10)
= 1,406
потому что А1, то применяю последующее соотношение
. (3.11)
= 0,587;
Коэффициент прочности с укрепленным отверстием
. (3.12)
= 0,62;
с учетом этого коэффициента толщина обечайки
Sдр = = 119 мм;
Расчет для hш = 140 мм, Sш = 30 мм дает для Sдр части отвода пара и подвода питательной воды Sдр = 120 мм.
Рассчитаем приблизительно поперечникы и толщины тороидального коллектора и подводящих трубок (скорость питательной воды в коллекторе — 6 м/с).
Набросок 3.2 — Коллектор раздачи питательной воды
Поперечник коллектора:
dтк = 0,45 м;
Поперечник подводящей трубки:
dтп = 0,137 м;
толщина коллектора:
= 12,4 мм;
толщина трубки:
= 4 мм;
принимаем совсем для тороидального коллектора и подводящих трубок соответственно 450х12,5 мм и 137х4 мм.
3.4 Расчет сферических камер раздачи и сбора теплоносителя
Набросок 3.3 — Сферическая камера
Камеры раздачи и сбора теплоносителя считаем подобными в конструктивном выполнении, потому расчет проводится для одной из их.
Принимаем камеру сферической формы. Мало допустимая толщина камеры
. (3.13)
принимаем С = 0, = 1, тогда
при всем этом производится условие внедрения данной зависимости др/вд = 0,041
предельный поперечник отверстия, не требующего укрепления
. (3.14)
dпр = 107 мм;
другими словами делаем вывод, что отверстия подвода и отвода теплоносителя (dптн = 1,5 м) нужно укрепить при помощи штуцера. Мало вероятная толщина штуцера в этом случае
примем Sш = 180 мм, тогда высота штуцера, больше которой его делать не имеет смысла
. (3.15)
принимаем hш = 500 мм, тогда
fш = 2 hш (Sш — Sош-С). (3.16)
fш = 2•500 (180 — 129) = 0,062 м2.
Рассчитаем коэффициент ослабления неукрепленным отверстием
. (3.9)
потому что А1, то принимаем последующее соотношение
. (3.17)
Коэффициент прочности для камеры с укрепленным отверстием
. (3.18)
с учетом этого коэффициента толщина камеры
4. Гидродинамический расчет первого контура парогенератора
Набросок 4.1 — Гидродинамическая схема парогенератора
Большая часть гидродинамических расчетов в ядерной энергетике соединено с течением в каналах. Главные задачки при расчете таковых течений (в большей степени несжимаемых однофазных сред) — определение гидравлических сопротивлений каналов различной формы и местных сопротивлений; расчет распределения расходов и распределения скоростей и т.д.
одна из задач расчета гидравлического сопротивления — определение утрат давления в каналах и издержек на прокачку теплоносителя.
Мощность ГЦН, затрачиваемая на прокачку теплоносителя по трубам поверхности нагрева парогенератора по формуле, взятой из [3], кВт:
. (4.1)
где — расход теплоносителя, кг/с; — гидравлическое сопротивление парогенератора, кПа; — плотность теплоносителя на выходе из парогенератора, кг/м3; — КПД ГЦН, .
Поперечник штуцера подвода (отвода) теплоносителя:
.
Коэффициент сопротивления при неожиданном увеличении сечения (выход теплоносителя из штуцера в камеру):
.
Исходя из особенностей течения среды в конструктивных элементах парогенератора, они разбиваются на участки, для которых определяются утраты напора.
Гидравлическое сопротивление камеры подвода теплоносителя:
;
— массовая скорость теплоносителя, кг/ (м2. с); — удельный размер теплоносителя, м3/кг.
; (4.2)
.
Гидравлическое сопротивление второго участка
. (4.3)
где — сумма коэффициентов местных сопротивлений; — коэффициент трения;
, — соответственно гидравлическая длинна и поперечник, м;
Коэффициент местного сопротивления определяется типом крайнего. Для хоть какого фактически принципиального варианта на базе опыта или получены эмпирические зависимости для вычисления коэффициентов местного сопротивления, или приводятся конкретно числовые значения, находящиеся в справочниках и нормативных материалах.
.
;
.
Коэффициент сопротивления при неожиданном уменьшении проходного сечения (выход теплоносителя из камеры в штуцер):
;
.
Сумма утрат напора (гидравлическое сопротивление) на этих участках и обусловит мощность, затрачиваемую не прокачку теплоносителя через парогенератор [3]:
. (4.4)
.
