Выбор параметров теплоносителя для двухконтурной аэс ввэр

Реферат

Типовой расчет содержит: 71 стр., 32 таблиц, 2 рисунок, 2 ист. литературы.

Ключевые слова: реактор, парогенератор, коллектор, теплоноситель, рабочее тело, тепловой расчет, прочностной расчет, компоновочный расчет, паропроизводительность, тепловая мощность.

       Произведен комплекс расчетов: тепловой, компоновочный, прочностной, гидравлический, для трех величин скоростей теплоносителя. На основании упрощенного экономического расчета была найдена величина оптимальной скорости теплоносителя.

Содержание

1. Исходные данные. 13

2. Выбор параметров теплоносителя для двухконтурной АЭС ВВЭР. 45

3. Определение тепловой мощности ПГ. 63

4. Определение толщины стенки трубы. 13

5. Тепловой расчет ПГ. 45

6. Компоновочный расчёт. 63

7. Расчёт сепарации. 13

7.1. Расчёт осевого сепаратора. 45

7.2. Расчёт жалюзийного сепаратора. 63

8. Расчёт на прочность элементов ПГ. 13

8.1. