Разработка конструкции прямоточного парогенератора АЕС
Весь расчет был разбит на четыре главы: тепловой, конструкционный, прочностной и гидравлический расчеты. В первой главе рассчитываются теплофизические параметры теплоносителя и рабочего тела на границах экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков. Во второй главе проводится расчет основных геометрических параметров трубного пучка, других деталей парогенератора. В третьей… Читать ещё >
Разработка конструкции прямоточного парогенератора АЕС (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
- Введение
- 1. Тепловой расчет поверхности нагрева парогенератора
- 1.1 Уравнения теплового и материального баланса ПГ АЭС. Тепловая диаграмма парогенератора
- 1.2 Теплообмен со стороны теплоносителя. Теплообмен 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 элементов парогенератора
- 2.1 Расчет массовой скорости в межтрубном пространстве парогенератора
- 2.2 Расчет высоты трубного пучка парогенератора
- 2.2.1 Расчет коэффициентов теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу
- 2.2.2 Расчет поверхности нагрева парогенератора
- 3. Расчет на прочность элементов парогенератора
- 3.1 Поверочный расчет толщины трубки поверхности нагрева
- 3.2 Расчет толщины стенки трубной доски
- 3.3 Расчет толщины стенки корпуса
- 3.4 Расчет сферических камер раздачи и сбора теплоносителя
- 4. Гидродинамический расчет первого контура парогенератора
- 5. Результаты расчетов
- Выводы
- Перечень ссылок
Парогенератор АЭС представляет собой единичный теплообменный аппарат или их совокупность. В парогенераторах осуществляется производство рабочего пара с использованием тепла, отводимого из активной зоны реактора охлаждающей средой, направляемой в поверхности нагрева парогенератора. Этот агрегат наряду с ядерным реактором и паровой турбиной относится к основному оборудованию двухконтурной паротурбинной АЭС. В общем случае парогенератор состоит из подогревательного (водяной экономайзер), паропроизводящего (испаритель), и пароперегревательного (пароперегреватель) элементов. Прямоточные парогенераторы характеризуются включением всех элементов в одну последовательную цепь с однократным принудительным движением в них рабочего тела за счет напора, создаваемого питательным насосом. В результате прямоточные парогенераторы выдают слабо перегретый пар.
Конечная цель данного проекта — разработать конструкцию прямоточного парогенератора, простую в своей тепловой и гидродинамической схемах, компактную в компоновке, технологичную в изготовлении, удобную для монтажа, эксплуатации и ремонта, предусмотреть габаритные размеры деталей агрегата с точки зрения удобства при транспортировке на монтажную площадку. Все элементы парогенератора должны соответствовать всем критериям прочности, надежности и безопасности при работе.
Весь расчет был разбит на четыре главы: тепловой, конструкционный, прочностной и гидравлический расчеты. В первой главе рассчитываются теплофизические параметры теплоносителя и рабочего тела на границах экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков. Во второй главе проводится расчет основных геометрических параметров трубного пучка, других деталей парогенератора. В третьей рассчитываются толщины деталей парогенератора удовлетворяющих условиям прочности. В четвертой главе рассчитывается мощность главного циркуляционного насоса необходимая для преодоления гидравлических сопротивлений.
прямоточный парогенератор контур конструкция
1. Тепловой расчет поверхности нагрева парогенератора
1.1 Уравнения теплового и материального баланса ПГ АЭС. Тепловая диаграмма парогенератора
По формулам методических указаний [2]:
(1.1)
где, , , — тепловая мощность соответственно экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков, а также всего парогенератора, кВт;
— соответственно паропроизводительность парогенератора и величина продувки, кг/с;, , , — энтальпия соответственно питательной воды, воды и пара на линии насыщения при давлении рабочего тела, перегретого пара, кДж/кг; - скрытая теплота парообразования, кДж/кг.
Расход теплоносителя, кг/с:
(1.2)
где , — энтальпия теплоносителя соответственно на входе и выходе парогенератора, кДж/кг;
— КПД парогенератора, .
Граничное массовое паросодержание при прямоточном течении рабочего тела внутри труб
(1.3)
где,; в свою очередь, а = 1,2
рассчитывается во второй главе.
Тепловая мощность участков, кВт:
развитого кипения
; (1.4)
ухудшенного теплообмена
. (1.5)
Температура теплоносителя на границе участков развитого кипения и ухудшенного теплообмена
(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.
