Системи повітророзподілення при зональній вентиляції турбінних відділень АЕС

У п'ятому розділі розглянуті системи повітророзподілення турбінного відділення енергоблоку №4 Рівненської АЕС з використанням розроблених повітророзподільників ПЕТ. Порівняння варіантів систем вентиляції з використанням повітророзподільників ПЕТ і ВПЕП показало заощадження капітальних вкладень у розмірі 12,8 %. Заощадження енергії на переміщення повітря за рахунок зниження втрат тиску в повітророзподільниках становить 18,9 %. Це підтверджує доцільність застосування систем повітророзподілення з повітророзподільниками ПЕТ. Повітророзподільники захищені деклараційним патентом України на винахід №44971 А та патентами України на винахід №73805 і 73818. Вони впроваджені на енергоблоку №4 Рівненської АЕС. Технічні умови затверджуються, а методика розрахунку прийнята до проектної практики Відкритим акціонерним товариством “Київський науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут “Енергопроект”.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Мілейковський В.О. Закономірності підтікання повітря до струмини // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання: Науково-технічний збірник. - Вип. 5. - К.: КНУБА, 2002. - 128с. - С. 22-25.

2. Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О., Тімінський Г.М. Формування температурно-вологісного режиму в турбінному відділенні АЕС з реакторами ВВЭР-440 // Містобудування та територіальне планування:Наук.-техн. збірник. - Вип. 21. - К., КНУБА, 2005. - С.76-81. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в проведенні натурних досліджень стану повітряного середовища турбінного відділення.

3. Мілейковський В.О. Дослідження втрат тиску в повітророзподільниках з тангенціальними випусками повітря//Вентиляція,освітлення та теплогазопостачання: Наук.-техн. збірник. - Вип. 8. - К.: КНУБА, 2005. - 120с. - С. 33-39.

4. Довгалюк В.Б, Мілейковський В.О. Взаємодія струмин, що настилаються на опуклу поверхню // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка: Науково-технічний збірник. - Вип. 23.- К.: тов-во "Знання" України, 2006. - C. 90-98. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці схеми струмини й експериментального стенду; плануванні, проведенні й обробці результатів дослідів.

5. Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О. Ефективність організації повітрообміну в теплонапружених приміщеннях у стиснутих умовах // Будівництво України: Науково-виробничий журнал. - № 3, 2007. - 48 c. - C. 36-39. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці й аналізі математичної моделі тепломасообмінних процесів у турбінних відділеннях АЕС.

6. Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О. Системи вентиляції з транзитним повітророзподіленням // Будівництво України: Науково-виробничий журнал. - № 5, 2007. - 48 c. - C. 34-37. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці конструкцій та аналітичному визначенні аеродинамічного опору транзитних повітророзподільників.

7. Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О. Повітророзподілення у теплонапружених приміщеннях у стиснутих умовах // Zeszyty naukowe Politechniki Rzeszowskiej Nr 211. - Z. 37. - Czкњж 2. Rzeszow, 2004. - С. 75-82. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці й аналізі математичної моделі повітрообміну приміщення та настильної струмини.

8. Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О. Математичне моделювання струмин, що настилаються на опуклу поверхню // Геометрическое и компьютерное моделирование: энергосбережение, экология, дизайн: Доклады первой научно-практической конференции: Сборник научных трудов: Межведомственный научно-технический сборник: Спецвыпуск. - К.: Випол, 2004. - 311 с. - С. 54-59. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці й аналізі математичної моделі настильної струмини.

9. Dovgaliuk V., Mileikovskiy V. Mathematical Modelling of Air Jets, that are Spread on Curve-Line Surface // State of Art, Trends of Development and Challenges in Civil Engineering: Book of Abstracts: 10th Scientific Conference Rzeszуw-Lviv-Koљice. Koљice, 2005. - P.53 - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці математичної моделі струмини та проведенні чисельних і фізичних експериментів.

10. Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О. Повітророзподілення з використанням криволінійного настилання // Нова тема: Журнал Асоціації інженерів енергоефективних технологій України: Науково-технічний журнал.- № 3. -К., 2006. - 42с. - С. 25-27. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці способу рівномірного розподілення повітря та одержанні розрахункових залежностей.

11. Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О. Формування струмин при тангенціальних випусках повітря з повітророзподільника // Нова тема: Журнал Асоціації інженерів енергоефективних технологій України: Науково-технічний журнал.- № 2. - К., 2007. - 44с. - С. 22-24. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в проведенні чисельних та фізичних дослідів і розробці рекомендацій до застосування повітророзподільників.

