(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проектирование корабельной (судовой) ядерной реакторной установки
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине «Судовое основное энергетическое оборудование. Паропроизводящие установки»
На тему«Проектирование корабельной (судовой) ядерной реакторной установки»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ТЕМА: «Проектирование корабельной (судовой) ядерной реакторной установки»
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
— общая паропроизводительность D =58 кг/с
— температура перегретого пара на выходе из ПГ tпе=280 °С
— давление перегретого пара на выходе из ПГ Pпе=2.4 МПа
— давление ТН Рт=15.0 МПа
— размер ТН первого контура Vтн=11 м3
гидр. сопротивление тракта РТ на экономайзерном участке ?Рэк=0.15 МПа
— гидр. сопротивление тракта РТ на испарительном участке ?Рисп=0.3 МПа
— гидр. сопротивление тракта РТ на пароперегревательном участке ?Рпе=0.16 МПа
— давление в конденсаторе Рк=0.02 МПа
Введение
работы по данной технологической аннотации рекомендуется делать спец звеньями в составе 2-ух, 3-х слесарей-монтажников, сварщиков, сборщиков-проверщиков, стропальщиков с квалификацией 3-5разрядов зависимо от трудности выполняемых операций.
Погрузку парогенератора и реактора создавать в присутствии представителей завода поставщика, УКП, заказчика и под управлением ответственного исполнителя, назначенного начальником участка.
При проведении монтажа изделий нужно соблюдать требования сохранности изложенные в разделе 3.
Перед установкой парогенератора и реактора проверить наличие рисок, устанавливающих обоюдное положение сопрягаемых изделий, при отсутствии рисок их нужно нанести.
Установку изделий нужно выполнить, не допуская повреждения деталей.
Крепежные изделия поменять при наличии последующих изъянов:
1) смятие граней под ключ;
2) повреждение наиболее 2-ух витков резьбы;
3) коррозионные разрушения резьбы, при которых отличия от профиля и размеров сверхпредельных значений, установленных эталоном;
4) трещинок, расслоения сплава.
До перегрузки парогенераторов и реактора в кессоны бака ЖВЗ непременно должны быть проведены последующие работы:
1) расконсервация и установление соответствия техническим условиям на поставку;
2) проверка на чистоту обезжиренных сварных соединений;
3) чистка корпуса и остальных деталей с внешной стороны ацетоном перед установкой и установка термоизоляции;
4) установка временных технологических заглушек в замен транспортных;
5) транспортировка узлов оборудования к месту монтажа на судне.
Перед транспортировкой реактор и парогенераторы должны быть кропотливо взвешены на рычажных вагонных весах совместно с платформой.
1. Прямоточный парогенератор
1.1 Прямой термический расчёт парогенератора
Таблица 1.1
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
Среднее давление на пароперегревательном участке в тракте РТ
МПа
Pпе+0,5?Pпе
2,48
2
Среднее давление на испарительном участке в тракте РТ
МПа
Pпе+?Pпе+0,5?Pисп
2,71
3
Среднее давление на экономайзерном участке в тракте РТ
МПа
Pпе+?PПЕ+?PИСП+0,5?PЭК
2,935
4
давление питательной воды
РПВ
МПа
PПЕ+?PПГ
3,01
5
Средняя температура на испарительном участке в тракте РТ
?С
справ. данное, [1]
228.06
6
Удельный объём бурлящей воды на испарительном участке в тракте РТ
м3/кг
справ. данное, [1]
0,0012050
7
температура питательной воды
tПВ
?С
справ. данное, [1]
60.09
8
Энтальпия бурлящей воды
кДж/кг
справ. данное, [1]
981,2
9
Энтальпия сухого насыщенного пара
кДж/кг
справ. данное, [1]
2801,5
10
Энтальпия перегретого пара
iПЕ
кДж/кг
справ. данное, [1]
2960
11
Энтальпия питательной воды
iПВ
кДж/кг
справ. данное, [1]
253,6
12
Паропроизводительность одной секции ПГ
D
кг/с
9,66
13
Термическая мощность, передаваемая РТ на экономайзерном участке
кВт
D•(i’- iПВ)
7028,616
14
Термическая мощность, передаваемая РТ на испарительном участке
кВт
17584,098
15
Термическая мощность, передаваемая РТ на пароперегревательном участке
кВт
1531,11
16
Термическая мощность, передаваемая РТ в ПГ
кВт
QЭК+QИСП+QПЕ
26143,824
17
Термическая мощность, отдаваемая ТН на экономайзерном участке
кВт
7099,6
18
Термическая мощность, отдаваемая ТН на испарительном участке
кВт
17761,7
19
Термическая мощность, отдаваемая ТН на пароперегревательном участке
кВт
1546,57
20
Термическая мощность, отдаваемая ТН в ПГ
кВт
26407,9
21
температура насыщения ТН
ts
?С
справ. данное, [1]
342,12
22
Температура ТН на выходе из реактора
?С
ts-?tнт
312,12
23
температура ТН на входе в ПГ
?С
312,12
1
2
3
4
5
6
24
Температура ТН на выходе из ПГ
?С
272,12
25
Энтальпия ТН на входе в ПГ
кДж/кг
справ. данное, [1]
1397
26
Энтальпия ТН на выходе из ПГ
кДж/кг
справ. данное, [1]
1190
27
Расход ТН через ПГ
кг/с
127,57
28
Разность энтальпий ТН на границах пароперегревательного участка
кДж/кг
12,12
29
Разность энтальпий ТН на границах испарительного участка
кДж/кг
139,23
30
Энтальпия ТН на входе в испарительный участок
кДж/кг
—
1384,88
31
Энтальпия ТН на входе в экономайзерный участок
кДж/кг
—
1245,65
32
температура ТН на входе в испарительный участок
?С
справ. данное, [1]
308
33
температура ТН на входе в экономайзерный участок
?С
справ. данное, [1]
282,5
34
Экономайзерный участок:
—
больший температурный напор
?С
— tПВ
212,03
—
наименьший температурный напор
?С
—
54,44
—
средний температурный напор
?С
115,9
35
Испарительный участок:
—
больший температурный напор
?С
—
79,94
—
наименьший температурный напор
?С
—
54,44
—
Средний температурный напор
?С
66,4
36
Пароперегревательный участок:
—
больший температурный напор
?С
—
79,94
—
наименьший температурный напор
?С
-tПЕ
32,12
—
средний температурный напор
?С
52,4
37
Физические характеристики сред на участках:
37.1
Экономайзерный участок:
37.1.1
Тракт ТН:
—
средняя температура
?С
0,5(+)
277,31
—
теплопроводимость
справ. данное, [1]
600?10-3
—
удельный объём
м3/кг
справ. данное, [1]
0,0013
—
число Прандтля
—
справ. данное, [1]
0,818
—
динамическая вязкость
мкПа•с
справ. данное, [1]
97,307
—
кинематическая вязкость
м2/с
•
0,1265?10-6
37.1.2
Тракт РТ:
—
средняя температура
?С
—
161,41
—
теплопроводимость
справ. данное, [1]
680?10-3
—
удельный объём
м3/кг
справ. данное, [1]
0,0011
—
число Прандтля
—
справ. данное, [1]
1,08
—
динамическая вязкость
мкПа•с
справ. данное, [1]
169
—
кинематическая вязкость
м2/с
•
0,186?10-6
37.2
Испарительный участок:
37.2.1
Тракт ТН:
—
средняя температура
?С
+
294,46
—
теплопроводимость
справ. данное, [1]
570,7?10-3
—
удельный объём
м3/кг
справ. данное, [1]
0,00135
—
число Прандтля
—
справ. данное, [1]
0,849
—
динамическая вязкость
мкПа•с
справ. данное, [1]
90,2
—
кинематическая вязкость
м2/с
•
0,12177?10-6
37.3
Пароперегревательный участок:
37.3.1
Тракт ТН:
—
средняя температура
?С
0,5(+)
310,06
—
теплопроводимость
справ. данное, [1]
541,6?10-3
—
удельный объём
м3/кг
справ. данное, [1]
0,0014212
—
число Прандтля
—
справ. данное, [1]
0,903
—
динамическая вязкость
мкПа•с
справ. данное, [1]
84,3
—
кинематическая вязкость
м2/с
•
0,1198?10-6
37.3.2
Тракт РТ:
—
средняя температура
?С
—
257,66
—
теплопроводимость
справ. данное, [1]
45,5?10-3
—
удельный объём
м3/кг
справ. данное, [1]
0,088
—
число Прандтля
—
справ. данное, [1]
1,09
—
динамическая вязкость
мкПа•с
справ. данное, [1]
18,1
—
кинематическая вязкость
м2/с
•
1,5928?10-6
Рис. 1.2
характеристики:
tтвых.пг =272.12 ?C;
tтвх.эк =282.5 ?C;
tтвх.исп =308 ?C;
tтвх.пг =312.12 ?C;
tпв =60.09 ?C;
tпе =280 ?C;
hэк =0.301 м;
hисп =0,935 м;
hпе =0.292 м;
Нпг =73.84 м.
1.2 Сборка проточной части и расчёт скоростей сред
Таблица 1.2
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
2
3
4
5
6
1
Внутренний поперечник трубок
dвн
м
принято, [2]
0.015
2
Толщина стен труб
?ст
м
принято, [2]
0.002
3
Горизонтальный зазор меж примыкающими трубками
?гор
м
принято, [2]
0.003
4
Вертикальный зазор меж примыкающими трубками
?верт
м
принято, [2]
0.003
5
Скорость рабочего тела на экономайзерном участке
Wэк
м/с
принято, [2]
1
6
Число трубок в первом слое
n1
шт
принято, [2]
2
7
Внешний поперечник трубок
dнар
м
dвн+2?ст
0.019
8
Средний поперечник трубок
dср
м
dнар-?ст
0.017
9
Поперечник центрального вытеснителя
Dцв
м
(10?12)dнар
0.2
10
Общее число трубок
nтр
шт
60
11
Шаг меж смежными трубками в слое навивки
S1
м
dнар+?верт
0.022
12
Шаг меж слоями навивки
S2
м
dнар+?гор
0.022
13
Относительный поперечный шаг трубок
—
1.16
14
Относительный продольный шаг трубок
—
1.16
15
Поперечник первого слоя трубок
D1
м
Dцв+dнар+?гор
0.222
Поперечникы следующих слоёв трубок
Di
м
Di-1+2dнар+2?гор
Табл.1.2.1
16
Внешний поперечник проточной части
DПГ
м
0,775
17
Средний поперечник проточной части
Dср
м
0.4875
18
Число трубок в следующих слоях навивки
ni
шт
Табл.1.2.1
19
Принятое число трубок
шт
[4]
57
20
Число слоёв навивки
Z
—
[4]
13
21
Площадь проходного сечения межтрубного места
м2
?• Dср•Z• ?гор
0,0597
22
Действительная скорость РТ на экономайзерном участке
м/с
1,055
23
Скорость РТ на пароперегревательном участке
м/с
84.4
24
Скорость ТН на экономайзерном участке
м/с
2,78
1
2
3
4
5
6
25
Скорость ТН на испарительном участке
м/с
2,88
26
Скорость ТН на пароперегревательном участке
м/с
3,03
Определение числа труб и слоев проточной части ПГ Таблица 1.2.1
№ i-го слоя
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Di ,м
0,222
0,266
0,310
0,354
0,398
0,442
0,486
0,530
0,57
0.618
0.662
0.706
0.75
ni , шт
2
2
3
3
4
4
4
5
5
6
6
6
7
?ni=ni+ni-1 , шт
2
4
7
10
14
18
22
27
32
38
44
50
57
Рис. 1.3
характеристики:
Dпг =0,775 м
Dцв =0,2 м
D1 =0,222 м
S1 =0,022 м
?1 =0,003 м
?2 =0,003 м
?пг =0,003 м
1.3 Расчёт теплоотдачи, теплопередачи и определение площади поверхности термообмена
Таблица 1.3
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
Тракт теплоносителя
1.2
Число Re на экономайзерном участке
—
417549.4
1.3
Число Re на испарительном участке
—
428504.3
1.4
Число Re на пароперегревательном участке
—
480550.9
1.5
Число Nu на экономайзерном участке
—
985.447
1.6
Число Nu на испарительном участке
—
1020
1.7
Число Nu на пароперегревательном участке
—
1146
1.8
Коэффициент теплоотдачи к стене на экономайзерном участке
31120
1.9
Коэффициент теплоотдачи к стене на испарительном участке
30640
1.10
Коэффициент теплоотдачи к стене на пароперегревательном участке
32670
2
Тракт рабочего тела
2.1
Число Re на экономайзерном участке
—
85080
2.2
Число Re на пароперегревательном участке
—
794800
2.3
Число Nu на экономайзерном участке
—
[4]
251
2.4
Число Nu на пароперегревательном участке
—
1001
2.5
Коэффициент теплоотдачи от стены на экономайзерном участке
11380
поправочный коэффициент
—
1
2.6
Коэффициент теплоотдачи от стены на пароперегревательном участке
3036
2.7
Коэффициент теплоотдачи от стены на испарительном участке
способом поочередных приближений
45930
2.7.1
Термический поток в первом приближении
Вт/м2
[4]
100000
300000
500000
2.7.2
Коэффициент теплоотдачи
17140
36980
52880
2.7.3
Средняя температура стен трубок
?С
270,64
258,147
252,42
2.7.4
Коэффициент теплопроводимости стен трубок
[4]
18,45
18,3
18,23
2.7.5
Коэффициент теплопередачи
5016
5918
6201
2.7.6
Термический поток во 2-м приближении
Вт/м2
333062
392955
411746
2.7.7
Строим график , значения из п.п. 2.7.1 и 2.7.6
см. рис. 1.4
qисп=408800
2.7.8
Коэффициент теплоотдачи на испарительном участке
45930
1
2
3
4
5
6
3
Средняя температура стен трубок на экономайзерном участке
?С
246.3
4
