Расчет парогенераторной установки АЭС с реактором ВВЭР-1500

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание схемы ПГУ с двухступенчатым испарением

В данной работе рассматривается парогенераторная установка АЭС с реактором ВВЭР-1500. Изначально предполагалось, что установка будет состоять их 4-ех парогенераторов ПГВ-1500, включенных параллельно.

Рис.1. Типовая схема парогенераторной установки ВВЭР-1500.

С учетом постоянной и периодической продувки примем продувку парогенератора ПГВ-1500 равной р = 0.01

На основании изложенного в [1] материала, на сегодняшний день влажность пара, выходящего из ИГ = 0.003

Коэффициент распределения примесей между паром и водой (средневзвешенное по компонентам значение) (в дальнейшем как для "чистого", так и для "солевого" отсеков) на данном этапе расчета можно принять = 0

При этих условиях, относительная концентрация примесей в продувке составит (1)

Теперь рассмотрим предлагаемую схему парогенерирующей установки с двухступенчатым испарением.

2. Расчет расхода между ступенями испарения

Согласно [2], современную паропроизводящую установку следует оптимизировать по критерию минимального суммарного поступления примесей с водой к испарительным поверхностям нагрева. Там же (в [2]) приведено уравнение для поиска оптимальной паропроизводительности солевого отсека , при которой обеспечивается выполнение предлагаемого критерия:

(2)

Где:-- относительная паропроизводительность солевого ПГ,

(3);

D_c - паропроизводительность солевого отсека,кг/с;

- паропроизводительность всей ПГУ, кг/с;

р - относительная продувка, (4);

- расход продувочной воды, кг/с;

- коэффициент выноса примесей с паром для чистых ПГ,

(5)

, - влажность пара на выходе из чистого ПГ;

- коэффициент распределения примесей между паром и водой для чистого ПГ;

-коэффициент выноса примесей с паром для солевого ПГ,

(6)

- влажность пара на выходе из солевого ПГ;

-коэффициент распределения примесей между паром и водой для солевого ПГ.

Принимая допущение, что -общему для всей ПГУ коэффициенту выноса примесей, получаем упрощенное уравнение для поиска оптимальной

: (7)

решением которого является = 0.0905.

Определим расходы воды и пара во всей ПТУ.

Исходные данные:

= 2297кг/с - паропроизводительность всей парогенерирующей установки; = 0.003 -- принятая влажность пара, поступающего на турбину (см.[1]); = 0 - коэффициент распределения примесей между паром и водой (см.[2]); р = 0.01 -- продувка всей ПТУ с учетом постоянной и периодической продувки; Р = 7.34МПа - давление пара (испаряемой воды) в ПГУ.

Тогда, общий расход питательной воды ПГУ, кг/с, составит:

 (8) =2326.861

Паропроизводительность солевого отсека, кг/с:

(9) =207.8785

Расход продувочной воды первой ступени, кг/с:

(10) =210.5809

Расход продувочной воды первой ступени от каждого парогенератора первой ступени, кг/с:

(11) =52.6452

Относительная концентрация примесей в объеме парогенераторов первой ступени составит:

т. е. уменьшится в 6.7 раза.

Сводная таблица по расчету расходов рабочего тела в парогенераторной установке ПГУ-1500

Таблица 1.

Параметр	Обозначение	Значение	Ед. измерения
Паропроизводительность всей ПГУ		2297	кг/с
Паропроизводительность солевого отсека	Dc	207.9	кг/с
Расход питательной воды на всю ПГУ		2326.9	кг/с
Расход воды во вторую ступень испарения		210.6	кг/с

3. Расчет необходимого подпора на всасе насоса

Трудности передачи воды из первой ступени испарения во вторую заключаются в том, что возникает необходимость передачи воды при температуре насыщения. При попытке передачи такой среды без принятия дополнительных мер, перед насосом обязательно возникнет кавитация - вскипание рабочей среды, сопровождающееся быстрым износом трубопроводов и насоса и невозможностью дальнейшей эксплуатации всей установки.

В нашей схеме предполагается установка одного основного и одного резервного насоса. Поэтому весь расход воды между ступенями будет перекачивать один насос.

Для любого насоса устанавливается первый критический кавитационный запас, при котором явление кавитации носит начальный характер. Этот кавитационный запас, м, вычисляется по формуле:

(13)

Где: n - скорость вращения рабочего колеса насоса, об/мин;

V - объемный расход перекачиваемой воды, м³/с;

С - константа, для обычных энергетических насосов =800...1000.

Объемный расход, м³/с, определим из выражения:

 (14)

Где - плотность перекачиваемой воды.

По [2] определяем: при рабочем давлении Р = 7.34МПа плотность воды = 733кг/. Примем С = 900, n = 1000об/мин, тогда: V=0.2873; =5.0106

Вычислим необходимое превышение давлением воды на всасе насоса над давлением насыщения, кПа, по формуле:

(15)

Где g =9,81м/с² - гравитационная постоянная.

⁼ 36.0 кПа.

Для надежной работы установленного насоса нужно ввести коэффициент запаса. Итак, необходимый подпор воды на всасе:

=1.1 (16)

= 39.7кПа.

4. Трассировка трубопроводов

Согласно схеме, разработанной ФГУП "Атомэнергопроект" для энергоблока ВВЭР-1500, парогенераторы 1-ой ступени испарения располагаются симметрично вокруг реактора.

Предварительная трассировка трубопроводов проводится таким образом, чтобы по возможности наилучшим образом удовлетворять следующим критериям:

Трубопроводы должны отходить от парогенераторов 1-ой ступени испарения таким образом, чтобы путь воды от любого генератора 1-ой ступени до солевого ПГ оставался одинаковым для любого парогенератора 1-ой ступени испарения;

Трубопроводы должны обеспечивать одинаковые условия тока воды для любого из четырех парогенераторов 1-ой ступени испарения;

Трубопроводы должны быть выполнены по возможности с меньшим числом изгибов, переходов и других местных гидравлических сопротивлений;

4. Трубопроводы должны быть минимальной длины и разветвленности.

При выполнении вышеперечисленных условий будет достигнуты одинаковые условия для тока воды от любого ПГ 1-ой ступени, и как следствие, одинаковые расходы воды между ступенями испарения для любого ПГ 1-ой ступени испарения.

Предлагаемая трассировка трубопроводов с обозначением всех необходимых размеров представлена на Рис. 3.1.

Целью данной части работы является определение необходимой высоты подпора насоса Н.

5. Расчет необходимых сечений трубопроводов

Основным критерием выбираемого диаметра трубопроводов при заданном расходе является скорость воды в трубопроводах.

Скорость течения воды в опускном трубопроводе должна быть принята из следующих соображений:

Скорость воды в трубопроводе не должна быть слишком большой, чтобы не допускать больших гидравлических потерь в опускном трубопроводе, т. к. это приведет к чрезмерному возрастанию искомой высоты подпора Н. Обычно, скорость в самотечных опускных трубопроводах не делают больше 1.5м/с;

Скорость воды в трубопроводе должна быть достаточной для того, чтобы предотвратить выделение на стенках трубопровода пузырьков растворимых газов, которые могут вызвать ускоренную коррозию трубопроводов в местах своего образования и удержания. При скорости течения воды в трубопроводе более 0.5м/с выделившиеся пузырьки газов не способны удерживаться на внутренних стеках трубопровода.

