№
|
Наименование
|
Значение
|
Величина
|
1
|
Тепловая мощность
экономайзера 19,2МВт
|
|
|
2
|
Температура входа в
экономайзер по I контуру 273,07оС
|
|
|
3
|
Температура выхода из
экономайзера по I контуру 270,0оС
|
|
|
4
|
Температура входа в
экономайзер по II контуру 251,4оС
|
|
|
5
|
Температура выхода из
экономайзера по II контуру 257,41оС
|
|
|
6
|
Средний удельный объём
|
|
|
7
|
Средняя кинематическая
вязкость
|
|
|
8
|
Среднее число Прандтля 0,823-
|
|
|
9
|
Средний коэффициент
теплопроводности 0,602
|
|
|
Считаем,
что в межтрубном пространстве экономайзера происходит поверхностное кипение
недогретой до жидкости.
Коэффициент
теплоотдачи берётся по средней температуре теплоносителя и среднему
температурному напору.
Средняя
температура теплоносителя равна:
оС
Средний
температурный напор равен:
оС
Определим
коэффициент теплообмена по первому контуру:
.
По
формуле Михеева:
Определяем
среднюю скорость:
Отсюда
.
Определим
коэффициент теплообмена по второму контуру:
.
По
формуле Михеева:
Определяем
среднюю скорость в экономайзере:
Отсюда
.
Термическое
сопротивление стенки трубки и окисных плёнок:
.
берём по
температуре стенки оС
По
таблице определяем =18,05
для
нержавеющих сталей.
Отсюда
Определяем
коэффициент теплопередачи по экономайзерного участка:
Рассчитываем
среднелогарифмический напор:
оС
Найдём
поверхность теплообмена экономайзера:
Длина
трубки экономайзерного участка:
4.3
Площадь теплопередающей поверхности, длина и масса труб
Общая
расчётная площадь теплообмена:
.
Поскольку
в процессе эксплуатации парогенератора возможно образование отложений, течей в
отдельных трубках и их заглушка, то фактическая площадь теплопередающей
поверхности рассчитывается с некоторым запасом.
Значение
коэффициента запаса выбирается из интервала от 1,1 до 1,25.
Примем
=1,15.
Тогда
.
Общая
длина трубки с учётом коэффициента запаса равна:
.
Длина
испарительного участка:
Длина
экономайзерного участка:
Масса
одного метра трубы равна: .
Плотность
стали 12Х18Н10Т (по ГОСТ 5949-75) равна
Отсюда
Масса
труб:
парогенератор тепловой гидравлический перегрев
5.
Гидравлический расчёт
Целью
данного расчета ПГ является определение гидравлических сопротивлений
препятствующих движению теплоносителя и рабочего тела.
.1 Контур циркуляции
5.2 Определение движущего напора
а) Для кратности циркуляции Кц=2:
Степень
сухости равна: .
Движущий
напор равен:
Здесь:
- плотность воды на входе в экономайзерный участок
- средняя
плотность пароводяной смеси на выходе из испарительного участка
- высота
испарительного участка. = .
Определяем
объёмное паросодержание и плотность смеси на входе:
При оС
.
Определяем
объёмное паросодержание и плотность смеси на выходе:
При оС.
.
.
Определяем
среднюю плотность смеси и движущий напор:
б)
Для кратности циркуляции Кц=5:
Степень
сухости равна: .
.
.
.
Определяем
объёмное паросодержание и плотность смеси на входе:
При оС
.
.
Определяем
объёмное паросодержание и плотность смеси на выходе:
При оС.
.
.
Определяем
среднюю плотность смеси и движущий напор:
.
в)
Для кратности циркуляции Кц=10:
Степень
сухости равна: .
.
.
.
Определяем
объёмное паросодержание и плотность смеси на входе:
При оС
.
Определяем
объёмное паросодержание и плотность смеси на выходе:
При оС.
.
.
Определяем
среднюю плотность смеси и движущий напор:
.
5.3
Гидравлическое сопротивление I контура
-
гидравлические потери на трение
-
гидравлические потери на местные сопротивления
-
коэффициент сопротивления трения, является функцией Re и
относительной шероховатости.
, где - коэффициент местного сопротивления
- выход
из входного патрубка в коллектор
- поворот
на 90 градусов
- вход в
трубки из раздаточной камеры
- выход
в сборную камеру
-вход в
выходной патрубок из коллектора
Получили
гидравлическое сопротивление первого контура, видно, что оно меньше чем
поставленное перед нами ограничение по сопротивлению, значит параметры
посчитанные и выбранные нами верны.
.4
Гидравлическое сопротивление II контура
а)
Для кратности циркуляции Кц=2:
Сопротивление
трения экономайзерного участка:
По
формуле Дарси-Вейсбаха: .
Массовый
расход воды на экономайзерном участке:
.
Коэффициент
сопротивления трению:
.
Сопротивление
трения испарительного участка:
Массовые
расходы пара и воды на испарительном участке равны соответственно:
При оС.
Определяем
скорость смеси:
.
.
Сопротивление
опускного трубопровода:
Плотность
воды на опускном участке:
Определим
диаметр проходного сечения трубопровода.
Примем
количество патрутрубков =4 шт. и =0,2 м.
.
Сопротивление
участка от ПГ до БС:
Плотность
смеси на участке от парогенератора до барабана сепаратора:
Примем
количество патрутрубков =4 шт. и =0,2 м.
.
Местные
сопротивления:
.
В
модуле парогенератора предусмотрено 7 дистанционирующих решеток: 5 из них
находятся в испарительном участке, а 2 - в экономайзерном участке. Коэффициент
сопротивления решетки: .
Испарительный
участок:
Экономайзерный
участок:
Опускной
участок:
При
выходе из БС
При
входе в ПГ
При
повороте в трубах
Участок
от ПГ до БС:
; ; ; .
Сумма
всех потерь по 2-му контуру:
б)
Для кратности циркуляции Кц=5:
Сопротивление
трения экономайзерного участка:
По
формуле Дарси-Вейсбаха: .
Массовый
расход воды на экономайзерном участке:
.
Коэффициент
сопротивления трению:
.
.
Сопротивление
трения испарительного участка:
Массовые
расходы пара и воды на испарительном участке равны соответственно:
При оС.
Определяем
скорость смеси:
.
.
Сопротивление
опускного трубопровода:
Плотность
воды на опускном участке:
Определим
диаметр проходного сечения трубопровода.
Примем
количество патрутрубков =4 шт. и =0,2 м.
.
Сопротивление
участка от ПГ до БС:
Плотность
смеси на участке от парогенератора до барабана сепаратора:
Примем
количество патрутрубков =4 шт. и =0,2 м.
.
Местные
сопротивления:
.
В
модуле парогенератора предусмотрено 7 дистанционирующих решеток: 5 из них
находятся в испарительном участке, а 2 - в экономайзерном участке. Коэффициент
сопротивления решетки: .
Испарительный
участок:
Экономайзерный
участок:
Опускной
участок:
При
выходе из БС
При
входе в ПГ
При
повороте в трубах
Участок
от ПГ до БС:
; ; ; .
Сумма
всех потерь по 2-му контуру:
в)
Для кратности циркуляции Кц=10:
Сопротивление
трения экономайзерного участка:
По
формуле Дарси-Вейсбаха: .
Массовый
расход воды на экономайзерном участке:
.
Коэффициент
сопротивления трению:
.
.
Сопротивление
трения испарительного участка:
Массовые
расходы пара и воды на испарительном участке равны соответственно:
При оС.
Определяем
скорость смеси:
.
.
Сопротивление
опускного трубопровода:
Плотность
воды на опускном участке:
Определим
диаметр проходного сечения трубопровода.
Примем
количество патрутрубков =4 шт. и =0,2 м.
.
Сопротивление
участка от ПГ до БС:
Примем
количество патрубков =4 шт., =0,2 м,
Местные
сопротивления:
.
В
модуле парогенератора предусмотрено 7 дистанционирующих решеток: 5 из них
находятся в испарительном участке, а 2 - в экономайзерном участке. Коэффициент
сопротивления решетки: .
Испарительный
участок:
Экономайзерный
участок:
Опускной
участок:
При
выходе из БС
При
входе в ПГ
При
повороте в трубах
Участок
от ПГ до БС:
; ; ; .
Сумма
всех потерь по 2-му контуру:
5.5 Определение истинного значения кратности циркуляции
Кц
|
, кПа, кПа
|
|
2
|
27,39
|
3,247
|
5
|
25,38
|
11,499
|
10
|
22,63
|
35,253
|
Из графика зависимости движущего напора и гидравлического сопротивления
второго контура видно (по точке пересечения), что и истинная кратность
циркуляции Кц (ист.)=8.
6. Конструкционный расчёт ПГ
1. Расчётное
давление:
- расчётное давление i-го контура.
Принимаем
номинальное допустимое напряжение для стали 10ГН2МФА:
Принимаем
номинальное допустимое напряжение для стали 12Х18Н10Т:
2.
Входной и выходной патрубки
теплоносителя:
Внутренний
диаметр:
выберем
внутренний диаметр патрубка по скорости теплоносителя
,
Откуда
Толщина
стенки:
-
коэффициент прочности
3.
Толщина стенки защитного кожуха:
4.
Внутренний диаметр входного патрубка
циркуляционной воды и выходного патрубка пароводяной смеси:
Внутренний
диаметр:
при
определении гидравлического сопротивления второго контура приняли =200мм.
Толщина
стенки:
.
Корпус ПГ:
Толщина:
Наружный
диаметр:
6.
Трубные доски:
Толщина:
Диаметр:
Диаметр
трубной доски принимаем равным наружному диаметру корпуса ПГ.
.
Крышка и днище ПГ:
Толщина:
-минимально
допустимая высота днища (крышки)
Список
литературы
1. Рассохин Н.Г. «Парогенераторные
установки АЭС» Москва «Энергоатомиздат.» 1987
2. Ривкин С.П., Александров А.А.
«Теплогидравлические свойства воды и водяного пара »
3. Идельчик И.Е. «Справочник по
гидравлическим сопротивлениям»