Главная Обратная связь

Дисциплины:






парогенератори та теплообмінники АЕС 4 страница



При виконанні розрахунку прийняти:

розташування труб в пучку коридорне;

термічний опір оксидних плівок ;

температура стінки труби

коефіцієнт теплопередачі на економайзерній ділянці обчислити як середньоарифметичне між входом і виходом з ділянки ;

коефіцієнт запасу поверхні нагріву .

 

Приклад розв’язання задачі за даними варіанта 8

 

Теплофізичні властивості робочого тіла на його вході і виході з економайзерної ділянки визначаються в залежності від температури і тиску робочого тіла:

на вході робочого тіла в економайзерну ділянку

, ,

;

;

;

;

коефіцієнт теплопровідності матеріалу труби (сталь 0Х18Н10Т)

на виході робочого тіла з економайзерної ділянки

,

;

;

;

;

коефіцієнт теплопровідності матеріалу труби

Число Рейнольдса в розрахункових перетинах:

на вході робочого тіла в економайзерну ділянку

на виході робочого тіла з економайзерної ділянки

При коридорному розташуванні труб в пучку константи і показники, що входять в (4.1.):

; ; ; , .

Тоді коефіцієнт тепловіддачі від стінки труби до робочого тіла:

на вході робочого тіла в економайзерну ділянку

на виході робочого тіла з економайзерної ділянки

Коефіцієнт теплопередачі:

на вході робочого тіла в економайзерну ділянку

на виході робочого тіла з економайзерної ділянки

Середнє значення коефіцієнта теплопередачі на економайзерній ділянці

Температурний напір на економайзерній ділянці

.

Розрахункова площа поверхні нагріву економайзерної ділянки

.

З урахуванням коефіцієнта запасу

.

Довжина труб економайзерної ділянки

.

 

5. Основи розрахунку на міцність циліндричних конструктивних елементів парогенераторів АЕС

5.1. Основні визначення і розрахункові співвідношення

Основна форма конструктивних елементів парогенераторів АЕС – циліндрична. Це можуть бути труби поверхні нагріву, колектори підводу і відводу теплоносія, корпус парогенератора, штуцера і т. ін. Основною задачею розрахунку на міцність таких елементів є визначення необхідної товщини стінки циліндру.

5.1.1 Товщина стінки циліндричних конструктивних елементів, що знаходяться під дією внутрішнього надлишкового тиску, мм:

,

де - розрахунковий тиск, ; ; - внутрішній діаметр елемента, що розраховується, ; - коефіцієнт міцності, який враховує ослаблення елемента отворами, зварними швами і т. ін.; - номінальне допустиме напруження, .

 

5.1.2. Коефіцієнти міцності для послаблюючих рядів отворів:

поперечного

,

повздовжнього

,

косого напрямку

,

де , - діаметр отвору, ; при шаховому розташуванні отворів, – при коридорному; , - крок отворів відповідно у поперечному і поздовжньому напрямку, мм.



Для розрахунку товщини стінки оболонки використовується найменший з коефіцієнтів міцності за всіма напрямками.

5.1.3. Характеристиками міцності металу в умовах повзучості є межа тривалої міцності при розрахунковій температурі і межа текучості при розрахунковій температурі . За допустиме напруження при розрахунках на міцність використовують абсолютне значення номінального допустимого напруження , яке вибирається як менше значення двох величин:

;

Номінальні допустимі напруження при розрахункових температурах для деяких сталей, що застосовуються у парогенераторах АЕС, наведені в табл. П.7.

[I, гл.14, § 14.1; §14.2, с. 309-317; 7, 11, гл. 2, п. 2.4, с. 33- 34; п. 2.5, с. 34-36; п.2.8, с. 37-46]

5.2. Задачі для самостійної роботи

5.2.1. Для горизонтального парогенератора розрахувати масу колектора підведу теплоносія до труб поверхні нагріву. Вихідні дані наведені в табл.5.1.

Таблиця 5.1

№ варіанта
+   12,5 4,5
-   11,5 3,5
+ + + + +
+ + + - +
+ + + + -
+ + + - -
+ + + + +
+ + + - +
+ + + + -
+ + + - -

 

При виконанні розрахунків прийняти:

швидкість теплоносія в камері ;

матеріал камери – сталь 10ГН2МФА;

густина сталі ;

розміщення отворів під труби в камері шахове

; .

Значення , визначається за середнім діаметром камери колектора ;

діаметр отворів під труби ;

довжина колектора, не зайнята свердліннями під труби, ;

ККД парогенератора 0,98.

 

Приклад розв’язання задачі за даними варіанта 8

 

Витрата теплоносія

Внутрішній діаметр колектора

.

Число труб поверхні нагріву

.

Число отворів для труб у поперечному перетині (по периметру) колектора

Число рядів отворів уздовж твірної колектора

Розрахунковий тиск

Номінальне допустиме напруження при для сталі 10ГН2МФА (табл.п.7)

Коефіцієнти міцності:

;

;

Товщина стінки колектора

.

Маса колектора без урахування вирізаних отворів

5.2.2 Для вертикального парогенератора із природною циркуляцією робочого тіла і витою поверхнею нагріву розрахувати масу камери підводу теплоносія до труб поверхні нагріву. Вихідні данні приведені в табл. 5.2

Таблиця 5.2

№ варіанта
+   4,5
-   3,5
+ + + + +
+ + + - +
+ + + + -
+ + + - -
+ + + + +
+ + + - +
+ + + + -
+ + + - -

 

При виконанні розрахунків прийняти:

швидкість теплоносія в камері ;

матеріал камери – сталь 10ГН2МФА

густина сталі ;

розміщення отворів під труби в камері шахове

; .

