Таблиця 3.2

Вихідні дані для розрахунку парогенератора ГТ-МГР ВЕП тепловою потужністю реактора 250 МВт

Для більш детального аналізу зміни локальних значень теплофізичних параметрів в парогенераторі слід виконати його перевірочний розрахунок. Всі представлені залежності були пораховані для двох значень теплової ефективності парогенератора (заданого в якості початкового наближення) і (отриманого розрахунковим шляхом) з використанням методу Чена для розрахунку теплообміну при русі двофазного потоку.

На рисунках 3.15 і 3.16 представлені залежності коефіцієнтів тепловіддачі в гарячому і холодному трактах парогенератора в залежності від сумарної довжини труб трубного пучка.

Рис. 3.15 Залежності коефіцієнта тепловіддачі в холодному тракті від сумарної довжини труб парогенератора

Рис. 3.16 Залежності коефіцієнта тепловіддачі в гарячому тракті від сумарної довжини труб парогенератора

З рисунків видно, що величина теплової ефективності не впливає на абсолютні значення локальних коефіцієнтів тепловіддачі в паровому тракті. У той час, як в гарячому тракті значення коефіцієнта тепловіддачі при вище на 15 %, ніж при . Причому найбільше збільшення коефіцієнтів тепловіддачі в гарячому тракті має місце в економайзері і випарнику парогенератора.

3.5 Висновки до розділу

1. Найбільш коректне з фізичної точки зору є протікання залежностей отриманих з використанням методів Чена і Гунгор - Вінтертона (існує характерний максимум значення коефіцієнта тепловіддачі двофазного потоку при ). Зі збільшенням температури пари на виході з випарника зростає потрібна теплова потужність випарника і зменшується потрібна теплова потужність пароперегрівача.

2. Найменш фізично коректним для обраних режимних та геометричних параметрів видається протікання залежності отриманої з використанням методу Стейнера - Таборека. Причому розрахункові значення коефіцієнтів тепловіддачі в області високих значень масового витратного паровмісту мають максимальні значення в порівнянні з іншими методами розрахунку. З ростом температури води на вході в парогенератор зменшується теплова потужність економайзера і зростають теплові потужності випарника і пароперегрівача.

3. Середнє значення коефіцієнтів тепловіддачі двофазного потоку для знаходиться в діапазоні 27500... 37500 для всіх розглянутих методів (за винятком методу Стейнера - Таборека).

4. Найменші значення коефіцієнтів тепловіддачі двофазного потоку мають місце при використанні методу Кандлікара.

5. З ростом діаметра зовнішнього кожуха парогенератора в діапазоні м відносні втрати тиску в холодному тракті парогенератора зростають на 7% і знижуються зі збільшенням числа труб в трубному пучку на 11%.

6. Відносні втрати тиску в гарячому тракті парогенератора невеликі і зменшуються з ростом діаметра зовнішнього кожуха і збільшенням числа труб в трубному пучку на 5 %.

ВИСНОВКИ

Дана робота присвячена дослідженню високотемпературного парогенератора в ядерній енергетичній установці ГТ-МГР.

7. Досліджено теплогідравлічні процеси в парогенераторі ядерної енергетичної установки ГТ-МГР з гелієвим реактором для виробництва електроенергії та водню.

8. Розроблено математичну модель високотемпературного парогенератора ЯЕУ четвертого покоління з використанням гелію в якості первинного теплоносія з гвинтовими закрученими (змієвиковими) трубами.

9. Було змодельовано процес теплообміну при кипінні рідини та досліджено структуру потоку та характерні режими теплообміну в вертикальній трубі.

10. Найбільш коректне з фізичної точки зору є протікання залежностей отриманих з використанням методів Чена і Гунгор - Вінтертона (існує характерний максимум значення коефіцієнта тепловіддачі двофазного потоку при ).