12. Патент № A 44971 UA 7 F 24 F 13/06. Повітророзподільник. / Ткачук А.Я., Мілейковський В.О. // Промислова власність. - 2002. - №3. Кн.1. - С. 4.82 - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці конструкції повітророзподільників з багатьма тангенціальними випусками повітря.

13. Патент № C2 73805 UA 7 F 24 F 13/06. Повітророзподільник (варіанти) / Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О., Кібєко О.М., Шенгелевич В.І. // Промислова власність. - 2005. - №9. Кн.1. - С.3.138 - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці конструкцій повітророзподільників з багатьма тангенціальними випусками повітря.

14. Патент № C2 73818 UA 7 F 24 F 13/06. Повітророзподільник. / Довгалюк В.Б., Мілейковський В.О., Кібєко О.М., Шенгелевич В.І. // Промислова власність.-2005.-№9. Кн.1. - С.3.139. - Особистий внесок Мілейковського В.О. полягає в розробці конструкцій повітророзподільників з багатьма тангенціальними випусками повітря.

АнотаціЯ

Мілейковський В.О. Системи повітророзподілення при зональній вентиляції турбінних відділень АЕС. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.03 - Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання. - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2007.

Робота присвячена вирішенню актуальної задачі створення компактних та енергоефективних систем повітророзподілення для забезпечення нормативних параметрів повітря в турбінних відділеннях АЕС. Розроблено математичну модель повітрообміну в цих приміщеннях. Показано, що для досягнення максимальної ефективності повітрообміну слід подавати повітря струминами, що інтенсивно затухають і не взаємодіють з конвективними потоками від тепловидільного обладнання. Створено математичну модель струмини, що настилається на опуклу циліндричну поверхню. Розроблені конструкції кінцевих та транзитних повітророзподільників ежекційних тангенціальних (ПЕТ) з використанням взаємодії струмин, що настилаються на опуклу поверхню і забезпечують рівномірне розподілення повітря в межах характерних зон приміщення. Вони компактні й мають низький аеродинамічний опір. Створено методику розрахунку систем припливної вентиляції з використанням повітророзподільників ПЕТ.

Ключові слова: вентиляція, повітророзподілення, АЕС, турбінне відділення, енергозбереження, настилання струмини, взаємодія струмин, ефект Коанда.

АннотациЯ

Милейковский В.А. Системы воздухораспределения при зональной вентиляции турбинных отделений АЭС. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.03 - Вентиляция, освещение и теплогазоснабжение. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 2007.

Работа посвящена решению актуальной задачи создания компактных и энергоэффективных систем воздухораспределения для обеспечения нормативных параметров воздуха в турбинных отделениях АЭС при стеснённых условиях размещения оборудования в плане и по высоте.

Натурные исследования показали перегрев воздуха в этих помещениях в тёплый период года, который поясняется недостаточным учётом влияния приточных струй на распределение температур воздуха в помещении. При этом наблюдается рециркуляция горячего воздуха конвективных потоков в зоны обслуживания оборудования и обдув теплоотдающих поверхностей оборудования.

Выполена оценка эффективности организации воздухообмена в вышеуказанных помещениях в зависимости от вида приточных струй. Разработана математическая модель воздухообмена на базе балансовых уравнений для характерных зон помещения. Эффективность организации воздухообмена оценена с помощью коэффициента воздухообмена по средневзвешенной температуре вытяжного воздуха по зонам. Показано, что для достижения максимальной эффективности организации воздухообмена в этих помещениях целесообразно подавать воздух интенсивно затухающими струями, которые не взаимодействуют с конвективными потоками.

Показано, что для достижения компактности и низкого аэродинамического сопротивления воздухораспределителей целесообразно применять настилание струй на выпуклую поверхность. Создана математическая модель струи, настилающейся на выпуклую циллиндрическую поверхность, на базе уравнений баланса массы воздуха, теплоты и уравнения количества движения с использованием экспериментальных данных. Аналитические и экспериментальные исследования настилания струи на выпуклую поверхность показали достаточный темп затухания струи при настилании и слабое затухание струи после отрыва. Интенсификация затухания струи должна выполняться путём удлинения пути настилания струи и ускорения затухания струи после отрыва.