Рисунок 1.1 — Тепловая диаграмма парогенератора
1.2 Теплообмен со стороны теплоносителя. Теплообмен со стороны рабочего тела на испарительном участке
Коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя согласно с рассчитывается по эмпирическим зависимостям для случая течения однофазной среды в трубах, кВт/ (м2. K):
(1.12)
где — коэффициент теплопроводности воды, кВт/ (м. К); , — соответственно наружный диаметр и толщина стенки 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 определяется по формуле приведенной в методом постепенного приближения, кВт/ (м2. K):
(1.14)
где — температура насыщения при давлении рабочего тела в испарителе, ;
— удельный тепловой поток, кВт/м2.
Удельный тепловой 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 , — термическое сопротивление соответственно стенки трубы и пленки оксидов на поверхности труб, м2. K/кВт.
Необходимость использования итерационного способа определения связана с тем, что на первом шаге итерации неизвестно и термическое сопротивление принимают равным нулю.
В последующих итерационных шагах уточняются значение удельного теплового потока, коэффициента теплоотдачи со стороны рабочего тела и коэффициент теплопередачи. Вычисления считаются законченными, если расхождение значение значений удельного теплового потока, полученных в двух последних итерациях, не превышает заранее оговоренного отклонения, например 5%:
. (1.17)
Термическое сопротивление стенки трубы
(1.18)
где — толщина стенки трубы, м; - коэффициент теплопроводности материала трубы, кВт/ (м. K). Так как теплопроводность материала зависит от его температуры, то в первом приближении можно принять, где — температура рабочего тела.
Термическое сопротивление оксидных пленок принимается м2. K/кВт.
1.3 Рассчитываем коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя
1. Вход теплоносителя в перегревательный участок:
Параметры теплоносителя можна определить по [4]:
;; ;
;
.
2. Вход теплоносителя в участок c ухудшенным теплообменом:
;; ;
; .
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 способа определения связана с тем, что на первом шаге итерации неизвестно и термическое сопротивление принимают равным 50:
1)
2)
3)
На этом участке
2. Выход из 1-ого испарительного участка:
;
;
.
Необходимость использования итерационного способа определения связана с тем, что на первом шаге итерации неизвестно и термическое сопротивление принимают равным 50:
1)
2)
3)
На этом участке
2. Конструкторский расчет элементов парогенератора
2.1 Расчет массовой скорости в межтрубном пространстве парогенератора
Одним из основных режимных параметров, определяющих интенсивность конвективного теплообмена при течении однофазных сред, является массовая скорость, кг/ (м2. с). Согласно для рабочего тела в экономайзерном и пароперегревательном участках парогенератора АЭС:
(2.1)
где — паропроизводительность парогенератора, кг/с; - площадь проходного сечения межтрубного пространства теплообменного пучка определяется формой поверхности теплообмена и способом ввода поверхности теплообмена в корпус парогенератора.
По найденному можем найти :
(2.2)
Рациональная форма поверхности нагрева выбирается в основном исходя их двух условий: достижения наибольшей компактности и предотвращения возникновения температурных напряжений.
Для снижения температурных напряжений, возникающих из-за существенного различия температур теплоносителя и рабочего тела, используют либо специальные компенсаторы, либо элементы выполняются самокомпенсирующимися.
Большое влияние на конструктивную схему парогенератора оказывают способы ввода поверхности теплообмена в корпус. Они бывают с трубными досками, внешними коллекторами и внутрикорпусными коллекторами.
Способ ввода теплообмена в корпус с трубными досками представляет собой наиболее простое конструктивное решение. Однако его применение ограничено из-за температурных напряжений, возникающих в трубной доске от перепада температур между теплоносителем и рабочим телом. Схема с внешними коллекторами удорожает корпус парогенератора, так как предусматривает большое количество вводов и выводов труб через стенку корпуса.
Такая схема при высоких давлениях нецелесообразна. Схема с внутрикорпусными коллекторами несколько сложнее и дороже, чем с трубными досками, но она значительно надежнее.
Площадь проходного сечения межтрубного пространства теплообменного пучка существенно зависит от способа ввода поверхности нагрева в корпус парогенератора.
n — общее число труб поверхности нагрева
(2.3)
— количество труб расположенных по диагонали шестиугольника, вписанного в окружность диаметром .