Итак, принимаем скорость течения в опускном трубопроводе (до насоса) на уровне, близком к = 1.0м/с

Рассчитаем необходимые диаметры различных участков опускных трубопроводов. Рассматривается участок 1 (см. Рис. 3.1.). Расход воды в участке, кг/с:

(17) =26.3226

Необходимый диаметр трубопровода на участке, м, найдем из уравнения неразрывности:

(18) =0.2391

Промышленностью выпускаются трубы D_y250 для ТЭС и АЭС на номинальное рабочее давление до 12МПа и номинальную рабочую температуру до 290°С из стали 20 (ТУ-14-3-460-75) [4] с ближайшим внутренним диаметром = 241мм.

Вычислим действительную скорость, м/с:

(19) =0.7872

Рассматривается участок 2 (см. Рис. 3.1.).

Расход воды в участке, кг/с: (20) =52.6452

Необходимый диаметр трубопровода на участке, м, найдем из уравнения неразрывности:

(21) =0.3381

Промышленностью выпускаются трубы Dy400 для ТЭС и АЭС на номинальное рабочее давление до 12МПа и номинальную рабочую температуру до 290°С из стали 20 (ТУ-14-3-460-75) [4] с ближайшим внутренним диаметром = 378мм.

Вычислим действительную скорость, м/с:

(22) =0.64

Рассматривается участок 3 (см. Рис. 3.1.).

Расход воды в участке, кг/с: (23) =105.2905

Необходимый диаметр трубопровода на участке, м, найдем из уравнения неразрывности:

(24) =0.4781

Промышленностью выпускаются трубы D_y500 для ТЭС и АЭС на номинальное рабочее давление до 12МПа и номинальную рабочую температуру до 290°С из стали 15ГС (ТУ-14-3-420-75) [4] с ближайшим внутренним диаметром =474мм.

Вычислим действительную скорость, м/с:

(25) =0.814

Рассматривается участок 4 (см. Рис. 3.1.).

Расход воды в участке, кг/с: (26) =210.5809

Необходимый диаметр трубопровода на участке, м, найдем из уравнения неразрывности:

(27) =0.6762

Промышленностью выпускаются трубы D_y600 для ТЭС и АЭС на номинальное рабочее давление до 12МПа и номинальную рабочую температуру до 290°С из стали 16ГС (ТУ-14-3-420-75) [4] с ближайшим внутренним диаметром =580мм.

Вычислим действительную скорость, м/с:

(28) =1.0873

Скорость течения воды в подъемном трубопроводе (после насоса) можно выбрать несколько большей. Примем скорость течения воды в подъемном трубопроводе .

Рассчитаем необходимые диаметры различных участков подъемного трубопровода.

Рассматривается участок 5 (см. Рис. 3.1.).

Расход воды в участке, кг/с:

(29) =210.5809

Необходимый диаметр трубопровода на участке, м, найдем из уравнения неразрывности:

(30) =0.4277

Промышленностью выпускаются трубы D_y400 для ТЭС и АЭС на номинальное рабочее давление до 12МПа и номинальную рабочую температуру до 290°С из стали 20 (ТУ-14-3-460-75) [3] с ближайшим внутренним диаметром =378мм.

Вычислим действительную скорость, м/с:

(31) =2.56

6. Определение геометрических параметров трубопроводов

Для изменения направления течения воды в трубопроводах используются отводы (уголки). На всех участках геометрические параметры принимаем одинаковыми. Радиус гиба, м: (32)

Где: - радиус гиба отвода по средней линии, м;

- внутренний диаметр соответствующей трубы, м.

Тогда длина средней линии отвода , м: (33)

Рассматриваются геометрические параметры участка 1 (см. Рис. 3.1.).

= 0.5м (принимаем); = 0.75м (принимаем); = 0.241м

Суммарная длина участка, м:

 (34) =2.7642

Рассматриваются геометрические параметры участка 2 (см. Рис. 3.1.).

= 0.5м (принимаем); = 8м (из компоновочного чертежа); = 0.278м

Суммарная длина участка, м:

(35) =10.875

Рассматриваются геометрические параметры участка 3 (см. Рис. 3.1.).

- искомая величина = 15м (из компоновочного) d₃ = 0.474м

Суммарная длина участка, м:

(36) =3.816+

Рассматриваются геометрические параметры участка 4 (см. Рис. 3.1.).

= 0.5м (принимаем); = 1м (принимаем);(принимаем);

= 0.580м

Суммарная длина участка, м:

(37) =5.6442

Рассматриваются геометрические параметры участка 5 (см. Рис. 3.1.).

= 0.75м (принимаем); = 0.378м

(5.7)

= 3м (принимаем) ; (5.8)

Суммарная длина участка, м:

парогенераторная установка испарение реактор

(38) =...

7. Расчет гидравлических сопротивлений

Расчет коэффициентов гидравлических сопротивлений

Коэффициент гидравлического сопротивления отводов вычислим по уравнению:

(40)

Где: - внутренний диаметр отвода, м; -радиус гиба отвода, м . Уравнение справедливо для отводов с углом гиба ~ 90° [3].

Согласно нашему условию (см. раздел 5),

(41)

Тогда коэффициент сопротивления любого отвода в рассматриваемой системе:

.

Коэффициент сопротивления участков трубопроводов будем определять из выражения:

(42)

Где: - средний размер шероховатостей на внутренней поверхности трубопровода. Для стали можно принять равным 0.1мм, т. е. =0.0001м.

Коэффициент сопротивления слива воды из ПГ 1-ой ступени согласно [4]

Рассматривается участок 1 (см. Рис. 3.1.).

(43) =0.016

Рассматривается участок 2 (см. Рис. 3.1.).

(44) =0.0145

Рассматривается участок 3 (см. Рис. 3.1.).

(45) =0.0139

На участке также присутствуют гидравлические потери от изгиба потока. Вычислим их по формуле:

(46)

Рассматривается участок 4 (см. Рис. 3.1.).

(47) =0.0133

На участке также есть местное гидравлическое сопротивление, представленное в виде задвижки на всасе насоса. По таблицам [2] подобрать необходимую задвижку не удалось (необходима задвижка Dy600 в таблицах отсутствует), однако по данным таблиц можно судить, что коэффициент гидравлического сопротивления выпускаемых промышленностью задвижек других типоразмеров изменяется в диапазоне = 0.3 - 1.4. Для определенности будем считать, что для Dy600 = 0.8.

Рассматривается участок 5 (см. Рис. 3.1.).

(48) =0.0145

На участке также есть местное гидравлическое сопротивление, представленное в виде задвижки на выходе насоса. По [2] выбираем задвижку Dy400, данные по гидравлическому сопротивлению на которую в [2], однако не приводятся. Также принимаем для нее = 0.8.

8. Расчет перепадов давлений и необходимой высоты Н

Перепады давлений, Па, будем определять из выражения:

(49)

Где: - коэфф. гидравлического сопротивления, обусловленный трением потока о стенки труб на протяженных участках;- местные коэффициенты гидравлич. сопротивлений, обусловленные наличием местных препятствий для потока воды (отводы, задвижки и т. д.); w - скорость течения воды на данном участке трубопровода, м/с.

Рассматривается участок 1 (см. Рис.3.1.).

(50)

Рассматривается участок 2 (см. Рис.3.1.).

(51)

Рассматривается участок 3 (см. Рис.3.1.).

(52)

(53) (54)

Рассматривается участок 4 (см. Рис.3.1.).

(55)

Рассматривается участок 5 (см. Рис.3.1.).

Суммарный перепад давлений в опускном трубопроводе :

(56) или

Итак, определим необходимую длину для создания необходимого подпора на всасе насоса с учетом гидравлических потерь в трубопроводе из неравенства:

(58)

(59)

Решая это неравенство относительно , получим 1₅> 1.62м

Соответственно, Н = 4.024 + 1₅ > 5.644м (60)

Примем Н = 6м

Рассматривается участок 6 (см. Рис. 3.1.).

Принимая 2м, находим , Па, из выражения:

(61)

Па

9. Определение необходимого напора насоса

При условии расположения парогенераторов обеих ступеней на одном уровне, видно, что напор, развиваемый насосом, расходуется на преодоление лишь гидравлических сопротивлений опускного и подъемного трубопроводов, а также солевого парогенератора.

Определение гидравлического сопротивления солевого ПГ выходит за рамки данной работы, поэтому необходимый напор насоса определим лишь условно, без учета гидравлического сопротивления солевого парогенератора.

(62)

Где: -перепад давлений в опускном трубопроводе, Па, расходуемый

на преодоление гидравлического сопротивления опускного трубопровода.

С учетом найденной длины участка :

(63) =950.6306

- перепад давлений в подъемном трубопроводе (участок 5 по рис. 3.1.)

Итак, необходимый напор насоса без учета гидравлического сопротив-ления солевого парогенератора составляет :

10. Описание проектируемого ПГ

Принцип работы ПГ.

В нормальном режиме эксплуатации теплоноситель 1-го контура по трубопроводу поступает из реактора в "горячий" коллектор ПГ, откуда раздается по трубкам теплообменной поверхности. Проходя внутри трубок, теплоноситель 1-го контура отдает тепло испаряемой воде парогенератора (рабочему телу паротурбинной установки) и, охлаждаясь, выходит в "холодный" коллектор, откуда поступает в холодную нитку главного циркуляционного трубопровода на всас ГЦН.

Питательная вода по трубопроводу поступает в ПГ, где через систему подвода и раздачи питательной воды поступает на "горячую" часть теплообменного пучка, чем достигается частичное выравнивание паровой нагрузки по сечению ПГ за счет конденсации избыточного пара.

Циркуляция питательной воды в ПГ - естественная. Пар, выходя с зеркала испарения, осушается в паровом объеме за счет гравитационных сил и поступает в пароотводящие трубы, откуда по паропроводам подается на турбину.

Конструктивная схема ПГ

Парогенератор ПГВ-1500-1 представляет собой горизонтальный однокорпусный теплообменный аппарат с горизонтальным расположением трубок теплообменной поверхности и включает в себя следующие основные узлы:

корпус;

входной и выходной цилиндрические коллекторы теплоносителя;

трубный пучок поверхности теплообмена;

погружной дырчатый лист (ПДЛ);

пароприемный потолок (ППП);

систему подвода и раздачи основной питательной воды;

пароотводящую систему;

систему передачи воды во вторую ступень испарения и систему дренажа.

Корпус ПГ представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд, торцы которого с двух сторон закрыты эллиптическими днищами. Центральную часть корпуса пронизывают два коллектора. В верхней части коллекторов установлены люки-лазы для обслуживания коллекторов.

Коллекторы входа и выхода теплоносителя 1-го контура имеют одинаковое устройство. "Горячий" коллектор предназначен для раздачи в трубки теплообменной поверхности нагрева ПГ теплоносителя 1-го контура, поступающего из реактора. В "холодный" коллектор теплоноситель сливается, пройдя теплообменные трубки. Коллекторы представляют собой камеры цилиндрической формы. В верхней части коллектор 1-го контура имеет фланцевый разъем, предназначенный для доступа внутрь коллектора. Разъем снабжен плоской крышкой, при снятии которой производится осмотр и ремонт сварных швов приварки теплообменных труб к внутренней поверхности коллектора (к плакирующему слою). Поверхность теплообмена ПГ выполнена из змеевиков, изготовленных из труб 12x1.1 мм из стали 12Х18Н10Т. Змеевики скомпонованы в два U-образных пучка, имеющих по три вертикальных коридора для обеспечения устойчивой циркуляции испаряемой воды. Трубки в пучках размещены в шахматном порядке. Концы змеевиков заделываются в стенки коллекторов теплоносителя путем обварки их торцов и последующей вальцовки на всю глубину заделки в коллектор. По ширине и высоте пучка змеевики дистанционированы специальными элементами, которые в свою очередь закреплены в опорных конструкциях, размещенных в корпусе ПГ. Элементы дистанционирования представляют из себя волнообразные полосы в сочетании с промежуточными плоскими планками.

Погружной дырчатый лист, предназначен для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения. ПДЛ установлен на некоторой высоте от верхнего ряда змеевиков теплообменного пучка на специальной жесткой раме, закрепленной на опорные конструкции в корпусе ПГ.

Пароприемный потолок служит для выравнивания поля скоростей пара в паровом объеме ПГ, чтобы предотвратить локальное возрастание скорости пара под пароотводяшими трубами. ППП имеет устройство, схожее с ПДЛ.

Подвод питательной воды осуществляется через патрубок, расположенный в верхней части корпуса ПГ.

Пароотводящая система включает в себя два патрубка, расположенных на верхней образующей корпуса. Материал патрубков - углеродистая сталь.

ПГ снаружи закрыт тепловой изоляцией из минеральной ваты, облицован кожухом из алюминия толщиной до 0.8 мм и устанавливается на две опорные конструкции.

1. Тепловой расчет парогенератора

Конечной целью данного расчета является определение площади теплопередающей поверхности F.

Так как давление теплоносителя больше, чем рабочего тела, в качестве среды, находящейся внутри трубок теплопередающей поверхности выбираем именно теплоноситель. Тогда корпус парогенератора окажется под давлением только рабочего тела, которое примерно в 2 раза ниже, чем давление теплоносителя. Теплоноситель движется внутри трубок теплопередающей поверхности под действием разности давлений, создаваемой главным циркуляционным насосом (ГЦН).

Важным моментом является выбор скорости теплоносителя в трубчатке. Для интенсивного теплообмена режим течения должен быть турбулентным, однако слишком высокая скорость течения порождает колебания трубчатки, что резко снижает надежность парогенератора. Кроме того, при увеличении скорости теплоносителя существенно возрастает гидравлическое сопротивление парогенератора по 1-ому контуру, что вызывает увеличение затрат мощности на перекачку теплоносителя и снижает экономичность станции. Тем не менее, из рассмотрения предыдущих конструкций парогенераторов [5] можно проследить тенденцию к увеличению скорости теплоносителя при переходе к более высокой единичной мощности. На основании материала, изложенного в [1], [5], [6] можно сделать вывод, что скорость теплоносителя не следует выбирать более 9м/с. В тоже время, в парогенераторе-предшественнике ПГВ-1000 скорость теплоносителя составляет 4.3 - 4.5 м/с [1].

Не менее важным моментом является выбор параметров трубок теплопередающей поверхности. С увеличением единичной мощности парогенераторов наблюдается тенденция к уменьшению диаметра трубок теплопередающей поверхности [1], [5], [6]. Это объясняется тем, что с уменьшением диаметра трубок толщина их стенки также уменьшается, а это приводит к сокращению металлоемкости парогенератора. Так, в парогенераторе ПГВ-1000 применена трубка из стали 08Х18Н10Т16x1.5мм [8].