Разработаны воздухораспределители эжекцоионные тангенциальные (ПЕТ) с использованием взаимодействия струй, настилающихся на выпуклую поверхность. Взаимодействие струй продлевает путь настилания и ускоряет затухание струй после отрыва за счет разрежения между ними. Проведенные аналитические и экспериментальные исследования показали, что взаимодействие струй наблюдается при пяти и больше симметричных выпусках воздуха. При меньшем числе выпусков взаимодействие струй отсутствует.

Предложен и исследован способ равномерного распределения воздуха струями, настилающимися на выпуклую поверхность, по методу переменного коэффициента расхода щелей. Способ базируется на диафрагмировании выходного канала перед выпуском воздуха заслонкой переменной ширины.

Для обеспечения компактности сетей воздуховодов приточных систем вентиляции разработано и исследовано транзитное исполнение воздухораспределителей ПЕТ. Оно предусматривает частичную раздачу воздуха и частичную передачу его в дальнейшую сеть воздуховодов. Аналитически исследовано местное сопротивление на разделение потока в транзитном воздухораспределителе. При этом использованы уравнения Бернулли и количества движения отдельно для потока на транзит и на раздачу.

Выполнены экспериментальные исследования воздухораспределителей ПЕТ на базе квадратичного планирования эксперимента. Получены зависимости для темпа затухания скорости и перепада температуры в струях, а также, для коэффициента местного сопротивления концевых воздухораспределителей. Исследования показали высокий темп затухания струй и низкое аэродинамическое сопротивление. Это показывает возможность обеспечения высокой эффективности организации воздухообмена в тепплонапряжённых помещениях в стеснённых условиях. При этом обеспечивается энергосбережение в системах вентиляции.

Определены коэффициенты местного сопротивления на транзит и раздачу для транзитных воздухораспределителей с учётом взаимодействия местных сопротивлений при разделении потоков (на транзитный и на раздачу) и в воздухораспределительном насадке. Показано низкое сопротивление на транзит и повышенное сопротивление на раздачу. Это облегчает увязку потерь давления в сети воздуховодов.

Создана методика инженерного расчёта и подбора воздухораспределителей ПЕТ. Разработаны компактные и энергоэффективные системы воздухораспределения в турбинном отделении энергоблока №4 Ровенской АЭС. Экономия энергии на перемещение воздуха составляет 18,9%. Экономия капиталовложений составляет 12,8%. Это подтверждает целесообразность применения воздухораспределителей ПЕТ.

Воздухораспределители ПЕТ защищены тремя патентами Украины. Системы воздухораспределения с воздухораспределителями ПЕТ внедрены в турбинном отделении энергоблока №4 Ровенской АЭС. Методика расчёта принята в проектную практику ОАО “Киевский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт “Энергопроект”.

Воздухораспределители ПЕТ могут быть использованы в других промышленных цехах, сельскохозяйственных сооружениях и больших помещениях гражданских зданий, где необходимо подавать большие объёмы воздуха быстро затухающими струями. Воздухораспределители могут быть выполнены как элемент интерьера.

Ключевые слова: вентиляция, воздухораспределение, АЭС, турбинное отделение, энергосбережение, настилание струи, взаимодействие струй, эффект Коанда.

RESUME

Mileikovskyi V.A. Systems of an air distribution at zonal ventilation of turbine branches of the atomic power station. - The Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of technical science on a specialty 05.23.03 - Ventilation, Illumination and Heat and Gas Supply. - The Kyiv National University of Construction and Architecture, Kyiv, 2007.

Thesis is devoted to the solution of an actual problem of creation space- and energy-saving systems of an air distribution for maintenance of normative parameters of air in turbine branches of the nuclear power plant. The mathematical model of an air interchange in these rooms is developed. It is shown, that for maximization of efficiency of an air interchange it is necessary to fan jets which intensively fades and do not interacts with convection streams from the heat dissipating equipment. The mathematical model of a jet which is floored on a convex cylindrical surface is created. Designs of end and transit air-distributors ejection tangential (ПЕТ) with use of interacting of jets which are floored on a convex surface are developed and provide a uniform distribution of air within the limits of characteristic working areas of a room. They are compact and have a low aerodynamic resistance. The design procedure of inlet ventilation systems with use of air distributors PET is created.

Keywords: ventilation, air distribution, APP, turbine branch, energy-saving, floored jet, interacting of jets, Coanda effect.

Размещено на Allbest.ru