Главная Обратная связь

Дисциплины:






парогенератори та теплообмінники АЕС 5 страница



середній ваговий рівень дзеркала випаровування на 75 вище за занурення дірчатого листа, ;

крайовий кут змочування ;

діаметр отворів дірчатого листа прийняти на 20% більшим за мінімально допустимий.

 

Приклад розв’язання задачі за даними варіанта 16.

 

Приведена швидкість пари

.

Доля перетину, зайнята парою

.

Дійсний рівень водяного об’єму

Середній радіус бульбашок пари, що утворюються над дірчатим листом

Швидкість пари в отворах дірчатого листа:

мінімально допустима

фактична з урахуванням коефіцієнта запасу

Необхідна сумарна площа отворів дірчатого листа:

Площа дірчатого листа:

Відносна площа перетинів отворів дірчатого листа:

Коефіцієнт місцевого опору отворів дірчатого листа:

Товщина парової подушки під дірчатим листом:

Фактична товщина подушки під дірчатим листом:

Сумарна кількість отворів у дірчатому листі:

Крок отворів при їх розташуванні по вершинах квадрата:

7. Режимні і конструкційні характеристики паросепараційних пристроїв парогенераторів АЕС

7.1. Основні визначення та розрахункові співвідношення

В парогенераторах АЕС використовують дві ступені сепарації пари. В якості першої (грубої) ступені використовують гравітаційний чи відцентровий спосіб сепарації, в якості другої (тонкої) встановлюють сепаратори-осушувачі жалюзійного типу. Останні поділяються на горизонтальні, похилі і вертикальні. В даних вказівках розглядається лише друга ступінь сепарації.

При проектуванні сепараторів-осушувачів жалюзійного типу визначальною конструктивною характеристикою є площа сепараційного пристрою, що залежить від швидкості вологої пари на вході в сепаратор. Швидкість пари не повинна перевищувати значень, що відповідають початку кризи процесу сепарації пари.

Поряд з цим, при використанні в якості першого ступеня сепарації гравітаційного способу, має бути забезпечена необхідна висота парового простору – відстань від дзеркала випаровування до входу в жалюзійні сепаратори.

7.1.1. Критична швидкість вологої пари , залежить від розташування жалюзі:

для горизонтального жалюзійного сепаратора

для похилого і вертикального жалюзійного сепараторів

при вологості пари на вході в сепаратор менше 0,05; А=1,36, якщо вологість пари на вході в сепаратор перевищує 0,05; – коефіцієнт поверхневого натягу, ; - густина відповідно води і пари на лінії насичення, ; – коефіцієнт, який враховує нерівномірний розподіл потоку пари по висоті сепаратора (табл. 7.1); х – масовий паровміст вологої пари на вході в жалюзійний сепаратор; – кут нахилу жалюзі, град.

 



Таблиця 7.1

Висота жалюзі, Наявність каналу постійної швидкості і дірчатих щитів на виході жалюзі
Є Нема
500…600 0,95 0,65
0,85 0,5

 

Наприклад, для похилих сепараторів, встановлених в парогенераторах блоку ВВЕР-1000, .

7.1.2. Прохідний перетин жалюзійного сепаратора, :

де D – паропродуктивність, кг/с; - швидкість пари на вході в жалюзі ( ), м/с.

7.1.3. Виходячи зі знайденої площі прохідного перетину жалюзійного сепаратора визначають його конструктивні характеристики. В горизонтальних і похилих сепараторах, розміщених у горизонтальних сепараційних барабанах, блоки утворюють ряди довжиною і шириною . У цьому випадку

(7.1)

де – число рядів сепараторів.

Зазвичай довжина ряду для всіх рядів приймається однаковою, приблизно рівною довжині барабана. Ширина ряду може бути різною . Число рядів, їх довжина і ширина вибираються таким чином, щоб виконувалася рівність (7.1).

У вертикальних сепараційних об’ємах блоки сепараторів розташовуються зазвичай по колах, які утворюють концентричні ряди сепараторів. Число рядів , їх діаметри і висота ряду пов’язані з величиною співвідношенням:

(7.2)

При проектуванні складається ескіз рядів сепараторів у сепараційному об’ємі, визначаються діаметри і число рядів. Якщо для всіх рядів прийняти однакову висоту, то вона визначиться з (7.2).

[І, гл. 13, §13.2, с. 299-302; 2, гл. 4, §4.1, с. 108-114; §4.3, с. 121-129; 3, гл. 12, §12.2, с. 197-202; 5, гл. 4, с. 70-95]

7.2. Задачі для самостійної роботи

7.2.1. Розрахувати режимні і конструктивні характеристики (швидкість пари на вході, висоту парового простору) другої ступені сепарації пари в горизонтальному парогенераторі, прийнявши для установки горизонтальні жалюзійні сепаратори. Оцінити можливість їх використання. Вихідні дані – в таблиці 7.2.