По идее, расчет парогенератора - это сложная оптимизационная задача, целью которой является парогенератор, требующий минимальных суммарных затрат на изготовление и эксплуатацию. Однако решение такой задачи выходит за рамки данной работы. Цель данной работы - изучить и освоить методику расчета и проектирования парогенераторов для АЭС. Поэтому принимаем:

Средняя скорость теплоносителя в трубках w₁ = 5 м/с,

Трубки теплопередающей поверхности из материала 12Х18Н10Т внешним диаметром 12мм.

Определим необходимую толщину стенки трубки

(1.1)

Где: - расчетная толщина стенки трубки, мм; Р -- разность давлений внутри и вне трубки, кгс/мм² ;- наружный диаметр трубки, мм;- коэффициент прочности элемента, ослабленного отверстиями или сварным швом; - номинальное допускаемое напряжение, кгс/мм². С - прибавка к расчетной толщине, мм;

Разность давлений внутри и вне трубки определим из следующих соображений: при различных переходных режимах давления во втором контуре (в контуре рабочего тела) еще может и не быть, в то время, как в первом контуре (в контуре теплоносителя) оно может быть уже полным. Таким образом, трубки теплообменной поверхности должны выдерживать полное давление теплоносителя, равное 15.7МПа. Итак, Р = 15.7МПа = 1.6кгс/мм².

Так как трубка бесшовная и в ней нет отверстий, то .

Номинальное допустимое напряжение для выбранного материала трубки составляет , [6].

Прибавка к расчетной толщине определяется из выражения:

(1.2)

Где: - минусовой допуск на толщину стенки, мм; - утонение стенки за счет коррозии, мм; - необходимое утолщение стенки по требованиям изготавливающих предприятий, мм; -утонение стенки в месте гибов, мм. Минусовой допуск на толщину стенки равен 11% [6].

Тогда = Где: - еще не известная расчетная толщина стенки, мм. Примем = 1.1мм с последующей проверкой, тогда

= = 0.121.

Принимаем также С₂ = С₃ = 0 [6].

Утонение в месте гиба определяется по формуле 14.6 [6]. Для расчета принимаем овальность трубы а равной 12% [6], а толщину стенки = 1.4. Получаем: С₄ = 0.172мм

Итак:

Принимаем ближайшее большее значение толщины стенки из сортамента труб = 1.1мм.

В итоге принимаем: Трубка теплообменной поверхности 12x1.1.

Итак, определим количество теплоты, передаваемое а парогенераторе. Для этого составим уравнение теплового баланса:

(1.3)

Где: - количество тепла, которое передается от теплоносителя к рабочему телу, МВт; - расход теплоносителя, кг/с; - изобарная теплоемкость теплоносителя при давлении теплоносителя, МВт.с/(кг.К); - температура теплоносителя на входе в парогенератор, °С; -температу-ра теплоносителя на выходе из парогенератора, °С; - тепловой КПД парогенератора; -теплота, расходуемая на нагрев рабочего тела до температуры насыщения, МВт; - теплота, расходуемая на испарение рабочего тела, МВт;

В свою очередь: (1.4) Здесь: G₂--расход рабочего тела на входе в парогенератор с учетом расхода, передаваемого во вторую ступень испарения, кг/с;- энтальпия насыщения рабочего тела при температуре и давлении рабочего тела, МДж/кг; - энтальпия рабочего тела на входе в парогенератор (энтальпия питательной воды), МДж/кг.

 (1.5)

Где: D -- паропроизводительность парогенератора, кг/с; г - удельная теплота парообразования, МДж/кг.

Расходы питательной воды и паропроизводительность рассматриваемого парогенератора рассчитаны в спецвопросе к данной работе. Так, G₂ = 581.7кг/с, D = 522.3кг/с.

По таблицам свойств воды и водяного пара [2] определяем:

r(Р = 7.34МПа) =1.482 МДж/кг; (P = 7.34МПа) = 289.06 °С ; (t = 289.06°С, Р =7.34МШ) = 1.2847 МДж/кг ; h_2BX(t = 220°С, Р= 7.34МПа) = 0.9451 МДж/кг.

Тогда,

Итак, общее количество теплоты, передаваемое в парогенераторе:

Особенностью данного парогенератора, как и всех парогенераторов-предшественников аналогичного типа заключается в том, что подогрев питательной воды до температуры насыщения осуществляется за сет конденсации части пара, сгенерированного парогенератором. Поэтому вся теплообменная поверхность парогенератора работает в режиме теплообмена при кипении.

Для лучшего понимания процессов, происходящих в парогенераторе, построим T-Q диаграммы подогрева питательной воды до температуры насыщения и ее последующего испарения.

Вне поверхности теплообмена происходит процесс подогрева питательной воды до температуры насыщения за счет конденсации части сгенерированного ранее пара:

Теперь построим T-Q диаграмму процесса испарения питательной воды на теплообменной поверхности в рассматриваемом парогенераторе:

Определим температурный напор.

Найдем максимальный и минимальный теплоперепады:



Где: - температура теплоносителя на входе в парогенератор, °С; - температура насыщения теплоносителя, °С; - температура теплоносителя на выходе из парогенератора, °С.

= 297.6 - 289.06 = 8.54 °С

= 330-289.06 = 41 °С

/ = 41/8.54=4.8.

Так как / =1.7, расчет температурного напора будем производить по формуле

(1.8)

Определим коэффициент теплопередачи.

Для выбранной трубки теплообменной поверхности 12x1.1

d_H =12 мм = 0.012 м; d_B 12-1.1*2= 9.8 мм =0.0098 м

Где: d_H - наружный трубок; d_B - внутренний трубок.

В качестве расчетного диаметра будем использовать наружный диаметр d_H. Под расчетным диаметром понимается диаметр, по которому будет определено общее количество трубок теплообменной поверхности по заданной ее площади F.

(1.9)

Где: - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке, Вт / (м².К);- коэффициент теплоотдачи от стенки к рабочему телу (при кипении), Вт / (м².К); -теплопроводность материала трубчатки (стенки), Вт / (м.°С); ,- толщины окисных пленок со стороны теплоносителя и рабочего тела соответственно, м; ,-теплопроводности окисных пленок со стороны теплоносителя и рабочего тела, Вт / (м^.°С);

Определим коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего тела (при конвективном теплообмене).

(1.10)

Где: - коэффициент теплопроводности теплоносителя, Вт / (м.К); Re - критерий Рейнольдса; Рг - критерий Прандтля; - поправка, учитывающая переменность свойств теплоносителя по сечению трубки; - поправка, учитывающая отношение длины трубки к ее длине.

(1.11)

Где: - скорость теплоносителя в трубках, м/с; - динамическая вязкость теплоносителя при средней температуре теплоносителя, Па.с; - плотность теплоносителя при средней температуре теплоносителя, кгЛмг. Re=5.022x 10⁵

Согласно [3] для параметров теплоносителей в парогенераторах ПГВ можно принять .

По [2] определяем: =0.533 Вт / (м.К), тогда:



Определим термическое сопротивление многослойной стенки:

Согласно[7],

Согласно[7], тогда

Определим коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего тела (при кипении):

(1.12)

Где: - температура насыщения рабочего тела, °С; q - плотность теплового потока, Вт/м² (заранее не известна)

(1.13)

k - определяемый коэффициент теплопередачи, Вт / (м².°С).

Как видно из приведенных выше выражений, для вычисления к необходимо применить метод итераций.