Средняя температура стен трубок на испарительном участке
?С
254.6
5
Средняя температура стен трубок на пароперегревательном участке
?С
310.06
6
Коэффициент теплопроводимости стен трубок на экономайзерном участке
[4]
18.15
7
Коэффициент теплопроводимости стен трубок на испарительном участке
[4]
18.25
8
Коэффициент теплопроводимости стен трубок на пароперегревательном участке
[4]
19.06
9
Коэффициент теплопередачи на экономайзерном участке
4344
10
Коэффициент теплопередачи на испарительном участке
6098
11
Коэффициент теплопередачи на пароперегревательном участке
2151
12
Коэффициент припаса, учитывающий эффективность использования поверхности термообмена
—
[4]
0.97
13
Площадь поверхности термообмена на экономайзерном участке
м2
14.54
14
Площадь поверхности термообмена на испарительном участке
м2
45.2
15
Площадь поверхности термообмена на пароперегревательном участке
м2
14.1
16
Площадь поверхности термообмена ПГ
м2
НЭК+НИСП+НПЕ
73.84
17
Требуемая длина навиваемых петлей
lтр
м
24.3
18
Высота поверхности термообмена ПГ на экономайзерном участке
hЭК
м
0.301
19
Высота поверхности термообмена ПГ на испарительном участке
hИСП
м
0.935
20
Высота поверхности термообмена ПГ на пароперегревательном участке
hПЕ
м
0.292
21
Высота поверхности термообмена ПГ
hПГ
м
1.528
22
Отношение высоты поверхности термообмена ПГ к внешнему поперечнику проточной части
—
1.97
23
Габаритное ограничение
—
1.97 ? 4
Рис. 1.4
q1”= 333062 Вт/м2
q2”= 392955 Вт/м2
q3”= 411746 Вт/м2
1.4 Конструктивное оформление парогенератора
Таблица 1.4
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
Допускаемое напряжение для избранного материала корпуса
МПа
справ. данное, [6]
117
2
Внутренний поперечник патрубка входа питательной воды в ПГ
м
0.113
3
Номинальная толщина стены патрубка входа ПВ в ПГ
м
(0.0015)
0.0035
4
Внешний поперечник патрубка входа питательной воды в ПГ
м
+2
0.12
5
Внутренний поперечник патрубка входа перегретого пара из ПГ
м
0.113
6
Номинальная толщина стены патрубка выхода перегретого пара из ПГ
м
(0.0012)
0.0035
7
Внешний поперечник патрубка выхода перегретого пара из ПГ
м
+2
0.12
8
Внутренний поперечник патрубка входа ТН в ПГ
м
0.276
9
Номинальная толщина стены патрубка входа ТН в ПГ
м
0.019
10
Внешний поперечник патрубка входа ТН в ПГ
м
+2
0.314
11
Внутренний поперечник патрубка выхода ТН из ПГ
м
0.418
12
Номинальная толщина стены патрубка выхода ТН из ПГ
м
0.029
13
Внешний поперечник патрубка выхода ТН из ПГ
м
+2
0.476
14
Номинальная толщина стены корпуса ПГ
м
0.053
15
Внешний поперечник ПГ
м
DПГ+2
0.881
16
Номинальная толщина стены выпуклого днища ПГ
м
0.048
17
Коэффициент, зависящий от конструкции днища
К
—
справ. данное, [6]
0.6
18
Коэффициент, зависящий от размера отверстия в крышке
К0
—
справ. данное, [6]
1
19
Номинальная толщина крышки ПГ
м
0.166
Рис. 1.5
2. Проектирование АЗ и ТВС
2.1 Определение размеров АЗ и ТВС
Таблица 2.1
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
2
3
4
5
6
1
Удельная теплонапряжённость АЗ
qv
МВт/м3
принято, [3]
72
2
Поперечник горючего ТВЭЛа
dгор
м
принято, [3]
0.009
3
Толщина оболочки ТВЭЛа
?о
м
принято, [3]
0.0007
4
Отношение шага ТВЭЛа к поперечнику
—
принято, [3]
1.2
5
Ширина межканального зазора
а
м
принято, [3]
0.012
6
количество ТВЭЛов
nТВЭЛ
—
принято, [3]
49
7
Коэффициент припаса
—
принято, [3]
1.1
8
Термическая мощность реактора
Qр
МВт
87.15
9
Объём активной зоны
VАЗ
м3
1.21
10
Поперечник активной зоны
DАЗ
м
1.155
11
Высота активной зоны
НАЗ
м
DАЗ
1.155
12
Внешний поперечник ТВЭЛа
dТВЭЛ
м
dгор+2?о
0.0104
13
Расстояние меж ТВЭЛами в сборке
t
м
0.0125
14
Сторона ТВС
S
м
0.09
15
Площадь поперечного сечения АЗ
SАЗ
м2
1.047
16
Площадь условной ячейки для квадратного канала
м2
0.01
17
количество ТВС
—
105
18
Принятое количество ТВС с учётом их размещения в активной зоне
—
См. рис 2.2
105
Рис. 2.1
Рис.2.2
Dаз =1.155 м;
a =0.012 м;
S =0.09 м.