Таблиця 7.2

№ варіанта
+            
-            
+ + 0,272 +98
- + 0,256 +168
+ - 0,56 +299
- - 0,61 +283
+ + 0,28 +104
- + 0,328 +95
+ - 0,474 +302
- - 0,604 +303

 

В табл.7.2 використані наступні позначення:

– радіус корпуса парогенератора; – довжина обичайки корпуса парогенератора; – перевищення осі верхнього ряду труб поверхні нагріву над діаметральною площиною корпуса парогенератора; - дійсний рівень дзеркала випаровування відносно дірчатого зануреного листа.

При виконанні розрахунків прийняти:

швидкість пари на вході в жалюзійний сепаратор з запасом 20%;

ширину пакета жалюзі ;

прийнятну вологість на вході в жалюзійний сепаратор 5-10%, яка має місце при дотриманні нерівності :

де - приведена швидкість пари.

 

Приклад розв’язання задачі за даними варіанта 8

 

Критична швидкість вологої пари на вході в сепаратор:

З урахуванням коефіцієнта запасу швидкість пари на вході в сепаратор:

Прохідний перетин горизонтально розташованого сепаратора

Ширина горизонтального сепаратора при його розташуванні на повну довжину обичайки корпуса парогенератора:

Оскільки , установка горизонтального жалюзійного сепаратора неможлива. В даному випадку необхідно розглянути можливість встановлення похилого жалюзійного сепаратора (див. п. 7.2.2).

7.2.2. Розрахувати режимні і конструктивні характеристики (швидкість пари на вході, висоту парового простору) другої ступені сепарації пари в горизонтальному парогенераторі, прийнявши для установки похилі жалюзійні сепаратори. Вихідні дані прийняти відповідно до номера варіанта (табл. 7.2). Оцінити прийнятність рішення. При виконанні розрахунку прийняти:

швидкість пари на вході в жалюзійний сепаратор з запасом 20%;

ширину пакета жалюзі ;

допустиму вологість на вході в жалюзійний сепаратор 5-10%, яка має місце при дотриманні нерівності :

де - дійсна висота парового простору; , - приведена швидкість пари;

масовий паровміст на вході в сепаратор ;

кут нахилу жалюзі ;

число рядів жалюзі ;

коефіцієнт нерівномірності швидкості по висоті жалюзі .

Приклад розв’язання задачі за даними варіанта 8

Швидкість пари на вході в сепаратор:

критична

з урахуванням коефіцієнту запасу

Прохідний перетин похило розташованого сепаратора

Ширина пакету жалюзі в одному ряді

Висота жалюзійного сепаратора

Крок розташування рядів жалюзійного сепаратора

Відстань від горизонтальної діаметральної площини корпуса парогенератора до верхньої кромки (виходу пари) жалюзійного сепаратора:

Дійсна висота парового простору

При цьому

Оскільки , то установка похилих жалюзійних сепараторів у корпусі з заданим радіусом і довжиною обичайки не забезпечить якісну сепарацію пари. В даному випадку необхідно змінити габаритні характеристики корпуса парогенератора і пучка теплообмінних труб.

7.2.3. Розрахувати режимні і конструктивні характеристики другої ступені сепарації пари вертикального парогенератора з природною циркуляцією робочого тіла (швидкість пари на вході в жалюзійний сепаратор, висоту жалюзі, крок розташування кіл жалюзі). Вихідні дані наведені в табл. 7.3.

Таблиця 7.3

№ варіанта
+ 6,5 4,2
- 5,5 3,7
+ + -
- + -
+ - +
- - +
+ + -
- + -
+ - +
- - +
+ + -
- + -
+ - +
- - +
+ + -
- + -
+ - +
- - +

 

При виконанні розрахунку прийняти:

масовий паровміст на вході в жалюзійний сепаратор х=0,9;

ширину пакета жалюзі ;

коефіцієнт нерівномірності розподілу швидкості пари по висоті жалюзі Кр=0,7;

розташування жалюзі вертикальне;

швидкість пари на вході з запасом 20%

для визначення числа рядів сепараторів початковий шаг розташування кіл сепараторів 200 мм с наступним уточненням.

Приклад розв’язання задачі за даними варіанта 16

Швидкість пари на вході в сепаратор:

критична

з урахуванням коефіцієнта запасу

Прохідний перетин сепаратора, що забезпечує необхідну швидкість пари

Число кіл, по яких розташовуються блоки жалюзі

В результаті округлення =10, тоді крок їх розташування:

Виходячи з розташування блоків по концентричних колах, сума діаметрів цих кіл

де с= при непарному , с= при парному .