Воспользуемся следующей MathCad-программой:



Данная программа производит поиск к методом итераций до тех пор, пока разница двух к, полученных в двух последних итерациях не станет меньше 0.1% от значения k. Здесь k₀ - начальное приближение k. Итак, применяя эту программу, получаем: k(100)=(6.87x10³ 3.633x10⁴)

т. е. k = 6870 Вт /( м².°С); = 36.33 кВт/( м².°С).

И, наконец, определим площадь поверхности теплопередачи:

(1.13)

Определим фактическую площадь теплообменной поверхности с учетом запаса на отглушение трубок и запаса на отложения:

(1.14)

Где: - коэффициент запаса на отглушение трубок в процессе эксплуатации; - коэффициент запаса на ухудшение теплопередачи

из-за образования отложений на поверхности теплообмена

Учитывая тот факт, что расчет ведется для парогенератора первой ступени испарения, т. е. тот факт, что данный парогенератор будет работать в "чистых" условиях, а также принимая во внимание рекомендации, изложенные в [1] и [6], принимаем: ; .

Тогда:

Сводная таблица по тепловому расчету парогенератора ПГВ-1500-1.

Параметр	Обозначение	Значение	Единица
			измерения
Скорость теплоносителя в трубках		5	м/с
Трубка теплообменной поверхности	-	12x1.1	-
Материал трубок	-	12X18H10T	-
Экономайзерная мощность		197.55	МВт
Испарительная тмощность		774.05	МВт
Мощность, передаваемая в ПГ		971.6	МВт
Температура насыщения рабочего тела		289.06	°С
Минимальный температурный напор		8.54	°С
Максимальный температурный напор		41	°С
Среднелогарифмический температурный напор		20.714	°C
Коэфф. теплоотдачи от теплоносителя (конв.)		3.53x104	Вт/(м2оС)
Коэфф. теплоотдачи к рабочему телу (кип.)		3.63x104	Вт/(м2-°С)
Общий коэфф. теплопередачи	k	6870	Вт/(м2-°С)
Расчетная площадь теплообменной пов-ти	F	6828	м2
Фактическая площадь теплообменной пов-ти		7527	м2

2. Конструкционный расчет парогенератора

Цель конструкционного расчета заключается в том, чтобы определить количество трубок теплообменной поверхности, их среднюю длину, размеры коллекторов, скомпоновать теплообменную поверхность и описать ее корпусом.

Определим количество трубок теплообменной поверхности из уравнения неразрывности потока теплоносителя:

(2.1)

где: - общее суммарное внутреннее сечение трубок теплообменной поверхности (сечение для прохода теплоносителя), м²; V- заданный объемный расход теплоносителя, м³/с; -скорость течения теплоносителя по трубкам, м/с.

= 7.5/5 = 1.5 м².

(2.2)

где: - количество трубок теплообменной поверхности, шт; -внутренний диаметр трубок, м;

шт.

Определим среднюю длину трубок теплообменной поверхности:

(2.3)

где: - средняя длина трубок теплообменной поверхности, м; F-рассчитанная площадь теплообменной поверхности, м²; - наружный диаметр трубок, м.

Определим внутренний диаметр коллекторов. Внутренний диаметр коллекторов определяется исходя из заданного объемного расхода теплоносителя V и скорости течения теплоносителя в коллекторах . Скорость течения теплоносителя в коллекторах, согласно [6], может быть принята в 2 ... 3 раза выше скорости течения теплоносителя в трубках теплообменной поверхности. Помня, что = 5м/с, примем тогда:

. Примем

Определим горизонтальный шаг трубок по окружности внутреннего диаметра коллектора. Согласно [6], шаг трубок в коллекторе должен составлять не менее (1.3 ... 1.4) наружного диаметра трубок. Примем шаг трубок по окружности коллектора

, тогда

(2.4)

где: -количество трубок в одном горизонтальном ряду вертикального коллектора (по окружности коллектора), шт; -коэффициент, учитывающий, что трубки теплообменной поверхности занимают не весь периметр коллектора. Примем = 0.9, тогда:

Определим вертикальный шаг трубок по окружности внутреннего диаметра коллектора:

, тогда

Найдем высоту коллектора, занятую трубчаткой:

Определим толщину стенки коллектора. В качестве материала коллектора принимаем сталь 10ГН2МФА, плакированную со стороны теплоносителя сталью 12Х18Н10Т.

Трубы в трубном пучке будем располагать в шахматном порядке:

Толщина стенки коллектора определяется из выражения:

где: -расчетная толщина стенки коллектора, мм; Р - разность давлений внутри и вне трубки, кгс/мм²; - внутренний диаметр коллектора, мм;

- толщина плакирующего слоя, мм;-коэффициент прочности коллектора, ослабленного отверстиями; - номинальное допускаемое напряжение, кгс/мм²; С - прибавка к расчетной толщине, мм;

Разность давлений внутри и вне коллектора определим из следующих соображений: при различных переходных режимах давления во втором контуре (в контуре рабочего тела) еще может и не быть, в то время, как в первом контуре (в контуре теплоносителя) оно может быть уже полным. Таким образом, коллектора должны выдерживать полное давление теплоносителя, равное 16.2МПа. Итак, Р = 16.2МПа = 1.62 кгс/мм².

Номинальное допустимое напряжение для выбранного материала коллектора составляет = 21.5 кгс/мм², [6].

Прибавку к расчетной толщине для коллектора возьмем С = 0.

Толщину плакирующего слоя примем =10 мм.

Определим коэффициент прочности коллектора:

Где: - коэффициент прочности для поперечного (горизонтального) ряда отверстий в коллекторе; -коэффициент прочности для продольного (вертикального) ряда отверстий в коллекторе

В свою очередь,

 (2.7)

(2.8)

(2.9)

Где: d_H - наружный диаметр трубок теплообменной поверхности, мм.

При этом толщина стенки коллектора, включая плакировку, составила

= 120 мм. И наружный диаметр коллектора

(2.11) .

Расчет корпуса

Принимаем следующие геометрические параметры: =200 мм - высота от нижней образующей корпуса до нижнего ряда трубок теплопередающей поверхности; = 400 мм - высота от верхнего ряда труб до зеркала испарения; =1200 мм- высота парового пространства ; =500 мм - высота от нижней части пароприёмного дырчатого листа до верхней образующей корпуса ; = 300 мм - ширина свободного пространства между пакетами труб и корпусом; =250 мм - ширина свободного пространства между пакетами труб, необходимого для улучшения циркуляции.

Определим внутренний диаметр корпуса ПГ в горизонтальном направлении , мм:

 (2.16)

Определим внутренний диаметр корпуса ПГ в вертикальном направлении

, мм: (2.17)

Окончательно принимаем .

Определим внутреннюю длину корпуса:

где: - длина свободного пространства между корпусом и трубным пучком.

Определим толщину стенок корпуса, толщину центральной обечайки и толщину эллиптических днищ.

Расчетное давление в ПГ принимаем в соответствии с [6] :

(2.20)

Принимаем материал деталей корпуса - сталь 10ГН2МФА.

Номинальное допустимое напряжение для выбранного материала деталей корпуса составляет =21.5 кгс/мм² [6].

Толщина стенок корпуса

 (2.21)

Где: - расчетная толщина стенки корпуса, мм;Р_р - расчетное давление, кгс/мм²; - внутренний диаметр корпуса, мм; - коэффициент прочности корпуса, ослабленного отверстиями; С - прибавка к расчетной толщине, мм. Принимаем = 1, С =0, тогда:

Для центральной обечайки коэффициент прочности принимаем = 0.627, тогда толщина центральной обечайки

Принимаем длину центральной обечайки = 5м.