11. З ростом діаметра зовнішнього кожуха парогенератора в діапазоні м відносні втрати тиску в холодному тракті парогенератора зростають на 7 % і знижуються зі збільшенням числа труб в трубному пучку на 11 %.

12. Відносні втрати тиску в гарячому тракті парогенератора невеликі і зменшуються з ростом діаметра зовнішнього кожуха і збільшенням числа труб в трубному пучку на 5 %.

13. З ростом діаметра зовнішнього кожуха парогенератора маса і об'єм теплопередавальних поверхонь парогенератора зростають на 10 % через зниження середньої швидкості первинного теплоносія, зниження значень коефіцієнта тепловіддачі і зростання потрібної довжини труб парогенератора.

14. В гарячому тракті значення коефіцієнта тепловіддачі при на 15 % вище, ніж при . Причому найбільше збільшення коефіцієнтів тепловіддачі в гарячому тракті має місце в економайзері і випарнику парогенератора.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Энергетика XXI века [Текст]: информационный бюлетень / ИИЭ Российский научный центр «Курчатовский институт», 2008 г.

2. Радченко Р.В. Водород в энергетике [Текст] / Р.В. Радченко, А.С. Мокрушин, В.В. Тюльпа - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. - 229 с.

3. Халатов, А. А. Анализ термодинамического цикла ГТУ ядерной модульной энергетической установки с гелиевым реактором [Текст] / А. А. Халатов, С. Д. Северин, Т. В Доник. // Промышленная теплотехніка. - 2015.-Т. 37, № 2. - C. 59-67.

4. Головко, В.Ф. Высокотемпературные реакторы для производства водорода [Электронный ресурс] / В.Ф Головко. - Режим доступа: http://www.atomeks.ru/mediafiles/u/files/presentA2011/Golovko_V.F.pdf - 6.12.2011 г.

5. Долгополов, С.Ю. Ведение в ядерно-водородную энергетику [Текст, рисунки] / С.Ю Довгополов, И.В. Ломов, И.В. Шаманин - Т.:ТПУ, 2008. - 168 с.

6. МГР-Т - инновационная ядерная технология для комбинированного производства водорода и электроэнергии [Текст] / В.И. Костин, Н.Г Кодочигов, А.В. Васяев, и др. // докл. на 2 Рос. научно-техн. конф. МАЯТ-2 6-30 сентября 2005 г. - Москва, 2005. - С. 1-9.

7. Каренгин, А.Г. Плазменные технологии переработки веществ [Текст]: учебное пособие. / А.Г Каренгин - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 107с.

8. Атомно-водородная энергетика [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.nrcki.ru/.

9. Пархоменко, В.Д. Технология плазмохимических производств [Текст] / В.Д Пархоменко, П.Н Цыбулев, - К.: «Вища школа», 1991. - 253с.

10. Якименко, Л.М. Электролиз воды [Текст] / Л.М Якименко, И.Д. Модылевская, З.А Ткачек, - М.: Химия, 1970. - 264 с.

11. Зарецкий, С.А. Технология электрохимических производств [Текст] / С.А. Зарецкий, - М.: Химия, 1976. - 168 с.

12. Хомяков, В.Г. Технология электрохимических производств [Текст] / В.Г. Хомяков, В.П. Машовец, Л.Л. Кузьмин, - М. - Л.: Госхимиздат, 1949. - 676 с.

13. Устройство электролизера [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/elektrolizer/

14. Промышленный парогенератор [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://promplace.ru/

15. N.E. Todreas, M.S. Kazimi “Nuclear Systems I. Thermal Hydraulic Fundamentals” [Текст]: Hemisphere Publishing Corporation, 1990.

16. M. Esch, A. Hurtado, D. Knoch, W. Tietsch “Analysis of Steam Outlet Temperatures of Helical Coil Steam Generator for HTRs with the System Code TRACE” [Текст]: Proceedings of HTR 2010, Prague, Czech Republic, Paper 267, 7 p.

