Особенности изготовления, условий эксплуатации и применения титановых труб для теплообменного оборудования - Дипломная работа

Глава 1. Теплообменные установки в ядерных энергетических установках 1.1 Классификация теплообменных аппаратов по виду теплового процесса. 1.2 Условия работы парогенераторов в составе АЭУ 1.3 Требования к материалам для трубной системы парогенератора. 1.4 Опыт применения титановых сплавов в теплообменном оборудовании 1.5 Опыт применения титановых сплавов для конденсаторов АЭС Выводы по главе 1 Глава 2. Особенности технологии изготовления титановых труб 3.1 Трубная заготовка 3.2 Особенности технологии изготовления титановых труб. 3.2.1 Производство горячекатаных труб 3.2.2 Производство холоднокатаных труб 3.3 Номенклатура и заводы-производители титановых труб. Технико-экономическое обоснование применения титановых сплавов в сравнении с нержавеющими сталями и медно-никелевыми сплавами Выводы по главе 4 Заключение Список литературы Введение Расширение использования атомной энергетики в контексте глобальных энергетических требований ставит новые задачи перед современным материаловедением и машиностроением. Существенное изменение в конце XX века структуры потребления титана в российской промышленности вследствие падения его потребления в оборонных отраслях при имеющихся больших ресурсах определяет возможность применения титана в атомной и тепловой энергетике. В соответствии с Основными направлениями энергетической политики Российской Федерации на период до 2010 г. определенная часть увеличения потребности в электроэнергии должна покрываться атомными электростанциями в экономически целесообразных масштабах. Использование атомной энергии в России особенно актуально, и более всего на европейской части России. Если в Западной Европе стоимость получения энергии на АЭС на 10% меньше чем на тех же ТЭС (Теплоэлектростанции), то в России, из-за ее протяженности, разнообразного рельефа, не постоянного климата и удаленности мест добычи топлива от мест потребления, этот показатель может достигать и 20%. Но цена и сроки строительства АЭС, по сравнению с ТЭС, очень высокие, поэтому требуются экономически эффективные пути эксплуатации, встает вопрос о повышении сроков службы АЭС. Для разработки атомной технологии следующего поколения существует необходимость в точном понимании поведения материалов в агрессивной окружающей среде под воздействием радиации, высокой температуры, специальных жидкостей для передачи тепла, воздействием нейтронов, а также внешних напряжений. Расширение применения титана в атомной промышленности обусловлено рядом причин: - ростом мировых цен на медь, хром, никель, стоимость которых приблизилась к стоимости титана; - преимуществом титана по удельной прочности по сравнению с Сu и Fe-Ni-Сr содержащих материалов, что делает стоимость погонного метра труб из титана дешевле погонного метра аналогичной продукции из коррозионностойких сталей с содержанием Ni более 10%; - долговечностью с коррозионной точки зрения оборудования атомного машиностроения, что дает улучшение эксплуатационных характеристик ответственного и дорогостоящего оборудования парогенерирующего блока АЭС; - принципиальным снижением остаточной радиоактивности оборудования первого контура; - возможностью комплексного решения вопроса производства электроэнергии и опреснения воды. В работе дано обоснование применения новых полуфабрикатов из титановых сплавов, как наиболее перспективных конструкционных материалах в области стационарной атомной энергетики в сравнении с традиционно применяемыми материалами. Рассмотрен опыт применения титана и его сплавов для конденсаторов отечественных и зарубежных АЭС. Иногда передача тепла может производиться непосредственно рабочим телом, а чаще - в теплообменных аппаратах с помощью греющего и нагревательного теплоносителей. [3] В настоящее время ядерные энергетические установки сооружаются по одноконтурным, двухконтурным и трехконтурным тепловым схемам. Простейшая одноконтурная тепловая схема паросиловой установки с кипением теплоносителя в реакторе, представлена на рисунке 1.[3] Охлаждение реактора производится при естественной циркуляции теплоносителя внутри корпуса реактора, где происходит и сепарация пара. Достоинством одноконтурных схем являются единство теплоносителя и рабочего тела, минимальное количество оборудования, минимальные затраты на собственные нужды, максимальная верхняя температура цикла и, следовательно, высокой коэффициент полезного действия (КПД).[3] Из недостатков таких схем следует отметить повышенную опасность облучения персонала при обслуживании и ремонте оборудования и невозможность получения во всех случаях оптимальной загрузки делящихся материалов. Несмотря на эти недостатки, одноконтурные схемы являются весьма перспективными.[3] Двухконтурная схема включает контур первичного теплоносителя (вещество, охлаждающее активную зону реактора) и энергетический контур. Недостатки системы: большое количество оборудования, сложность эксплуатации в связи с наличием двух контуров, работающих часто на разных теплоносителях, дополнительные затраты на собственные нужды и снижение верхней температуры ц