Теплогидравлический расчет парогенераторов атомной электростанции - Курсовая работа

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра “Реакторы, парогенераторы и котельные установки ”В ПГ осуществляется производство рабочего пара с использованием тепла, отводимого из активной зоны реактора охлаждающей средой, направляемой в поверхности нагрева ПГ. Этот агрегат наряду с ядерным реактором и паровой турбиной относится к основному оборудованию двухконтурной паротурбинной АЭС. В общем случае ПГ состоит из подогревательного, паропроизводящего и перегревательного элементов. Охлаждающая реактор среда называется теплоносителем.Найдем тепловую мощность одного ПГ: , где Qp-тепловая мощность реакторной установки, МВТ; n-число секций ПГ. По известной мощности ПГ и заданных параметрах сред определяем расход теплоносителя 1-го контура через ПГ: , Паропроизводительность аппарата: , Определим тепловую мощность каждого участка: - экономайзера, испарителя и пароперегревателя: , , , Для выбора наиболее рациональной конструкции ПГ произведем многовариантный расчет. Зададим три скорости движения теплоносителя в пределах 3?5 м/с. 4 Число трубок уточненное , - 21230 18197 15922 Пример расчета для : Площадь живого сечения для прохода теплоносителя: , Число трубок: , Компоновку труб выбираем по треугольной решетке с шагом: , Тогда площадь ячейки приходящейся на одну трубу равна: , Площадь живого сечения для прохода рабочего тела: , Массовая скорость рабочего тела: , Число труб по диагонали внешнего шестиугольника: , Диаметр трубной доски: , Гидравлический диаметр: , Граничное паросодержание: , где .Для определения температур на границе участков ПГ определим перепад энтальпий по участкам: , , , , , Значения энтальпий теплоносителя в соответствующих точках: , , , По таблицам термодинамических свойств воды и пара определяем температуры Диаграмма представлена в Приложении 1., , , Найдем скорость движения рабочего тела: , Для рабочего тела за определяющий диаметр примем гидравлический диметр =11,97 мм. Используя табличные данные найдем Re, Pr, Nu, для рабочего тела: , , , Коэффициент теплоотдачи на экономайзерном участке со стороны рабочего тела найдем по формуле: , Коэффициент теплопередачи определяем по формуле : , Площадь поверхности экономайзерного участка: , Таблица 1.2 Определение величины поверхности нагрева Для испарительного участка: При расчете коэффициента теплоотдачи со стороны рабочего тела на испарительном участке необходимо определить коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме. Кутателадзе определим коэффициент теплоотдачи при кипении и коэффициент теплопередачи на испарительном участке. Коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме: 1,28 1,28 = , Учет вынужденного движения: , Коэффициент теплоотдачи при кипении: , Коэффициент теплопередачи испарительного участка: , Расчетная удельная тепловая нагрузка: , Строим график зависимости .При расчете гидравлического сопротивления ПГ по теплоносителю учитываем трение в трубах поверхности нагрева и местные сопротивления. Величину эквивалентной абсолютной шероховатости труб поверхности нагрева принимаем = м. Вычислим скорость теплоносителя на входе : , Рассмотрим внезапное расширение. Тогда потери сопротивления на участке внезапного расширения можно вычислить по формуле: , Рассмотрим внезапное сужение(вход в трубки). , Тогда потери сопротивления на участке внезапного сужения можно вычислить по формуле: , Рассмотрим движение теплоносителя в трубках.В результате теплового и гидравлического расчета получаем три варианта ПГ, отличающиеся по скоростным и массогабаритным характеристикам.Расчетное давление для днища, трубок поверхности нагрева, трубной доски: , Расчетное давление для обечайки корпуса: , Величину допускаемого напряжения для сплава 08Х18Н10Т принимаем равным: ,Расчетная толщина стенки трубки ПГ: , Прибавки к расчетной толщине связанные с утонением изза коррозии, с утонением стенки изогнутой трубы, с утолщением по технологическим требованиям принимаем равными нулю.Толщина обечайки корпуса без отверстий: , Толщину обечайки корпуса с пароотводящим патрубком = 0,65 м в первом приближении принимаем 105 мм. Одиночным отверстием считают отверстие, кромка которого удалена от кромки ближайшего отверстия по срединной поверхности на расстояние более: , Таким образом, отверстия под патрубки считаем одиночными.Номинальная толщина днища определяется по формуле: , Одиночным отверстием считают отверстие, кромка которого удалена от кромки ближайшего отверстия по срединной поверхности на расстояние более: , Таким образом, лаз и патрубок можно считать одиночными отверстиями.

Оглавление

Введение

1. Тепловой расчет ПГ

1.1 Общий и поэлементный тепловой баланс ПГ

1.2 Построение T-Q диаграммы

1.3 Определение коэффициентов теплопередачи на участках ПГ и величины поверхности нагрева

2. Гидравлический расчет парогенератора

3. Выбор оптимального варианта парогенератора

4. Расчет на прочность элементов парогенератора

4.1 Расчет на прочность трубок парогенератора

4.2 Расчет на прочность обечайки корпуса

4.3 Расчет на прочность эллиптического днища корпуса

4.4 Расчет на прочность трубной доски

5. Проверочный расчет на пониженную нагрузку

5.1 Определение коэффициентов теплопередачи на участках ПГ и величины поверхности нагрева

Вывод

Список литературы