Для даного випадку

Висота жалюзійного сепаратора

8. Гідравлічний опір руху однофазного потоку в поверхнях теплообміну. Потужність ГЦН, що витрачається на прокачку теплоносія в парогенераторі АЕС

8.1. Основні визначення і розрахункові співвідношення

Більшість гідравлічних розрахунків у ядерній енергетиці пов’язано з течією в каналах. Головні задачі при розрахунку таких течій (переважно нестисливих однофазних середовищ) – визначення гідравлічних опорів каналів; розрахунок розподілу витрат і розподілу швидкостей, і т. ін.

Основна задача розрахунку гідравлічного опору – визначення втрат тиску в каналах і затрат на прокачку теплоносія.

8.1.1. Потужність ГЦН, що витрачається на прокачку теплоносія по трубах поверхні нагріву парогенератора, кВт:

де - витрата теплоносія, кг/с; - перепад тиску в парогенераторі по ходу теплоносія, ; - густина теплоносія на виході з парогенератора, ; - ККД ГЦН, .

8.1.2. Виходячи з особливостей течії середовища в конструктивних елементах парогенератора, вони розбиваються на ділянки, для яких визначаються втрати напору. Сума втрат напору (гідравлічний опір) на цих ділянках і визначає потужність, що витрачається на прокачку теплоносія через парогенератор:

 

де – число ділянок, на які розбивається тракт теплоносія в межах парогенератора; - гідравлічний опір і - ї ділянки, :

де - сума коефіцієнтів місцевих опорів; - коефіцієнт тертя; l, - відповідно гідравлічні довжина і діаметр, м; - масова швидкість теплоносія, кг/(м2с); v – питомий об’єм теплоносія, м3/кг.

8.1.3. Коефіцієнт місцевого опору визначається типом останнього. Для будь-якого практично важливого випадку існують залежності для обчислення коефіцієнта місцевого опору, або наводяться безпосередньо числові значення, що містяться в довідниках і нормативних матеріалах. Наведемо характерні для парогенераторів по тракту теплоносія коефіцієнти місцевих опорів:

· опір входу у трубу, віднесений до швидкості середовища в ній,

· опір виходу з труби, віднесений до швидкості середовища в ній,

· опір звичайних згинів труб з радіусом згину R/d 3,5, при куті повороту потоку 60-140о

· опір різких поворотів потоку у вигляді коліна (при куті 90о)

· опір при раптовій зміні перетину. В цьому випадку коефіцієнт місцевого тертя залежить від співвідношення більшого і меншого прохідних перетинів і визначається за рис. 8.1.

 

Рисунок 8.1.

8.1.4. Коефіцієнт тертя залежить в загальному випадку від числа Re і стану поверхні каналу (шорсткості стінки ). Починаючи зі значення , коефіцієнт тертя не залежить від числа Re і визначається лише відносною шорсткістю. Для режимів течії з коефіцієнт тертя визначається за формулою

Шорсткість труб з вуглецевої сталі не перевищує 0,1 мм, з аустенітної сталі – 0,05 мм.

8.1.5. При поздовжньому русі потоку в каналах будь-якої форми гідравлічний опір визначається за (8.1), (8.2) при підстановці в них гідравлічного діаметра . При течії в круглих трубах , для кільцевого каналу . Для більш складних випадків еквівалентний гідравлічний діаметр розраховується за формулами, наведеними у довідниках.

[l, гл.7, § 7.2, с.121-124; 2, гл.1, $ 1.6, с.29-39; 3, гл.8, § 8.1, с.123-125; § 8.3, с.127; 4, гл.4, § 4.4. с.149-162; 9, гл.1, §1.1.5, с.17-25].

8.2. Завдання для самостійної роботи

8.2.1. Розрахувати потужність ГЦН, затрачену на подолання гідравлічного опору вертикального парогенератора із витою поверхнею нагріву і колекторним підведенням і відведенням теплоносія, включаючи опори: розділової обичайки; сполучної обичайки з роздавальною камерою; трубного пучка; збиральної камери з кільцевим каналом.

Вихідні дані наведені в табл.8.1.

Таблиця 8.1

№ варіанта
+   4,5   14 1,4    
-   3,5   12 1,2    
+ + + + + 11,6
+ + + + - 9,2
+ + + - + 6,3
+ + + - - 4,95
+ + + + + 10,2
+ + + + - 8,3
+ + + - + 6,4
+ + + - - 5,1

 





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