где n — число участков, на которые расчленяется тракт теплоносителя в границах парогенератора; — гидравлическое сопротивление i-го участка, кПа.
Коэффициент трения — зависит от вида воды, режима течения Re и состояния поверхности канала (шероховатости стены ). Начиная со значения , коэффициент трения не зависит ни от параметров среды, ни от скорости течения и определяется лишь относительной шероховатостью. Для режимов течения с коэффициент трения определяется по формуле Никурадзе.
Шероховатость труб из углеродистой стали не превосходит 0,1 мм, из аустенитной стали — 0,05мм.
При продольном движении потока в каналах хоть какой формы гидравлическое сопротивление по гидравлическому поперечнику . При течении в круглых трубах , для кругового канала . Для наиболее сложных случаев эквивалентный гидравлический поперечник рассчитывается по формулам, приведенным в справочникам.
5. Результаты расчетов
Таблица 5.1 — Результаты термического расчета
Величина
Размерность
кВт
кВт
кВт
кВт
кВт
кВт
кг/с
327,2
328,5
305,1
Таблица 5.2 — Результаты термического расчета
Величина
Размерность
709000
650000
718000
721000
728152
44,2
кВт/ (м2. K)
44,64
кВт/ (м2. K)
42,24
кВт/ (м2. K)
47,38
кВт/ (м2. K)
47,24
кВт/ (м2. K)
44,13
кВт/ (м2. K)
66,7
кВт/ (м2. K)
Таблица 5.3 — Результаты конструкторского расчета
Величина
Размерность
18048
шт
156
шт
16,8
мм
2,638
м
2,684
мІ
301,75
кг/ (м2. с)
0,943
Таблица 5.4 — Результаты конструкционного расчета
Величина
Размерность
55,1
41,24
53,4
37,67
0,0823
м
0,0252
0,886
0,956
6,68
кВт/ (м2. K)
7,28
кВт/ (м2. K)
44,13
кВт/ (м2. K)
66,7
кВт/ (м2. K)
2,81
кВт/ (м2. K)
3,32
кВт/ (м2. K)
2,78
кВт/ (м2. K)
3,88
кВт/ (м2. K)
7,585
кВт/ (м2. K)
2,13
кВт/ (м2. K)
2,278
кВт/ (м2. K)
1172
м2
3901,3
м2
593,3
м2
1161
м2
6827
м2
9,56
м
Таблица 5.5 — Результаты прочностного расчета
Величина
Размерность
1,4
мм
73
мм
144
мм
664
мм
606
мм
220
мм
680
мм
1500
мм
Таблица 5.6 Результаты гидравлического расчета
Величина
Размерность
0,51
0,0198
0,33
30,35
кПа
243,65
кПа
17,67
кПа
292
кПа
4985
кВт
Выводы
В итоге выполнения данного курсового проекта был проведен учебный расчет конструкции прямоточного парогенератора. Расчет состоял из 4 главных частей: термического, конструкционного, прочностного и гидравлического расчетов.
В первой главе были рассчитаны термическая мощность парогенератора и отдельных его частей, расход теплоносителя, температуры рабочего тела и теплоносителя на границах экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков.
Во 2-ой главе были рассчитаны главные геометрические характеристики парогенератора: количество трубок теплоносителя и их длина, шаг трубок в трубной доске, массовая скорость теплоносителя и граничное общее паросодержание, поперечник трубной доски, площади теплопередающих поверхностей, поперечникы входных и выходных отверстий теплоносителя и рабочего тела.
В третьей главе проведен прочностной расчет трубки теплоносителя, корпуса парогенератора (с учетом ослабляющих отверстий), толщины трубной доски, крышки парогенератора, камер подвода и отвода теплоносителя.
В четвертой главе были рассчитаны гидравлические сопротивления камерыподвода и отвода теплоносителя, гидравлические сопротивления в трубкахтеплоносителя, что позволило найти мощность головного циркуляционного насоса, затрачиваемую на преодоление этих сопротивлений кВт.
Список ссылок
1. Рассохин Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 384 с.
2. Методические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Парогенераторы АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор)» для студентов специальности «Атомные электронные станции» / Сост.В.П. Рожалин. — К.: КПИ, 1990. — 80 с.
3. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Парогенераторы атомных электростанций” для студентов специальности 0520 «Парогенераторостроение” /Сост.В.К. Щербаков — К.: КПИ, 1984. — 40 с.
4. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизических параметров воды и водяного пара. — М.: Изд-во эталонов, 1969. — 408 с.
]]>