Главная Обратная связь

Дисциплины:






парогенератори та теплообмінники АЕС 1 страница



 

Методичні вказівки до практичних занять для студентів напрямів підготовки

6.050603 “Атомна енергетика” та 6.050604 “Енергомашинобудування”

(Електронне видання)

Рекомендовано вченою радою теплоенергетичного факультету

 

Київ НТУУ “КПІ” 2013

 

Парогенератори та теплообмінники АЕС: Методичні вказівки до практичних занять для студентів напрямів підготовки 6.050603 “Атомна енергетика” та 6.050604 “Енергомашинобудування” / Уклад.: Є.В. Шевель. – К.: НТУУ «КПІ», ТЕФ, каф. АЕС і ІТФ, 2013. – 72с.

 

Гриф надано вченою радою

теплоенергетичного факультету

Протокол № 7 від 28. 03. 2013 р.

 

 

Електронне навчальне видання

 

ПАРОГЕНЕРАТОРИ ТА ТЕПЛООБМІННИКИ АЕС

 

 

Методичні вказівки до практичних занять

для студентів напрямів підготовки

6.050603 “Атомна енергетика” та 6.050604 “Енергомашинобудування”

 

 

Укладач: Шевель Євген Вікторович

 

Відповідальний редактор: Коньшин Валерій Іванович, к. т. н., доц..

 

Рецензент: Хавін Сергій Олександрович, к. т. н., доцент.

 

 

За редакцією укладача

 

 

Загальні відомості.

Дані методичні вказівки призначені для самостійної роботи студентів при поглибленому вивченні курсу «Парогенератори та теплообмінники AЕC». Матеріал викладається за основними темами у відповідності з робочою програмою. За кожною темою наведено основні визначення і розрахункові співвідношення. Для більш глибокого вивчення матеріалу студентам рекомендується ознайомитися із зазначеними для кожної теми розділами і главами джерел зі списку рекомендованої літератури. Це сприяє розвитку у студентів навичок роботи з технічною літературою, уміння зіставляти й аналізувати різні точки зору на одну й ту ж проблему. При глибокому засвоєнні матеріалу і вмінні користуватися літературою студент в змозі запропонувати свою систему основних визначень і розрахункових співвідношень з тієї або іншої теми, альтернативної, викладеної в даних методичних вказівках.

Відповідно до кожної теми студенту для самостійного опрацювання пропонуються завдання, які охоплюють три типи парогенераторів до водо-водяних реакторів типу ВВЕР: прямоточний, горизонтальний і вертикальний з природною циркуляцією робочого тіла. У додатку наведені довідкові відомості в обсязі, необхідному для вирішення наданих в даних методичних вказівках завдань. Їх проробка дозволяє студенту отримати поглиблену підготовку до виконання курсового проекту з курсу "Парогенератори та теплообмінники АЕС". При цьому рішення задач доцільно пов’язувати з типом парогенератора. Наприклад, для горизонтального парогенератора послідовність рішення задач за пунктами даних методичних вказівок така: П.1.2.1, П.2.2.1, П.4.2.1, П.5.2.1, П.6.2, П.7.2.2, П.8.2.3.



При організації аудиторної самостійної роботи студентів методичні вказівки забезпечують індивідуальними завданнями студентів академічної групи в об’ємі 18 годин учбового часу. Студенту видається завдання по заданому типу парогенератора з постійним номером варіанта по всіх задачах.

 

1. Рівняння теплового та матеріального балансу парогенератора АЕС. Теплова діаграма парогенератора

1.1 Основні визначення та розрахункові співвідношення

1.1.1 Теплова потужність парогенератора та окремих його елементів, кВт:

;

;

;

,

де - теплова потужність відповідно економайзерної, випарної, і пароперегрівної ділянок, а також парогенератора, ; - відповідно паропродуктивність парогенератора і величина продувки, ; - ентальпія відповідно живильної води, води і пари на лінії насичення при тиску робочого тіла, перегрітої пари, ; r – теплота пароутворення, .

1.1.2 Витрата теплоносія, кг/с:

,

де - ентальпія теплоносія відповідно на вході і на виході парогенератора, ; - ККД парогенератора, .

1.3.3 Температура робочого тіла на вході в поверхню нагріву (після змішування живильної і парогенераторної води на опускній ділянці контуру природної циркуляції ), :

; ,

де - ентальпія робочого тіла на вході в поверхню нагріву, ; - тиск робочого тіла, ; - кратність циркуляції, .

1.1.4. Граничний масовий паровміст при прямоточній течії робочого тіла в середині труб:

;

де – масова швидкість робочого тіла.

- зовнішній діаметр труб поверхні нагріву, м;

- коефіцієнт поверхневого натягу води на лінії насичення, Н/м;

- густина води на лінії насичення, кг/м3.

1.1.5 Теплова потужність ділянок, кВт:

розвиненого кипіння

;

погіршеного теплообміну

.

1.1.6 Температура теплоносія на межі ділянок розвиненого і погіршеного теплообміну

;

де - ентальпія теплоносія, , - його тиск, :

1.1.7 Температура теплоносія, ° C:

· на вході у випарну ділянку

,

· на виході з неї

,

де - тиск на вході у випарну ділянку, МПа;

;

, - ентальпія відповідно на вході в випарну ділянку і виході з неї, кДж/кг

(l, гл. 4, § 4.2, с. 65-71; гл. 11, § 11.2, с. 244-246; с. 341-342;

3, гл.14, §14.4, с. 237-241; 4, гл. 2, § 2.1, с. 39-42; гл. 5,

§ 5.1, с. 166-168; 6, 9, гл. 11 § 11.1, с. 175-181; § 11.2, с. 181-184; § 11.4, с. 189-193)

1.2 Завдання для самостійної роботи

1.2.1 Визначити теплову потужність горизонтального парогенератора, що генерує насичену пару при природній циркуляції робочого тіла, а також теплову потужність окремих його елементів, витрату теплоносія, температуру теплоносія і робочого тіла в опорних точках теплової діаграми парогенератора. Вихідні дані наведені в табл. 1.1.