Рисунок 2.1 — Поперечное сечение трубной доски
(2.4)
Рисунок 2.2 — Поперечное сечение труб поверхности нагрева парогенератора
— шаг расположения труб по вершинам равностороннего треугольника — гексагональная упаковка труб,; - наружный диаметр труб, м. — диаметр трубной доски, м;
(2.5)
Площадь проходного сечения межтрубного пространства 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 этом фактическая площадь поверхности нагрева берется с некоторым запасом по отношению к расчетной, м2:
(2.8)
где — расчетная площадь поверхности нагрева парогенератора,
; - коэффициент запаса,
Используя [3], площадь поверхности нагрева отдельных участков (экономайзерного, испарительного, пароперегревательного)
(2.9)
где — тепловая 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 (или 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 способа 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 (например, экономайзерный и пароперегревательный участки прямоточного парогенератора) коэффициент теплоотдачи от стенки трубы рабочему телу равен:
. (2.12)
Число Рейнольдса: ,
где — гидравлический диаметр;
— коэффициент, который зависит от расположения труб в пучке и их шага.
Для раздвинутых () пучков труб, расположенной в треугольной решетке, можно воспользоваться соотношениями [2]:
(2.13)
. (2.14)
2.2.1 Расчет коэффициентов теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу
Вход в экономайзерный участок
Параметры рабочего тела, используя [4]:
:
;
Число Рейнольдса: ;
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу на входе в экономайзерный участок:
.
Выход из экономайзерного участка:
Параметры рабочего тела:
.
;
Число Рейнольдса: ;
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу на выходе из экономайзерного участка:
.
Ищем на входе в пароперегревательный участок:
Параметры рабочего тела: (все значения для пара).
;
Число Рейнольдса: ;
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу на входе в пароперегревательный участок:
.
Ищем: для участка с ухудшенной теплоотдачей вводим поправки
(2.15)
;
;
.
Ищем: :
;
;
.
2.2.2 Расчет поверхности нагрева парогенератора
Економайзерный участок
Температура стенки трубы
Теплопроводность материала стенки трубы
Термическое сопротивление стенки 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 теплообмена
Коэффициент теплопередачи на участке ухудшенного теплообмена:
;
Усредненный коэффициент теплопередачи на участке ухудшенного теплообмена:
;
Температурный напор на на участке ухудшенного теплообмена:
;
Площадь поверхности нагрева участка ухудшенного теплообмена:
.
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,;
;
; .
Полученная площадь поверхности нагрева дает возможность рассчитать суммарную длину труб поверхности нагрева, м:
. (2.16)
где — расчетный диаметр, м; выбирается по поверхности трубы, со стороны которой существует максимальное термическое сопротивление (минимальный коэффициент теплоотдачи): если, то; если, то; если, то. Этот случай наиболее характерен для водо-водяных парогенераторов АЭС
1. Ищем — длина экономайзерного участка:
значит ;
;
2. Ищем — длина первой части испарительного участка
значит ;
;
3. Ищемдлина второй части испарительного участка
значит ;
;
4. Ищемдлина пароперегревательного участка
значит ;
;
Общая длина труб поверхности нагрева
.
3. Расчет на прочность элементов парогенератора
3.1 Поверочный расчет толщины трубки поверхности нагрева
Толщину трубки поверхности нагрева согласно можно определить по формуле:
(3.1)
где Рр — расчетное давление, которое определяется с учетом увеличения давления при осмотре и сертификации сосуда (25%), а также с учетом того, что Рр составляет 90%
давления, при котором срабатывает предохранительный клапан. Также в формулу (3.1) Рр необходимо поставлять в кгс/мм2. Расчет ведется по максимальной температуре и давлению. Учитывая сказанное, расчетное давление
. (3.2)
кгс/мм2;
Согласно исходным данным материал труб — 0Х18Н10Т, для него при температуре 320 оС
[н] = 11,72 кгс/мм2, примем = 1, тогда
= 1,27 + С;
прибавка С определяется как
С = С1+ С2+ С3+ С4; (3.3)
где С1 — прибавка на минусовый допуск, мм
С1 = 0,11 (р — С) (3.4)
С1 = = 0,14 мм;
принимаем поправку на уменьшение толщины стенки за счет коррозии
С2 = 0,05 мм.