2.2 Выбор характеристик теплоносителя
Таблица 2.2
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
2
3
4
5
6
1
температура ТН на входе в реактор
Твх
?С
272.12
2
температура ТН на выходе из реактора
Твых
?С
312.12
3
Нагрев ТН в реакторе
?Т
?С
Твых — Твх
40
4
температура насыщения ТН
ts
?С
справ. данное, [1]
342.12
5
Величина недогрева до кипения
Ts
?С
ts — Твых
30
6
Коэффициент допустимого роста мощности
KN
—
справ. данное
1.2
7
Коэффициент допустимого понижения расхода
KG
—
справ. данное
0.85
8
Предельная температура ТН на выходе из реактора в случае одновременного роста мощности и понижения расхода
Tmax
?С
333.6
9
Энтальпия ТН на выходе из реактора
iвых
кДж/кг
1397
10
Энтальпия ТН на входе в реактор
iвх
кДж/кг
1190
11
Расход ТН через АЗ
GТН
кг/c
421
2.3 Разработка схемы ТВС
Таблица 2.3
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числ. знач-ие
1
2
3
4
5
6
1
Проходное сечение ТВС
м2
0.0036
2
Средняя температура ТН
Тср
?С
292.12
3
Средний удельный объём ТН
Vср
м3/кг
[1]
0.00135
4
Средняя скорость теплоносителя
Wср
м/с
1.5
5
Площадь поверхности термообмена для всех ТВЭЛов реактора
Fто
м2
194.156
6
Средний термический поток
qср
МВт/м2
0.448
2.4 Гидравлическое профилирование активной зоны
Таблица 2.4
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
Действенная добавка
?эф
—
[4]
0.1
2
Действенная высота АЗ
Нэф
м
НАЗ+2?эф
1.355
3
Действенный поперечник АЗ
Dэф
м
Нэф
1.355
4
Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по радиусу АЗ
Kr
—
2.012
5
Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по высоте АЗ
Kz
—
1.368
6
Объёмный коэффициент неравномерности тепловыделения
Kv
—
2.752
7
Наибольший термический поток
qmax
МВт/м2
1.23
8
Средняя термическая мощность ТВС
Qср
МВт
0.83
9
Термическая мощность центральных рабочих каналов
QЦРК
МВт
1.67
10
Расход ТН через ЦРК
GЦРК
кг/с
8.067
11
Скорость ТН в ЦРК
WЦРК
м/с
3.025
3. Проверка теплотехнической надёжности активной зоны
3.1 Расчёт наибольшей температуры оболочки ТВЭЛ
Таблица 3.1
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числовое
1
2
3
4
5
6
1
Энтальпия бурлящей воды
кДж/кг
справ. данное, [1]
1631.8
2
Периметр термообмена ТВЭЛ в сборке и кожуха ТВС
Пт
м
1.961
3
Эквивалентный поперечник пучка ТВЭЛ
dэкв
м
0.0073
4
Плотность воды при средней температуре ТН
кг/м3
740.74
5
Удельный объём бурлящей воды
м3/кг
справ. данное, [1]
0.0016834
6
Плотность бурлящей воды
кг/м3
594.036
7
Удельный объём сухого насыщенного пара
м3/кг
справ. данное, [1]
0.009827
8
Плотность сухого насыщенного пара
кг/м3
101.76
1
2
3
4
5
6
9
Распределение термического потока по высоте ТВЭЛ
q(Zi)
кВт/м2
Табл.3.1.1.
число участков разбиения ТВЭЛ по высоте
i
—
принято
19
Высота соответственного участка
Zi
м
Табл.3.1.1.
10
Энтальпия ТН, при которой температура оболочки постоянна
кДж/кг
Табл.3.1.1.
11
Периметр термообмена ТВС
м
1.6
12
Энтальпия ТН по длине ТВС
iт(Zi)
кДж/кг
[4]
Табл.3.1.1.
13
Полное поперечное сечение ТВЭЛ в пучке
SТВ
м2
0.0042
14
Плотность решётки стержней
—
1.17
15
Коэффициент наполнения пучка ТВЭЛ
—
0.69
16
Действенный поперечник
d
м
0.005
17
Кинематическая вязкость
м2/с
спав. данное, [1]
0.1233?10-6
18
Аспект Re
Re
—
122668.3
1
2
3
4
5
6
19
Аспект Pr
Pr
—
спав. данное, [1]
0,8435
20
Теплопроводимость ТН
спав. данное, [1]
575.94?10-3
21
Коэффициент теплоотдачи
29140
22
Тепловое сопротивление теплоотдачи
3.432?10-5
23
Удельная теплоёмкость ТН
Ср
5175
24
Координата точки по длине ТВЭЛ, в какой достигается max температура оболочки
ZОБ
м
0.194
25
Наибольшая температура оболочки ТВЭЛ
?С
[4]
338.8
26
Допускаемая температура оболочки ТВЭЛ
?С
[4]
380
27
Условие теплотехнической надёжности
?