При вирішенні прийняти: ККД парогенератора = 0,98; кратність циркуляції ; величину продувки = 0,01 D; теплофізичні властивості робочого тіла в стані насичення визначити за табл. П.1, а робочого тіла в рідкому стані і теплоносія - за табл. П.2 »

Таблиця 1.1

№ варіанта D, кг/с , МПа , , МПа , ,
+ 12,5
- 11,5
+ + + + + +
- + + + + +
+ - + + + +
- - + + + +
+ + - + + +
- + - + + +
+ - - + + +
- - - + + +

 

Приклад розв’язку задачі за даними варіанта 8

Теплова потужність:

економайзерної ділянки

;

випарної ділянки:

;

парогенератора

.

Витрата теплоносія

.

Ентальпія робочого тіла на вході в міжтрубний простір поверхні нагріву:

.

Температура робочого тіла на вході у міжтрубний простір поверхні нагріву:

.

Ентальпія теплоносія на виході із випарника

.

Температура теплоносія на виході із випарника

; .

1.2.2 Визначити теплову потужність прямоточного парогенератора з частковим перегрівом пари і його окремих елементів, витрату теплоносія, температуру теплоносія і робочого тіла в опорних точках теплової діаграми. Вихідні дані наведені в табл.1.2.

Таблиця 1.2

№ варіанта D, кг/с , МПа , , , МПа , ,
+
-
+ + + + + + +
- + + + + + +
+ - + + + + +
- - + + + + +
+ + - + + + +
- + - + + + +
+ - - + + + +
- - - + + + +

 

Приклад розв’язку задачі за даними варіанта 8

Теплова потужність:

економайзерної ділянки:

;

випарної ділянки

;

пароперегрівної ділянки:

;

парогенератора:

.

Витрата теплоносія

.

Граничний масовий паровміст

.

Теплова потужність:

ділянки розвиненого кипіння

;

ділянки погіршеного теплообміну

.

Ентальпія теплоносія на межі ділянок розвиненого кипіння і погіршеного теплообміну:

.

Температура теплоносія на межі ділянок розвиненого кипіння і погіршеного теплообміну:

; .

Ентальпія теплоносія на вході у випарну ділянку

.

Температура теплоносія на вході у випарну ділянку

; .

Ентальпія теплоносія на виході із випарної ділянки

.

Температура теплоносія на виході із випарної ділянки

; .

1.2.3 Для вертикального парогенератора з природною циркуляцією робочого тіла визначити теплову потужність парогенератора та його окремих елементів, витрату теплоносія, температуру теплоносія і робочого тіла в опорних точках теплової діаграми. Вихідні дані наведені в табл. 1.3.

Таблиця1.3

№ варіанта D, , , , , ,
+ 6,5
- 5,5
+ + + + + +
- + + + + +
+ - + + + +
- - + + + +
+ + - + + +
- + - + + +
+ - - + + +
- - - + + +

 

Приклад розв’язку задачі за даними варіанта 8

Теплова потужність:

економайзерної ділянки

;

випарної ділянки

;

парогенератора

.

Витрата теплоносія

.

Ентальпія робочого тіла на вході у міжтрубний простір поверхні нагріву

.

Температура робочого тіла на вході у міжтрубний простір поверхні нагріву

; .

Ентальпія теплоносія на виході з випарної ділянки

.

Температура теплоносія на виході з випарної ділянки

; .

 

2.Теплообмін з боку теплоносія. Теплообмін з боку робочого тіла на випарній ділянці

2.1. Основні визначення і розрахункові співвідношення

2.1.1 Коефіцієнт тепловіддачі з боку теплоносія розраховується за емпіричними залежностями для випадку течії однофазного середовища в трубах, :

,

де - коефіцієнт теплопровідності води, ; , - відповідно зовнішній діаметр і товщина стінки труб поверхні нагріву, м; - число Рейнольдса; Рr - Число Прандтля.

2.1.2. число Рейнольдса

,

де - масова швидкість теплоносія, ; - динамічна в'язкість води, .

2.1.3. Коефіцієнт тепловіддачі з боку робочого тіла на випарній ділянці поверхні нагріву парогенератора АЕС визначається методом поступового наближення, :

(2.1)

 

де - температура насичення при тиску робочого тіла у випарнику, ;

q - питомий тепловий потік, .

2.1.4. Питомий тепловий потік, :

(2.2)

де - коефіцієнт теплопередачі, ; - температурний напір, , який визначається для фіксованого розрахункового перерізу як різниця температур теплоносія і робочого тіла.

2.1.5. Коефіцієнт теплопередачі, :

(2.3)

де , - термічний опір відповідно стінки труби і плівки оксидів на поверхні труб, .

Необхідність використання ітераційного способу визначення (див. п. 2.1.3) пов'язана з тим, що на першому кроці ітерації невідомо і термічний опір приймають рівним нулю. У наступних ітераційних кроках уточнюються значення питомого теплового потоку, коефіцієнта тепловіддачі з боку робочого тіла і коефіцієнт теплопередачі. Обчислення вважаються закінченими, якщо розбіжність значень питомого теплового потоку, отриманих у двох останніх ітераціях, не перевищує заздалегідь обумовленого відхилення, наприклад 5%:

, (2.4)





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...