поправку на уменьшение толщины стенки по технологическим, монтажным и другим соображениям принимаем С3 = 0, поправка на уменьшение толщины стенки в месте гибов
С4 = 0, таким образом С = 0,19 мм, и толщина стенки
р = 1,46 мм.
Ближайшее большее значение толщины стенки трубы по сортаменту 1,6 мм, округлить в меньшую сторону не удается, так как в этом случае будет превышена допустимая точность округления — 3%. Таким образом, окончательно принимаем р = 1,6 мм.
3.2 Расчет толщины стенки трубной доски
Рисунок 3.1 — Трубная доска
Расчет толщины трубной доски выполняется по наибольшему давлению и температуре, допустимое напряжение [н] =0,85**. Толщина трубной доски, приваренной к корпусу по контуру
=. (3.5)
где коэффициент определяется по графику в зависимости от к/тд
в первом приближении примем тд = 600 мм, тогда
к/тд = 72,64/600 = 0,121;
расчет толщины стенки корпуса представлен в следующем параграфе
откуда находим = 0,985.
Sтд = 1,2*dн, тогда
= 0,935 — 0,65*14,2/16,2 = 0,3856;
получаем новое значение
тд = = 655,4 мм;
очевидно, найденное значение сильно расходится с принятым, то есть необходимо выполнить следующую итерацию к/тд = 81,12/655,4 = 0,111 откуда находим = 0,988 получаем новое значение:
тд = = 664 мм;
принимаем окончательно тд = 664 мм.
3.3 Расчет толщины стенки корпуса
Толщину стенки корпуса можно определить 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 диаметр отверстия выхода пара, при этом скорость пара считаем равной 50 м/с;
dвп =. (3.6)
dвп = 0,59 м,
где n — количество отверстий
предельный диаметр отверстия, не требующего укрепления
dпр =. (3.7)
dпр = 88,74 мм;
расстояние между кромками отверстий выхода пара
l = 2,5/2 — 0,59 = 3,3 м;
то делаем вывод, что данные отверстия считаются ослабляющим рядом и их необходимо укрепить с помощью штуцеров. Минимально возможная толщина штуцера в этом случае
Sош = = 17,2 мм;
примем Sш = 30 мм, тогда высота штуцера, больше которой его выполнять 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
так как А1, то применяю следующее 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 значение 119 мм, принимаем окончательно толщину обечайки в части отвода пара и подвода питательной воды Sдр = 120 мм.
Рассчитаем ориентировочно диаметры и толщины тороидального коллектора и подводящих трубок (скорость питательной воды в коллекторе — 6 м/с).
Рисунок 3.2 — Коллектор раздачи питательной воды
Диаметр коллектора:
dтк = 0,45 м;
Диаметр подводящей трубки:
dтп = 0,137 м;
толщина коллектора:
= 12,4 мм;
толщина трубки:
= 4 мм;
принимаем окончательно для тороидального коллектора и подводящих трубок соответственно 450×12,5 мм и 137×4 мм.
3.4 Расчет сферических камер раздачи и сбора теплоносителя
Рисунок 3.3 — Сферическая камера
Камеры раздачи и сбора теплоносителя считаем аналогичными в конструктивном исполнении, поэтому расчет проводится для одной из них.
Принимаем камеру сферической формы. Минимально допустимая толщина камеры
. (3.13)
принимаем С = 0, = 1, тогда
при этом выполняется условие применения данной зависимости др/вд = 0,041
предельный диаметр отверстия, не требующего укрепления
. (3.14)
dпр = 107 мм;
то есть делаем вывод, что отверстия подвода и отвода теплоносителя (dптн = 1,5 м) необходимо укрепить с помощью штуцера. Минимально возможная толщина штуцера в этом случае
примем Sш = 180 мм, тогда высота штуцера, больше которой его выполнять 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)
так как А1, то принимаем следующее соотношение
. (3.17)
Коэффициент прочности для камеры с укрепленным отверстием
. (3.18)
с учетом этого коэффициента толщина камеры
4. Гидродинамический расчет первого контура парогенератора
Рисунок 4.1 — Гидродинамическая схема парогенератора
Большинство гидродинамических расчетов в ядерной энергетике связано с течением в каналах. Главные задачи при расчете таких течений (преимущественно 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 потерь давления в каналах и затрат 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, .
Диаметр штуцера подвода (отвода) теплоносителя:
.
Коэффициент сопротивления при внезапном увеличении сечения (выход теплоносителя из штуцера в камеру):
.
Исходя из особенностей течения среды в конструктивных элементах парогенератора, они разбиваются на участки, для которых определяются потери напора.
Гидравлическое сопротивление камеры подвода теплоносителя:
;
— массовая скорость теплоносителя, кг/ (м2. с); - удельный объем теплоносителя, м3/кг.
; (4.2)
.
Гидравлическое сопротивление второго участка
. (4.3)
где — сумма коэффициентов местных сопротивлений; - коэффициент трения;
— соответственно гидравлическая длинна и диаметр, м;
Коэффициент местного сопротивления определяется типом последнего. Для любого практически важного случая на основе эксперимента либо получены эмпирические зависимости для вычисления коэффициентов местного сопротивления, либо приводятся непосредственно числовые значения, содержащиеся в справочниках и нормативных материалах.
.
;
.
Коэффициент сопротивления при внезапном уменьшении проходного сечения (выход теплоносителя из камеры в штуцер):
;
.
Сумма потерь напора (гидравлическое сопротивление) на этих участках и определит мощность, затрачиваемую не прокачку теплоносителя через парогенератор [3]:
. (4.4)
.
где n — число участков, на которые расчленяется тракт теплоносителя в пределах парогенератора; - гидравлическое сопротивление i-го участка, кПа.
Коэффициент трения — зависит от вида жидкости, режима течения Re и состояния поверхности канала (шероховатости стенки). Начиная со значения, коэффициент трения не зависит ни от свойств среды, ни от скорости течения и определяется только относительной шероховатостью. Для режимов течения с коэффициент трения определяется по формуле Никурадзе.
Шероховатость труб из углеродистой стали не превышает 0,1 мм, из аустенитной стали — 0,05 мм.
При продольном движении потока в каналах любой формы гидравлическое сопротивление по гидравлическому диаметру. При течении в круглых трубах, для кольцевого канала. Для более сложных случаев эквивалентный гидравлический диаметр рассчитывается по формулам, приведенным в справочникам.
5. Результаты расчетов
Таблица 5.1 — Результаты теплового расчета
Величина | Значение | Размерность | |
кВт | |||
кВт | |||
кВт | |||
кВт | |||
кВт | |||
кВт | |||
кг/с | |||
327,2 | |||
328,5 | |||
305,1 | |||
Таблица 5.2 — Результаты теплового расчета
Величина | Значение | Размерность | |
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 | Значение | Размерность | |
шт | |||
шт | |||
16,8 | мм | ||
2,638 | м | ||
2,684 | мІ | ||
301,75 | кг/ (м2. с) | ||
0,943 | |||
Таблица 5.4 — Результаты конструкционного расчета
Величина | Значение | 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) | ||
м2 | |||
3901,3 | м2 | ||
593,3 | м2 | ||
м2 | |||
м2 | |||
9,56 | м | ||
Таблица 5.5 — Результаты прочностного расчета
Величина | Значение | Размерность | |
1,4 | мм | ||
мм | |||
мм | |||
мм | |||
мм | |||
мм | |||
мм | |||
мм | |||
Таблица 5.6 Результаты гидравлического расчета
Величина | Значение | Размерность | |
0,51 | |||
0,0198 | |||
0,33 | |||
30,35 | кПа | ||
243,65 | кПа | ||
17,67 | кПа | ||
кПа | |||
кВт | |||
Выводы
В результате выполнения данного курсового проекта был проведен учебный расчет конструкции прямоточного парогенератора. Расчет состоял из четырех основных частей: теплового, конструкционного, прочностного и гидравлического расчетов.
В первой главе были рассчитаны тепловая мощность парогенератора и отдельных его элементов, расход теплоносителя, температуры рабочего тела и теплоносителя на границах экономайзерного, испарительного и пароперегревательного участков.
Во второй главе были рассчитаны основные геометрические параметры парогенератора: количество трубок теплоносителя и их длина, шаг трубок в трубной доске, массовая скорость теплоносителя и граничное массовое паросодержание, диаметр трубной доски, площади теплопередающих поверхностей, диаметры 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 определить мощность главного циркуляционного насоса, затрачиваемую на преодоление этих сопротивлений кВт.
Перечень 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» для студентов специальности «Атомные электрические 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 свойств воды и водяного пара. — М.: Изд-во стандартов, 1969. — 408 с.