17. N.V. Hoffer, P. Sabharwall, N.A. Anderson “Modeling a Helical-coil Steam Generator in RELAP5-3D for the Next Generation Nuclear Plant” [Текст]: Report INL/EXT-10-19621, 2011, pp. 4-14.

18. C.H. Oh, E.S. Kim “Heat Exchanger Design Options and Tritium Transport Study for the VHTR Systems” [Текст]:, Report INL/EXT-08-14700, 2008, pp. 131-136.

19. Справочник по теплообмінникам [Текст]: / П.И.Бажан, Г.Е.Каневец, В.М.Селивестров. - М.: Машиностроение, 1989. - 366 с.

20. А.А. Жукаускас Конвективный перенос в теплообменниках [Текст]: М.: Наука, 1982. 472 с.

21. Справочник по теплообменникам. [Текст] В 2-х т.: Пер. с англ. / Под ред. Б.С. Петухова и В.К. Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т.1. 560 с.; Т. 2. 352 с.

22. Б.А. Пермяков Особенности расчёта теплообмена и гидравлического сопротивления спиральных трубных змеевиков [Текст]: Тр. МИСИ. 1977. № 142. С. 12-19.

23. J. Buongiorno “Notes on Two-Phase, Boiling Heat Transfer, and Boiling Crises in PWRs and BWRs”, 22.06 Engineering of Nuclear Systems, MIT Department of Nuclear Science and Engineering, 2010, 14 p

24. В.П. Исаченко Теплопередача. Учебник для вузов, Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975, 488 с.

25. J.C. Chen "Correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow" Industrial Engineering Chemical Process Design and Development, vol. 5, no. 3, pp. 322-339, 1966.

26. H.K. Forster, N. Zuber, "Dynamics of vapor bubbles and boiling heat transfer," AICHME Journal, vol. 1, pp. 531-535, 1955.

27. M.M. Shah, "Chart correlations for saturated boiling heat transfer: Equations and further study," ASHRAE Transactions, vol. 88, part 1, pp. 185-196, 1982.

28. D. Steiner, J. Taborek, "Flow boiling heat transfer in vertical tubes correlated by an asymptotic model", Heat Transfer Engineering, vol. 13, No.2, 1992.

29. S. G. Kandlikar, “A general correlation for saturated two-phase flow boiling heat transfer inside horizontal and vertical tubes,” J. Heat Transfer, 112, 1990, pp. 219-228.

30. S. G. Kandlikar, “A model for correlating flow boiling heat transfer in augmented tubes and compact evaporators,” J. Heat Transfer, 113, 1991, pp. 966-972.

31. С.Л.Ривкин, А.А.Александров Термодинамические свойства воды и водяного пара. М: Энергия, 1975, 80 с

32. Д.И.Батищев Методы оптимального проектирования Учеб. пособие. М.: Радио и связь, 1984. -248 с.

33. C. Oh, J. Han, R. Barner, E. Kim, S. Sherman “Steam Generator Component Model in a Combined Cycle of Power Conversion Unit for Very High Temperature Gas-Cooled Reator”, INL/CON-06-12035 ANS Meeting, 2007, 7 p.

34. J.G. Collier, J.R. Thome “Convective Boiling and Condensation”, Third Edition, Oxford University Press, Oxford, 1994.

35. РД 24.035.05-89 Руководящий документ по стандартизации. Методические указания. Тепловой и гидравлический расчёт теплообменного оборудования АЭС, 1990.

36. Х. Хаузен Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрёстном токе: Пер. с нем. М.: Энергоиздат, 1981. 384 с.

37. Теплообменные аппараты газотурбинных установок. Основы проектирования: монография / И.А. Богов, В.А. Суханов, А.П. Безухов, В.В. Толмачев, А.А. Смирнов, А.И. Бодров: под общей редакцией проф., д.т.н. И.А. Богова. СПб.: ООО Издательство «Полигон», 2010. - 208 с

Размещено на Allbest.ru