Расчет параметров теплообменивающихся сред по участкам. Обзор основных параметров змеевиковой поверхности. Выбор материалов, конструктивных размеров. Распределение трубок по слоям навивки. Определение параметров кипящей среды и коэффициентов теплоотдачи.
При разработке нового парогенератора (ПГ) двухконтурной ЯППУ выполняют конструкторский расчет, который основывается на исходных данных о параметрах пара и теплоносителя, а также о паропроизводительности или тепловой мощности ПГ. Конструкторский расчет подразделяется на следующие этапы: - тепловой расчет; Для проведения теплового расчет принимают принципиальную тепловую схему ПГ, которая дает наглядное представление о взаимном размещении элементов ПГ по ходу движения теплоносителя и рабочей среды, а также об изменении параметров сред. В результате выполнения теплового расчет определяются размеры теплопередающих поверхностей элементов ПГ. Конструкционный расчет включает в себя выбор материала и размеров труб, формы поверхности теплообмена (змеевиковой, прямотрубной и т.п.), диаметров коллекторов, патрубков, корпуса.1 Гидравлическое сопротивление ПГ ?рпг МПА Принять в пределах 0,3-0,6 0.3 2 Гидравлическое сопротивление пароперегревательного участка ?рпп МПА (0,5-0,6) ?рпг 0.175 3 Гидравлическое сопротивление испарительного участка ?рис МПА (0,4-0,45) ?рпг 0.126 5 Давление на выходе из испарительного участка МПАРПП ?рпп3.175 6 Давление на входе в испарительный участок МПА ?рис3.31 Энтальпия на входе в парогенератор КДЖ/кг [2]….[3]1492 2 Энтальпия на выходе из парогенератора КДЖ/кг [2]….[3]1313 3 Коэффициент удержания тепла-Принимаем в пределах 0,98…0,990.98Эта диаграмма дает представление о распределении тепловой мощности парогенератора по отдельным участкам, о температурных напорах между теплообменивающимися средами, а также о средних температурах той и другой среды на отдельных участках теплообмена.Змеевиковая поверхность нагрева образуется путем последовательной один на другой навивки слоев, образуемых одной или несколькими параллельно и одновременно навиваемыми трубками. Каждый слой навивки состоит из одинаковых по размеру трубок, изогнутых по винтовой линии с одинаковыми шагом навивки и в целом образующих цилиндрическую поверхность (см. рис. Из таких цилиндрических поверхностей, имеющих различные диаметры и расположенных концентрически относительно друг друга, образуется змеевиковая поверхность нагрева. Основные характеристики змеевиковой поверхности нагрева представлены на рис.4Для расчет змеевиковой поверхности теплообмена выбираем материал и размеры трубок, образующих эту поверхность. Размер труб принимаем из данных, приведенных в приложении 4 [4]. 1 Наружный диаметр трубки d М Выбирается 0.018 2 Толщина стенки трубки dct М Выбирается 0.002 5 Скорость питательной воды в трубке Wпв м/с Принимаем 0,4……0,6 0.6Первое из них имеет вид: Число трубок, образующих слой навивки, принимается таким образом, чтобы длины всех параллельных трубок, образующих ПГ были одинаковы, так как при этом обеспечивается равномерное распределение рабочей среды по всем трубкам. Второе условие выполняется если число трубок в i - слое навивки определять по отношению: Т.е. количество трубок в слое навивки возрастает по мере увеличения диаметра навивки.№ п/п Наименование величины Обозн. Размер Формула или источник Числовое значение 1 Средняя температура тэкср 0С (тпв ts)/2 173№ п/п Наименование величины Обозн. Размерность Формула или источник Числовое Значение 8 Коэффициент учитывающий влияние относительного шага поперечного обтекания труб - 0.984Размерность Формула или источник Числовое Значение 2 Коэффициент теплопроводности материала стенки ?стэк Вт/(м0С) ? (тэкст) 18.6 4 Термическое сопротивление окисных пленок Rok (м2 0С)/Вт ?ок/?ок 0.8*10-5 Примечание: величина Rok на трубах, находящихся в контакте с водой или водяным паром, зависит от материала труб: - для углеродистых сталей Rok = (5…..15)?10-5 (м2 0С)/Вт;№ п/п Наименование величины Обозн. Размерность Формула или источник Числовое значение 8 Коэффициент учитывающий влияние относительного шага поперечного обтекания труб - 0.984Размерность Формула или источник Числовое Значение 3 Для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки к кипящей воде необходимо предварительно оценить величину удельного теплового потока на испарительном участке и в дальнейшем вести расчет методом последовательных приближений по пп. 7 Термическое сопротивление окисных пленок Rok (м2 0С)/Вт См. примечание к п. 8 Удельный тепловой поток Вт/м2 1823598 9 Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде Вт/(м2 0С) 135971№ п/п Наименование величины Обозна. Размерность Формула или источник Числовое Значение 8 Коэффициент учитывающий влияние относительного шага поперечного обтекания труб - 0.984№ п/п Наименование величины Обозн. Размерность Формула или источник Числовое Значение 1 Средняя температура тсрпп 0С (ts тпп)/2 270.4Размерность Формула или источник Числовое значение 1 Средняя температура стенки труб тстпп 0С 298 2 Коэффициент теплопроводности материала стенки ?стпп Вт/(м0С) ?(тстпп) 19.4Размерность Формула или источник Числовое значение 1 Суммарная поверхность нагрева ПГ Нпг м2 Нэк Нис Нпп 110.7 4 Средняя длина одной трубки ML TP/ntp12 5 Поверхность теплообмена одного горизонтального ряда трубной системы
План
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛООБМЕНИВАЮЩИХСЯ СРЕД ПО УЧАСТКАМ
2.1 Параметры рабочей среды
2.2 Параметры теплоносителя
3. ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ t-Q
4. КОМПАНВОКА ЗМЕЕВИКОВ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА
4.1 Основные параметры змеевиковой поверхности
4.2 Выбор материалов и конструктивных размеров
4.3 Распределение трубок по слоям навивки
5. РАСЧЕТ ЭНОМАЙЗЕРНОГО УЧАСТКА
5.1 Параметры питательной воды и коэффициент теплоотдачи от стенок к питательной воде
5.2 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке
5.3 Расчет площади поверхности нагрева
6. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЬНОГО УЧАСТКА
6.1 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке
6.2 Параметры кипящей среды и коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде
7. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬНОГО УЧАСТКА
7.1 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке
7.2 Параметры перегретого пара и коэффициент теплоотдачи от стенки к пару
7.3 Площадь поверхности нагрева пароперегревательного участка
8. РАСЧЕТ МАССОГАБАРИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ПАРОГЕНЕРАТОРА
Список используемой литературы
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Список литературы
1. Андреев П.А., Гремлинов Д.Н. и др. Теплообменные аппараты ядерных энергетических установок. Изд.2-е переработанное и дополненное. -Л: Судостроение, 1969