Рассмотрим эллиптические днища. Согласно [6], высота эллиптического днища не должна быть меньше 20% от диаметра эллиптического днища (в нашем случае ). Примем внутреннюю высоту эллиптических днищ (2.22)

Определим толщину стенки эллиптических днищ:

(2.23)

Где: - расчетная толщина эллиптического днища, мм;- внутренний диаметр корпуса, мм; - высота эллиптического днища, мм; - коэффициент прочности днища, ослабленного отверстиями; С -- прибавка к расчетной толщине, мм. Принимаем = 1, С = 0, тогда:

=90 мм

Окончательно принимаем толщину эллиптических днищ =90 мм.

Геометрические размеры парогенератора:

В центральной части диаметр:

Длина: .

Определим размеры входного патрубка питательной воды. Примем скорость течения питательной воды во входном патрубке = 10м/с. Зная расход питательной воды G2 = 581.7кг/с, определим требуемый внутренний диаметр входного патрубка питательной воды , мм:

(2.24)

Где: - плотность питательной воды при температуре питательной воды, кг/м³. По [2] определяем: ⁼ 827.1кг/м³, тогда: = 300мм (D_y300)

Определим размеры выходных пароотводящих патрубков. Примем число пароотводящих патрубков. Примем скорость пара в пароотводящих патрубках = 30м/с. Тогда потребный внутренний диаметр каждого из них , мм, можно определить из уравнения :

 (2.25)

Где: D - паропроизводительность ПГ, кг/с; - плотность генерируемого пара, кг/м³. По [2] определяем: = 38.7 кг/wr, тогда (D_y500).

Диаметры отборов насыщенной воды для передачи во вторую ступень испарения определены в спецвопросе и составляют D_y250.

Определим массу ПГ. Для этого найдем объем металла всех его деталей.

Объем металла коллекторов , м³ :

(2.26)

Где: Н_к - высота коллекторов, м. Приблизительно принимая Н_к = 4м, получаем .

Объем металла трубчатки , м³:

(2.27)

Где: - наружный диаметр трубок трубчатки, м; - внутренний диаметр трубок трубчатки, м; - средняя длина трубок, м; - количество трубок в трубчатке. .

Объем металла центральной обечайки, ,м³ ,можно оценить следующим образом: (2.28)

Аналогично определим объем металла оставшейся цилиндрической части корпуса

м³ : (2.29)

Определим объем металла эллиптических днищ:

(2.30)

Суммарный объем металла ПГ:

(2.31)

Зня плотность металла ПГ = 7.8т/м³, определим массу парогенератора

, т: (2.32)

Сводная таблица по конструкторскому расчету парогенератора ПГВ-1500-1.

Таблица 2.1

Параметр	Обозначение	Значение	Единица измерения
Количество трубок теплообменной поверхности		19886	шт
Средняя длина трубок		10	м
Скорость теплоносителя в коллекторах		10	м/с
Внутренний диаметр коллекторов		980	мм
Наружный диаметр коллекторов		1240	мм
Толщина стенки коллекторов		120	мм
Материал коллекторов	--	10ГН2МФА	--
Толщина внутренней плакировки коллекторов		10	ММ
Материал плакирующего слоя	--	12Х18Н10Т	--
Количество трубок в целом горизонтальном ряду		154	шт
Количество трубок в целом вертикальном ряду		129	шт
Внутренний диаметр корпуса ПГ		4600	мм
Внутренняя длина корпуса		12040	мм
Материал корпуса	--	10ГН2МФА	--
Толщина стенки корпуса		92	мм
Толщина центральной обечайки		148	мм
Длина центральной обечайки		5	м
Высота эллиптических днищ		1150	мм
Толщина эллиптических днищ		90	мм
Максимальный диаметр ПГ		4896	мм
Длина ПГ		12220	мм
Входной патрубок питательной воды			--
Выходные пароотводя щие патрубки			--
Кол-во пароотводящих патрубков		2	шт
Патрубки вывода воды во 2-ую ступень	--		--
Масса ПГ		251	тонн

Расчет сепарационных устройств

Расчет погружного дырчатого листа

Под уровнем воды располагаем погруженный дырчатый лист (ПДЛ). Он представляет собой металлический лист с отверстиями по всей площади. ПДЛ необходим для обеспечения равномерного выхода пара с зеркала испарения и равномерного распределения эпюры скорости пара по паровому объему, во избежание локального увеличения скорости пара над наиболее горячими участками трубчатки (вблизи входного "горячего" коллектора).

Определим критическую скорость пара в отверстиях ПДЛ. Критическая скорость -- это такая скорость истечения пара из отверстий ПДЛ, при которой наступает кризис барботажа, и ПДЛ покрывается паровой пленкой. Такой режим работы недопустим.

(3.1)

Где: - критическая скорость пара, м/с; g - ускорение свободного падения, g = 9.81 м/с ; - поверхностное натяжение воды, Н/м; - плотность рабочего тела в состоянии насыщения,;- плотность генерируемого пара, .

По [2] определяем:

тогда:

В соответствии с рекомендациями [2], принимаем скорость пара в отверстиях ПДЛ .

В соответствии с [6], минимальный диаметр отверстий в ПДЛ составляет 10мм. Принимаем диаметр отверстий в ПДЛ =15мм. Тогда число отверстий в ПДЛ :

(3.2)

Где: - число отверстий в ПДЛ, шт; D - паропроизводительность ПГ, кг/с. Итак : .

Длину ПДЛ Ьпдл ориентировочно определим по формуле :

(3.3)

Где: -длина корпуса ПГ по внутренней поверхности, м; -расстояние между трубным пучком и эллиптическим днищем,м. (=400 мм).

Расход воды, стекающей с ПДЛ, в соответствии с [6] можно принять 1.5 -1.8 от паропроизводительности ПГ D. Примем расход стекающей с ПДЛ воды : .

Скорость стекающей воды в проходах между закраинами ПДЛ и стенками корпуса в соответствии с [6] примем =0.2м/с, тогда потребная ширина проходов может быть определена из выражения :

(3.4) Итак,

Ширина ПДЛ в первом приближении может быть определена из выражения: (3.5) Где: - внутренний диаметр корпуса, мм. Так, .

Тогда площадь ПДЛ составит : .

Чтобы предотвратить перетекания пара через края ПДЛ минуя отверстия, ЦДЛ выполним с закраинами. Определим минимально-необходимую высоту закраин (толщину паровой подушки):

(3.6)

Где: - коэффициент местного гидравлического сопротивления отверстий; g - ускорение свободного падения, g = 9.81 м/с²; -поверхностное натяжение воды, Н/м; - диаметр отверстий ПДЛ, м; - плотность рабочего тела в состоянии насыщения, кг/м³; - плотность генерируемого пара, кг/м³. В соответствии с [6] можно принять = 2, тогда .

Из условий компоновки примем высоту закраин =1750 мм.

Расчет гравитационной сепарации.

Гравитационная сепарация способна работать лишь в случае, когда скорость пара не превышает скорость оседания капель влаги.

Приведенная скорость пара на выходе с зеркала испарения

(3.7)

Относительная скорость пара (она же скорость падения капли через движущийся ей навстречу пар) определятся из выражения :

 (3.8)

Видно что, так как скорость падения капли относительно движущегося вверх пара больше скорости самого пара, то гравитационная сепарация возможна впринципе.

