Выбор номинальных параметров теплоносителя и рабочего тела - Контрольная работа

Определение параметров пара на выходе из парогенератора и на входе в главную турбинуСтрого говоря, в качестве разрабатываемой ЯЭУ могут быть приняты установки различного типа: с ЯР на тепловых, промежуточных или быстрых нейтронах, с различными теплоносителями (вода под давлением, жидкий металл, газ), по количеству контуров - одноконтурные, двухконтурные или даже трехконтурные, по типу двигателя, преобразующего тепловую энергию в механическую (для приведения в действие генератора электроэнергии) - с паровой или газовой турбиной и пр. С учетом типов установок, нашедших в настоящее время наибольшее распространение, можно рекомендовать при выборе типа ЯЭУ принять для разработки двухконтурную ЯЭУ с ЯР на тепловых нейтронах и паровой турбиной, используемой в качестве привода генератора электроэнергии. Такое решение позволит рассмотреть установку, близкую по составу и принципу действия к той установке, на которой студент будет работать после окончания вуза. Все остальные вопросы выбора типа ЯЭУ (быстроходная или тихоходная турбина, тип и состав оборудования промежуточной сепарации и перегрева пара, тип и состав системы регенерации тепла в цикле теплового двигателя, тип и состав ГК, особенности системы технического водоснабжения и пр.) следует выбрать дополнительно. Следует обратить внимание на отличия от прототипной установки, тип элементов установки и схемные решения.В настоящем разделе изложены рекомендации по выбору и обоснованию принимаемых в расчет или определяемых расчетным путем номинальных термодинамических параметров ЯЭУ, основными из которых являются: а) параметры теплоносителя - давление, температура на входе в реактор и на выходе из него; б) параметры рабочего тела - давление, температура и влажность пара на выходе из парогенератора и на входе в турбину, параметры пара между отдельными цилиндрами главной турбины (ЦВД, ЦНД), т.е. давление (разделительное давление), температура и влажность пара до и после сепаратора-пароперегревателя (СПП), параметры пара в точках отборов из турбины на регенерацию тепла в цикле, параметры пара за последней ступенью ЦНД и на входе в главный конденсатор, давление и температура питательной воды в характерных точках тракта конденсатно-питательной системы, в том числе и в деаэраторе. Взаимосвязь между параметрами теплоносителя и рабочего тела определяется условиями теплообмена в парогенераторе. С учетом принятого давления теплоносителя можно определить его максимальную температуру в контуре тт1 (температура на выходе из ядерного реактора), а с учетом принятого расхода теплоносителя GT и мощности ЯР определить значение температуры на входе в ядерный реактор тт2, и, следовательно, значение температуры греющей среды вдоль всего тракта парогенератора. Значение температур рабочего тела определится принятым давлением пара, величиной принятого перегрева в парогенераторе (если пароперегрев предусмотрен) и величиной подогрева питательной воды в системе регенерации.Давление устанавливают таким, чтобы на всех режимах работы реактора было исключено объемное кипение теплоносителя в активной зоне. Что касается реакторов кипящего типа, которые применяются в одноконтурных установках, то они, имея некоторые достоинства (возможность получения более высоких параметров рабочего тела, благодаря чему обеспечивается увеличение КПД ЯЭУ; несколько проще и надежнее ЯЭУ в целом), обладают и рядом существенных недостатков: сложностью обеспечения гидродинамической устойчивости двухфазного потока среды в активной зоне, сложностью обеспечения теплоотвода от твэлов, значительным влиянием паросодержания в активной зоне на реактивность реактора, большой сложностью в эксплуатации таких ЯЭУ и др. Для обоснования правильного выбора значения давления теплоносителя рт в двухконтурной установке необходимо рассмотреть его влияние на различные показатели реактора и ЯЭУ в целом: температурное поле активной зоны, режим теплоотдачи от твэлов к теплоносителю (наличие и интенсивность поверхностного пузырькового кипения, допустимые тепловые потоки и запас до кризиса кипения), надежность и экономичность установки, массогабаритные показатели ядерного реактора, ППУ и ЯЭУ в целом, и др. Например, если оболочки твэлов выполнены из циркониевых сплавов, которые в среде воды и при интенсивном нейтронном облучении устойчивы против коррозионных и эрозионных процессов при температуре до 350ОС, то в этом случае нет смысла повышать давление теплоносителя выше давления насыщения, соответствующего предельно допустимой температуре оболочки (ps при ts = 350OC составляет 16,537 МПА). Если в процессе работы ядерного реактора на выходе из активной зоны на части твэлов температура оболочки достигнет температуры насыщения воды при данном давлении, то на поверхности оболочки начнется кипение теплоносителя.Исследования показывают, что увеличение средней влажности пара в турбине на 1% ведет к снижению внутреннего КПД турбины также примерно на 1%. Пример построения процессов рабочего цикла показан на рисунке Здесь принят вариант установки на насыще

Содержание

1. Выбор типа ЯЭУ

2. Взаимосвязь параметров теплоносителя и рабочего тела и их влияние на показатели ЯЭУ

3. Выбор давления теплоносителя рт

4. Определение температуры теплоносителя на выходе из ядерного реактора тт1

5. Определение температуры теплоносителя на входе в ядерный реактор тт2