производится
Таблица 3.1.1
№ участка i
Z, м
q (Z), кВт/м2
iпк(Z), кДж/кг
iт(Z), кДж/кг
1
-0,5775
282.6
1600
1190
2
-0,525
425.9
1582
1194
3
-0,4725
562.8
1564
1199
4
-0,42
691.5
1546
1205
5
-0,3675
810
1530
1213
6
-0,315
916
1516
1222
7
-0,2625
1009
1502
1232
8
-0,21
1087
1491
1243
9
-0,1575
1149
1483
1255
10
0
1230
1471
1292
11
0,1575
1149
1483
1330
12
0,21
1087
1491
1342
13
0,2625
1009
1502
1353
14
0,315
916
1516
1363
15
0,3675
810
1530
1372
16
0,42
691.5
1546
1379
17
0,4725
562.8
1564
1386
18
0,525
425.9
1582
1391
19
0,5775
282.6
1600
1395
Рис. 3.1
3.2 Расчёт наибольшей температуры ядерного горючего
Таблица 3.2
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Численное
1
Коэффициент теплопроводимости оболочки
справ. данное [4]
19,8088
2
Коэффициент теплопроводимости горючего
справ. данное [4]
2,3162
3
Тепловое сопротивление оболочки
3,53?10-5
4
Тепловое сопротивление горючего ТВЭЛ
9,714?10-4
5
Координата точки по длине ТВЭЛ, в какой достигается max температура горючего ТВЭЛ
м
6,848?10-3
6
Наибольшая температура горючего ТВЭЛ
?С
[4]
1573
7
Допускаемая температура горючего ТВЭЛ
?С
[4]
2800
8
Условие теплотехнической надёжности
?
1573?2800
3.3 Расчёт припаса по кризису термообмена
Таблица 3.3
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Числ. знач.
1
2
3
4
5
6
1
Теплота парообразования
r
кДж/кг
справ. данное [1]
999,4
2
Относительная энтальпия потока в сечении Z
X(Zi)
—
Табл.3.3.1.
3
Критичный термический поток
qкр(Zi)
МВт/м2
Табл.3.3.1.
4
Коэффициент припаса по кризису термообмена
Ккр(Zi)
—
Табл.3.3.1.
Таблица 3.3.1
№ участка i
qкр(Z), МВт/м2
Ккр(Z)
X(Z)
1
3.091
10.94
-0.442
2
3.081
7.23
-0.438
3
3.068
5.45
-0.433
4
3.052
4.41
-0.427
5
3.032
3.74
-0.419
6
3.009
3.28
-0.41
7
2.983
2.96
-0.4
8
2.955
2.72
-0.389
9
2.924
2.54
-0.377
10
2.83
2.3
-0.34
11
2.734
2.38
-0.302
12
2.704
2.5
-0.29
13
2.676
2.65
-0.279
14
2.651
2.9
-0.269
15
2.629
3.24
-0.26
16
2.611
3.77
-0.253
17
2.594
4.61
-0.246
18
2.581
6.06
-0.241
19
2.571
9.1
-0.237
Рис. 3.2
4. Расчёт системы компенсации объёма
Таблица 4
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Численное
1
2
3
4
5
6
1
характеристики ТН при работе установки на номинальных параметрах:
—
температура ТН в СКО
ТСКОГОР
?С
190-200
200
—
Удельный объём воды в СКО
м3/кг
справ.данное,[1]
0,0011432
2
Характеристики ТН на стопроцентно расхоложенной установке:
—
давление теплоносителя
Ртхол
МПа
0,1
0,1
—
Температура ТН в СКО
ТСКО
?С
20
20
—
Удельный объём воды в СКО
м3/кг
справ. данное, [1]
0,0010017
3
Размер ТН первого контура
Vтн
м3
задано
11
4
Объём ТН, вытесняемого из первого контура в СКО
Vв
м3
Vтн * /- Vтн
1,554
5
Объём ТН в жидкостных баллонах на 100% мощности
Vт
м3
1,645
6
Малый объём газа в жидкостных баллонах
м3
0,8?1,4
1,355
7
Ёмкость жидкостных баллонов
VЖБ
м3
Vт+
3
8
количество жидкостных баллонов
Z1
шт.
2?4
3
9
Допустимая величина конфигурации давления в первом контуре
? Рт
МПа
(0,15?0,25)•Рт
3
10
Показатель политропы
nГ
— азот 1,40
1,4
11
Ёмкость газовых баллонов
VГБ
м3
12,73
12
количество газовых баллонов
Z2
шт.
31
13
Масса СКО
т
55,125
5. Расчёт ионообменного фильтра
Таблица 5
№
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Расчётная формула
Численное
1
Ёмкость обессоливающей загрузки
кг
задано, 30
30
2
Содержание ионов хлора в начальной воде
мг/л
задано, 0,3
0,3
3
Объёмный расход воды через фильтр
Q
м3/ч
Q = 0,01 Qт
20,46
4
Ресурс фильтра
ч
823
5
Ёмкость свежайшей смешанной загрузки фильтра
q0
350?400
350
6
Объём загрузки фильтра
Vф
м3
4.13
7
Высота загрузки фильтра
Н
м
0,8?1,3
1,2
8
Скорость фильтрования
W
м/ч
150?160
150
9
Проходное сечение всех фильтров
F
м2
4.13
10
Внутренний поперечник фильтра
DВН
м
1?1,5
1,5
11
количество фильтров
nф
шт.
3
12
Гидравлическое сопротивление свежайшего слоя загрузки
61224,5
6. Технологическая инструкция на установка реактора и парогенераторов
6.1 Установка реактора
6.1.1 Погрузку создавать цеховым краном на микроходу
Снять защитный чехол с изделия. Произвести внешний осмотр изделия, уплотнения . Протереть медаполамовой салфеткой, смоченной спиртом, внешную поверхность реактора.
Застропить реактор на гак крана за патрубки (сразу должны быть накинуты стропы не наименее чем на три патрубка)
Осторожно приподнять реактор в подставе, выровнять вгоризонт с точностью до 3 мм по линейке и квадранту, устанавливаемый на футляр крышки.
Опосля проверки вертикальности положения осторожно опустить в кессон бака ЖВЗ.
Опоры реактора опустить на подвижные ботинки и при помощи приспособления для горизонтальных перемещений отцентрировать реактор в кессоне бака ЖВЗ.
Правильную ориентацию реактора при установке в бак ЖВЗ на фундамент описывает контрольная риска с указанием «корма» нанесенная на патрубке.
При конечной выверке положения реактора перед сваркой башмаков с его фундаментом на баке ЖВЗ допускается несоосность корпуса реактора и кессона и несовпадение контрольной опасности с ДП бака ЖВЗ 0.1-0.5 мм.
Зазор меж корпусом реактора и стеной кессона должен быть в границах 1.5-2 мм.
Проверить зазор меж корпусом реактора и стеной кессона щупами с индикаторами часового типа либо шаблонами
Рис.6.1.1 Крепление реактора: 1 — крепежная скоба; 2 — опора реактора; 3 — ботинок; 4 — фундамент; 5 — корпус реактора.
6.2 установка парогенератора
Застропить парогенератор на гак крана. Очистить крышку изделия вакуумной уборкой.
Осторожно приподнять изделие, выровнять в горизонт с точностью до 3 мм по линейке и квадранту, устанавливаемый на футляр крышки.
Установить парогенератор в кессоне с данной несоосностью его корпуса и стен кессона на временные скользящие опоры (рис 2.), с учетом появления усадки сплава монтажного сварного шва патрубков реактора и парогенератора.
фильтр атомный реактор парогенератор
Рис. 6.2.1. Система временной скользящей опоры парогенератора: 1 — фундамент; 2 — бронзовая пластинка; 3 — металлической диск; 4- опора парогенератора; 5 — индикатор; 6 — корпус динамометра; 7 — отверстие для отжимного болта; 8 — металлической шарик.
Проверить параллельность плоскости опор и плоскости фундамента, опосля что установить в опоры монтажные динамометры для замера распределения веса парогенератора.
Крепление динамометров создавать попеременно, при всем этом система динамометра обязана предугадывать крепление его в опоре без вертикального свободного хода.
Для обеспечения равномерного распределения перегрузки от шарикового упора динамометра (рис. 2) использовать особый диск, выполненный из прочной закаленной стали поперечником около 100 мм.
Для уменьшения коэффициента трения меж железным диском и бронзовой пластинкой смазать сопрягаемые поверхности машинным маслом.
Опосля установки всех монтажных динамометров на скользящей прокладке совсем проверить ориентацию парогенератора по отношению к реактору.
При подготовительной центровке допускаются последующие отличия соосности его патрубка и патрубка реактора:
1) излом осей не наиболее 0.5 мм/м;
2) смещение осей не наиболее 0.2 мм;
Изломы и смещения на монтажном стыке измерить в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Определение изломов оси делается при помощи штангенциркуля (рис 6.2.2).
Рис.6.2.2 Застыл излома оси патрубков при помощи штангенциркуля с упорами6 1 — штангенциркуль; 2 — упор; 3 — разделка сварного стыка
Окончательная центровка парогенератора допускает последующие отличия по излому оси:
1) в вертикальной плоскости 0.2 мм/м;
2) в горизонтальной плоскости 0.8 мм/м.
Сварку патрубков создавать ручной дуговой сваркой на подкладном кольце.
Для сварки патрубков использовать электроды ЭА400/10У поперечником 3 мм.
Сварку создавать ступенчатым методом узенькими валиками шириной не наиболее 3-х поперечников электрода.
Сварной шов испытать гидравлическим давлением, гаммографированием.
Опосля проверки контрольных образцов в лаборатории и при получении положительных результатов контроля за качеством выполнения сварки,, монтажные динамометры снять и поменять их на штатные пружинные рессоры (рис.6.2.3.), на которых совсем закрепить парогенератор.
Рис. 6.2.3. Система пружинного амортизатора: 1-болт; 2-втулка амортизатора; 3-отверстие в опоре парогенератора; 4-пружинный амортизатор; 5-фундамент
Монтажные динамометры снимать попеременно, методом переложения перегрузки на упрямые винты, ввинчиваемые в отверстия на опорах парогенератора.