Согласно заданию, влажность пара на выходе из ПГ не должна превышать 0.2%. Определим влажность пара после прохождения паром пространства гравитационной сепарации, т. е. на нижнем срезе жалюзийного сепаратора.

(3.9)

Где: М - вспомогательный параметр, определяемый по номограмме в [6]. М = 37; - высота парового пространства для гравитационной сепарации, м. =1200 мм. Итак, что больше, чем требуется в проектном задании. Поэтому окончательную просушку пар проходит, преодолевая жалюзийные сепараторы. Однако, если мы уберем жалюзийные сепараторы, высота для гравитационной сепарации возрастет на 500мм, тогда или 0.19%.

Видно, что в этом случае только за счет гравитационной сепарации пар осушается настолько, что удовлетворяет поставленному условию проекту.

Итак, принимаем решение не устанавливать жалюзийные сепараторы и обойтись только гравитационной сепарацией.

Сводная таблица по расчету сепарационных устройств парогенератора ПГВ-1500-1.

Параметр	Обозначение	Значение	Единица измерения
Скорость пара в отверстиях ПДЛ		2	м/с
Диаметр отверстий ПДЛ		15	мм
Количество отверстий в ПДЛ		38200	шт
Ширина прохода между закраинами ПДЛ и корпусом ПГ для слива воды с ПДЛ		250	мм
Площадь ПДЛ		57	м2
Высота закраин ПДЛ		500	мм
Приведенная скорость пара с зеркала испарения		0.233	м/с
Относительная скорость пара		0.295	м/с
Пространство для гравитационной сепарации		1.8	м
Влажность генерируемого пара		0.17	%
Жалюзийный сепаратор	-	отсутствует	-

4. Гидравлический расчет ПГ

Задачей гидродинамического расчета ПГ по стороне теплоносителя является определение перепада давления в ПГ и соответствующей части от мощности перекачивающего насоса, необходимой для преодоления этого перепада давления. В ПГ применяется теплоноситель без изменения агрегатного состояния, осуществляется принудительная циркуляция теплоносителя со значительными скоростями. Поэтому при расчете гидравлических сопротивлений не учитываются незначительные изменения плотности теплоносителя в связи с уменьшением его температуры. Не учитывается также влияние гидростатического напора в пределах ПГ, т.к. для горизонтально расположенных трубок теплообменной поверхности высота гидростатического столба пренебрежимо мала.

Общее гидравлическое сопротивление ПГ по стороне теплоносителя складывается из суммарного сопротивления трения на всех участках и всех местных гидравлических сопротивлений.

Тракт теплоносителя.

Для расчета гидравлических сопротивлений нам потребуются такие свойства теплоносителя как плотность и вязкость .

Средняя температура теплоносителя

, °С: (4.1)

Где: -температура теплоносителя на входе в парогенератор, °С; -температура теплоносителя на выходе из парогенератора, °С.

По [4] для средней температуры теплоносителя определяем:

Определим коэффициент гидравлического сопротивления при движении теплоносителя по коллекторам:

(4.2)

Где: -скорость теплоносителя в коллекторах, м/с; -внутренний диаметр коллекторов, м. .

Определим суммарный перепад давления на коллекторах , Па:

(4.3)

Где: - суммарная длина участков коллекторов, по которым

протекает теплоноситель, м. Примем = 7м, тогда .

Определим коэффициент гидравлического сопротивления при движении теплоносителя по трубкам теплообменной поверхности. Будем рассматривать среднюю трубку теплообменной поверхности длиной .

Коэффициент гидравлического сопротивления за счет сил трения :

(4.4)

Где: - скорость теплоносителя в трубках теплообменной поверхности, м/с; - внутренний диаметр трубок, м.

Кроме сопротивлений от сил трения, для трубок теплообменной поверхности необходимо учесть и местные сопротивления. Так, в трубках возникают местные сопротивления в местах их ввода в коллектора и в местах гиба. Согласно [6] можно принять:

=0.5-коэфф. местного сопротивления при перетекании теплоно-сителя из входного коллектора в трубки теплообменной поверхности;

= 1 - коэфф. местного сопротивления при перетекании теплоно-сителя из трубок теплообменной поверхности в выходной коллектор;

⁼ 0.5 - коэфф. местного сопротивления при развороте теплоносителя на 180° в U-образных трубках теплообменной поверхности.

Тогда, суммарный перепад давления на трубках теплообменной поверхности , Па:

 (4.5)

Итак, суммарное гидравлическое сопротивление ПГ по тракту теплоносителя , Па, составляет:

(4.6) или 1.4 ат.

Потребная часть мощности главного циркуляционного насоса (ГЦН) на прокачку теплоносителя через ПГ , МВт :

(4.7)

Где: V - объемный расход теплоносителя, м³/с; - к.п.д. ГЦН. Будем считать, что к.п.д. ГЦН = 0.76, тогда .

Тракт рабочего тела

При рассмотрении гидравлического сопротивления ПГ по тракту рабочего тела, ПГ представляет определенный интерес за счет местных сопротивлений своих внутрикорпусных систем. Вклад же в общую картину первого контура гидравлического сопротивления из-за трения пренебрежимо мал ввиду относительной малости длины трубопроводов в самом ПГ по сравнению с оной вне его. Поэтому, пренебрегая гидравлическими сопротивлениями трения, определим только перепады давления за счет местных сопротивлений внутрикорпусных устройств.

Определим гидравлическое сопротивление участка питательной воды. Согласно [6] можно принять:

=1.4 - коэфф. местного сопротивления при перетекании питательной воды из входного патрубка в коллектор питательной воды;

=0.5 - коэфф. местного сопротивления при перетекании питательной воды из коллектора питательной воды в раздающие трубы;

=1.5 - коэфф. местного сопротивления при истечении питательной воды из раздающих труб в межтрубное пространство.

Примем, что во всех трубах питательной воды, как то: входном патрубке, коллекторе питательной воды и раздающих трубах скорость течения питательной воды такая же, как во входном патрубке питательной воды, т. е. , равная 10м/с. Тогда гидравлическое сопротивление участка питательной воды :

(4.8)

Где: - плотность питательной воды при температуре питательной воды, кг/м³.

Определим гидравлическое сопротивление парового участка. Гидравлическое сопротивление пароприемного потолка (ППП) , Па, определим нз следующим образом: Согласно рекомендациям в [6] принимаем скорость пара в отверстиях ППП = 50м/с. Тогда (4.9) Где: - плотность генерируемого насыщенного пара, кг/м3. .

Определим гидравлическое сопротивление выходных паровых патрубков. Помним, что принятая скорость пара в выходных паровых патрубках составляет =30м/с. Коэффициент местного сопротивления на входе пара в паропроводы = 0.5.

Тогда, гидравлическое сопротивление выходных патрубков , Па:

(4.10)

Итак, общий перепад давления по тракту рабочего тела , Па:

(4.11) или

Потребная часть мощности питательного насоса (ПН) на прокачку рабочего тела через ПГ ,МВт :

(4.12)

Где: - массовый расход питательной воды, кг/с; - к.п.д. ПН.

Будем считать, что к.п.д. ПН = 0.82, тогда

Сводная таблица по гидравлическому расчету парогенератора ПГВ-1500-1.