Розрахунок виконати при s1K , визначеному за середнім діаметром камери ;

діаметр отворів під труби ;

довжина камери, не зайнята свердленнями під труби, ;

ККД парогенератора 0,98.

 

Приклад розв’язання задачі за даними варіанта 8.

 

Витрата теплоносія

.

Внутрішній діаметр колектора

.

Число труб поверхні нагріву

.

Число отворів для труб у поперечному перетині (по периметру) колектора

Число рядів отворів уздовж твірної колектора

Розрахунковий тиск

Номінальне допустиме напруження при для сталі 10ГН2МФА (табл. п.7):

Коефіцієнт міцності:

Мінімальний коефіцієнт міцності – φ3, він має визначатись за середнім діаметром камери, який залежить від шуканої товщини її стінки з використанням величини . Отже, обчислювальний процес повинен будуватись як ітераційний. На першому кроці ітерацій приймається . Товщина стінки камери

.

Для наступних ітерацій

Результати обчислення в ітераційному циклі наведені у табл. 5.3.

Таблиця 5.3.

№ кроку
23,44 21,2 21,88 21,66 21,73 21,71 21,72
0,644 0,959 0,85 0,885 0,873 0,877 0,876 0,876
0,492 0,492 0,492 0,492 0,492 0,492 0,492 0,492
0,196 0,301 0,258 0,27 0,266 0,268 0,267 0,267
192,8 196,4 195,2 195,6 195,5

 

В результаті даного розрахунку товщину стінки камери теплоносія можна прийняти . Маса камери теплоносія без урахування вирізаних отворів

.

 

6. Режимні та конструктивні характеристики барботажних пристроїв у парогенераторах АЕС

6.1. Основні визначення і розрахункові співвідношення

Режимними параметрами, які у великій мірі визначають надійність роботи горизонтального парогенератора з природною циркуляцією робочого тіла та якість пари, яка виробляється, є дійсна висота водяного об’єму і рівномірність парового навантаження дзеркала випаровування.

6.1.1. Дійсний рівень водяного об’єму над відміткою під’єднання нижнього штуцера водовказівного пристрою, :

,

де - ваговий рівень водяного об’єму, який фіксується за допомогою водовказівного приладу, ; – доля перетину водяного об’єму парогенератора, зайнята парою. Приблизно

де – тиск пари, , - приведена швидкість пари з дзеркала випаровування, :

– паропродуктивність парогенератора, ; - густина сухої насиченої пари, ; – площа дзеркала випаровування, .

6.1.2. В горизонтальному парогенераторі АЕС для вирівнювання парового навантаження дзеркала випаровування використовується занурений дірчатий лист. Визначальне значення у забезпеченні його стійкої роботи має швидкість пари в отворах щита. Мінімальна швидкість пари в отворах, за якої забезпечується стійка парова подушка (див. п. 6.1.3.) під дірчатим листом, м/с:

,

де – середній радіус бульбашок пари, які утворюються над паророзподільним щитом, :

– крайовий кут змочування, град.; – коефіцієнт поверхневого натягу, ; , - густина відповідно води і пари на лінії насичення, .

6.1.3. Утворення стійкої парової подушки під дірчатим листом вимагає створення гідростатичного напору, який визначається різницею ваги стовпів води і пари на висоті, що дорівнює товщині парової подушки, :

,

де - швидкість пари в отворах щита, що визначається на основі мінімально допустимої (див. п. 6.1.2) з деяким запасом, ; коефіцієнт запасу складає 1,2-1,4; – радіус отворів у дірчатому листі, ; - коефіцієнт місцевого опору отворів дірчатого листа. Дійсна висота парової подушки приймається .

6.1.4. Коефіцієнт місцевого опору отворів у дірчатому листі визначається за рис. 6.1 як функція відносної площі отворів дірчатого листа

де - сумарна площа отворів дірчатого листа, ; - площа дірчатого листа, ; - довжина дірчатого листа, ; - відповідно ширина дзеркала випаровування та зазору для зливу води з дірчатого листа в водяний об’єм парогенератора, .

Рис.6.1. Коефіцієнт опору в залежності від відносної площі перерізу отворів дірчатого листа .

6.1.5. Досягнення потрібних режимних параметрів роботи барботажного пристрою конструктивно забезпечується вибором діаметру отворів, їх сумарної кількості та кроку розташування на дірчатому листі. Сумарна кількість отворів у дірчатому листі

Крок отворів при їх розташуванні по вершинах квадрату, мм:

[І, гл. 7, §7,4, с. 136-140; 2, гл. 3, §3.2, с. 84-92; 3, гл. 11, §11.2, с. 183-188; §11.3, с. 189-190; 5, гл. 2, § 2.3, с. 29-34]

6.2. Задачі для самостійної роботи

Для горизонтального парогенератора з природною циркуляцією робочого тіла розрахувати такі режимні та конструктивні характеристики барботажного пристрою: дійсний рівень дзеркала випаровування; необхідну товщину парової подушки під зануреним дірчатим листом; крок отворів дірчатого листа при їх розташування по вершинах квадрату. Вихідні дані – у табл. 6.1.

Таблиця 6.1

№ варіанта , , , ,
+ 2,7 0,2
- 2,2 0,25
+ + + - +
- + + - +
+ - + - +
- - + - +
+ + - + +
- + - + +
+ - - + +
- - - + +
+ + + - +
- + + - +
+ - + - +
- - + - +
+ + - + +
- + - + +
+ - - + +
- - - + +

При виконанні розрахунку прийняти:





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