Пружинные рессоры закрепить в фундаменте при помощи болтов.
Заключение
При выполнении работ по монтажу изделий могут появиться последующие небезопасные и вредные производственные причины:
1) передвигающиеся грузоподъемные механизмы и машинки, подвижные части производственного и грузоподъемного оборудования, движущиеся изделия и оборудование при проведении погрузочных- разгрузочных и такелажных работ;
2) завышенная яркость света и уровень электромагнитных излучений при сварке;
3) завышенное тело человека;
4) завышенная температура поверхности изделия при сварке;
5) завышенная загазованность и запыленность воздуха рабочей зоны;
6) завышенный уровень вибрации и шума при работе с пневмоинструментом;
7) пары органических веществ ЛВЖ (уайт-спирита), работающих на рабочих наркотически и раздражающе через дыхательные пути при проведении работ.
Уайт-спирит легковоспламеняющийся продукт II группы по степени действия на человеческий организм относится к субстанциям 4 класса угрозы ПДК паров в воздухе рабочей зоны 300 мг/м .
К выполнению погрузочно-разгрузочных и такелажных работ допускаются лица не молодее 18 лет, не имеющие мед противопоказаний, прошедшие особое обучение (педагогический процесс, в результате которого учащиеся под руководством учителя овладевают знаниями, умениями и навыками), аттестованные соответственной комиссией и получившие удостоверение на Право обслуживания объектов данной группы, прошедшие инструктаж по технике сохранности, пожарной сохранности и промсанитарии.
Производственный персонал должен быть обеспечен специальной одежкой, специальной обувью и средствами персональной защиты в согласовании с «Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежки, предохранительных приспособлений и остальных средств персональной защиты рабочих и служащих».
До начала проведения работ производственному мастеру нужно произвести инструктаж по неопасному выполнению работ в объеме нужных инструкций, работающих на предприятии, производящем установка изделий.
При организации и проведении работ по монтажу изделий управляться последующими нормативными документами:
1)»Общими правилами техники сохранности и производственной санитарии для компаний машиностроения»,утвержденными ЦК профсоюзов рабочих машиностроения;
2) «Типовыми правилами пожарной сохранности для промышленных компаний»;
4)»Правилами техники сохранности и производственной санитарии при прохладной обработке металлов».
работы по чистке следует проводить на специально оборудованных участках при повсевременно работающей приточно-вытяжной вентиляции. Вентиляция обязана быть выполнена в согласовании с требованиями СНиП 2.04.05.
Участки должны быть обустроены системами и средствами пожаротушения.
При осмотре изделий использовать переносные источники освещения напряжение не выше 12 В во взрывобезопасном выполнении.
При выполнении работ с уайт-спиритом и иными ЛВЖ использовать последующие средства персональной защиты:
1) для защиты органов дыхания — СИЗОД-ФР310, респиратор фильтрующий газопылезащитный РУ-60МА;
2) для защиты рук- перчатки резиновые технические, тип 1, рукавицы.
Проведение электросварочных работ разрешается при наличии действенной вентиляции.
При выполнении электросварочных работ соблюдать меры сохранности в согласовании с требованиями РД5. 9823 и использовать последующие средства защиты:
1) спецодежду;
2) обувь специальную;
3) каску строительную;
4) щитки защитные лицевые для электросварщиков со светофильтром;
5) СИЗОД -ФП- 110, респиратор ШБ-1 «Лепесток-200» ГОСТ
12.4.028 либо респиратор противопылевой «КАМА-200»-в аварийных вариантах при малой эффективности общеобменной местной вентиляции. Сварочное оборудование обязано быть заземлено.
Перечень литературы
1. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические характеристики воды и водяного пара. М.:Энергия, 2010г.
2. Аин Е.М. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам “Теоретические базы судовой энергетики” и “Гидрогазодинамика и термообмен”. Северодвинск: Севмашвтуз, 1998 г.
3. Пейч Н.Н. Термический расчёт активной зоны водо-водяного реактора. Л.: ЛКИ, 2008г.
4. Маковеев И.В. Судовое основное энергетическое оборудование. Паропроизводящие установки. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Северодвинск: Севмашвтуз, 2009.
5. Кузнецов В.А. Судовые ядерные энерго установки (конструкции и индивидуальности эксплуатации). Л.: Кораблестроение, 1989г.
6. Шаманов Н.П., Пейч Н.Н., Дядик А.Н. Судовые ядерные паропроизводящие установки. Л.: Кораблестроение, 2010г.
7. Кравченко В.С. установка судовых энергетических установок. Л.: Кораблестроение, 1975г.
8. Баранов В.В. установка, техническое сервис и ремонт судовых энергетических установок. СПб.: Кораблестроение, 2011г.
9. Кузнецов В.А. Судовые ядерные реакторы. Л.: Кораблестроение, 1988г.
10. Манько П.А., Солоимский Б.Е. Создание судовых реакторов и парогенераторов. Л.: Кораблестроение, 2009г.
]]>