Таблица 4.1

Параметр	Обозначение	Значение	Единица измерения
Гидравлическое сопротивление ПГ по тракту теплоносителя		137	кПа
Потребная часть мощности ГЦН		1.35	МВт
Гидравлическое сопротивление ПГ по тракту рабочего тела		220	кПа
Потребная часть мощности ПН		189	кВт

5. Расчет водного режима.

курсовая работа "Расчет парогенераторной установки АЭС с реактором ВВЭР-1500" скачать

Подобные документы

• Гидравлический расчет трубопроводных систем

  Строение простых и сложных трубопроводов, порядок их расчета. Расчет короткого трубопровода, скорости потоков. Виды гидравлических потерь. Определение уровня воды в напорном баке. Расчет всасывающего трубопровода насосной установки, высота ее установки.
  
  реферат [1,7 M], добавлен 08.06.2015
  

• Расчет и проектирование двухкорпусной выпарной установки

  Описание технологической схемы. Расчет выпарной установки: поверхности теплопередачи, определение толщины тепловой изоляции, вычисление параметров барометрического конденсатора. Расчет производительности вакуум-насоса данной исследуемой установки.
  
  курсовая работа [194,3 K], добавлен 13.09.2011
  

• Расчет принципиальной тепловой схемы блока 300 МВт

  Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме. Расчет установки сетевых подогревателей. Процесс расширения пара в приводной турбине питательного насоса. Определение расходов пара на турбину. Расчет тепловой экономичности ТЭС и выбор трубопроводов.
  
  курсовая работа [362,8 K], добавлен 10.06.2010
  

• Расчет трубопровода с насосной подачей жидкости

  Задачи расчёта трубопроводов с насосной подачей: определение параметров установки, выбор мощности двигателя. Определение величины потерь напора во всасывающей линии и рабочей точке насоса. Гидравлический расчет прочности нагнетательного трубопровода.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.02.2012
  

• Гидравлические сопротивления трубопроводов и гидромашин

  Определение зависимости сопротивления сети от скорости потока, расчет сопротивления для определенного значения. Принцип работы и внутреннее устройство насосной установки, определение расхода воды в зависимости от перепада давления на дифманометре.
  
  курсовая работа [75,8 K], добавлен 21.02.2009
  

• Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

  Планировка микрорайона и трассировка тепловых сетей, тепловые нагрузки. Расчет тепловой схемы котельной, оборудование. Пьезометрический и температурный график. Гидравлический, механический расчет трубопроводов, схемы присоединения тепловых потребителей.
  
  курсовая работа [532,9 K], добавлен 08.09.2010
  

• Расчет гидравлической сети

  Физико-химическая характеристика жидкости. Определение основных параметров потока гидравлической сети. Нахождение потерь на трение. Определение местных гидравлических сопротивлений и общих потерь. Потребляемая мощность насоса. Расчет расхода материала.
  
  контрольная работа [69,4 K], добавлен 14.12.2013
  

• Мощность системы отопления и приточной вентиляции свинарника-откормочника и затраты топлива на теплоснабжение

  Расчет воздухообмена, мощности системы отопления. Определение годового расхода топлива на теплоснабжение свинарника-откормочника. Расчет параметров биогазовой установки: выбор технологической схемы, расчет конструктивно-технологических параметров.
  
  курсовая работа [52,0 K], добавлен 27.10.2011
  

• Система технического водоснабжения промышленного предприятия с теплонасосной установкой

  Расчет режима работы и показателей экономичности теплонасосной установки. Выбор насосов, схем включения испарителей, конденсаторов, диаметров трубопроводов. Тепловой расчет и подбор теплообменников. Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 23.03.2014
  

• Расчет гидравлических характеристик реакторного контура

  Профилирование расходов по тепловыделяющим сборкам активной зоны реактора ВВЭР-1000. Определение расхода теплоносителя через межкассетные зазоры и доли тепла, перетекающего в межкассетное пространство. Расчет мощности главного циркуляционного насоса.
  
  курсовая работа [279,9 K], добавлен 08.12.2013
  

• Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной с выбором основного и вспомогательного оборудования

  Тепловой расчет подогревателя сетевой воды и охладителя конденсата. Подсчет конденсатного бака. Избрание диаметров трубопроводов. Калькуляция и выбор основного и вспомогательного оборудования котельной. Анализ снабжения водоподготовительной установки.
  
  курсовая работа [531,8 K], добавлен 16.09.2017
  

• Компрессорные установки

  Описание принципа действия силовой схемы и схемы управления компрессорной установки. Расчет основных параметров электродвигателя, питающего кабеля. Формирование графиков, составление технологической карты электромонтажные работы компрессорной установки.
  
  отчет по практике [377,0 K], добавлен 26.06.2014
  

• Расчет значений токов коротких замыканий

  Составление схемы замещения. Расчет индуктивных сопротивлений схемы. Определение сверхпереходного тока короткого замыкания. Расчет активных сопротивлений элементов системы. Определение расчетных реактивностей. Построение векторной диаграммы напряжений.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.02.2013
  

• Проект дизельной установки для универсального сухогруза "Dewi Laksmi"

  Определение параметров системы энергетической установки, требуемой эффективной мощности, выбор двигателя и его обоснование, расчет параметров длительного эксплуатационного режима. Принципиальные схемы энергетических систем. Расположение оборудования.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 12.03.2014
  

• Проектирование теплофикационной установки на ТЭЦ ЦКТИ для нового микрорайона

  Тепловая схема проектируемой теплофикационной установки. Выбор основного оборудования: подогревателей сетевой воды, насосов, трубопроводов, компоновочных решений. Тепловой, проверочный, гидравлический и прочностной расчет сетевых подогревателей.
  
  курсовая работа [815,6 K], добавлен 15.04.2015
  

• Расчет сушильной установки

  Материальный и тепловой балансы процесса сушки. Технические параметры сушилки. Расчет параметров горения топлива, удельных и часовых расходов теплоты и теплоносителя на процесс сушки. Подбор циклонов и вентиляторов, расчет аэродинамических сопротивлений.
  
  курсовая работа [172,6 K], добавлен 24.06.2014
  

• Расчет гидравлической системы

  Применение гидравлических систем в машиностроении, на транспорте и в технологических процессах. Преимущества и принцип действия гидравлической передачи. Определение характеристик простых трубопроводов, рабочей подачи насоса и параметров циклов системы.
  
  курсовая работа [278,3 K], добавлен 13.01.2011
  

• Расчет газотурбинной установки

  Схема и принцип действия газотурбинной установки. Выбор оптимальной степени повышения давления в компрессоре теплового двигателя из условия обеспечения максимального КПД. Расчет тепловой схемы ГТУ с регенерацией. Расчёт параметров турбины и компрессора.
  
  курсовая работа [478,8 K], добавлен 14.02.2013
  

• Проектирование котельной

  Расчет тепловой схемы отопительной котельной. Гидравлический расчет трубопроводов котельной, подбор котлов. Выбор способа водоподготовки. Расчет насосного оборудования. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котельной. Расчет взрывных клапанов.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.05.2017
  

• Электроснабжение предприятия

  Анализ системы электроснабжения промышленного предприятия, ее структура и основные элементы, определение назначения. Выбор сечений проводов и кабелей. Расчет сопротивлений элементов схемы. Определение токов короткого замыкания. Расчет релейных защит.
  
  курсовая работа [936,9 K], добавлен 23.12.2010
  

Другие документы, подобные "Расчет парогенераторной установки АЭС с реактором ВВЭР-1500"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам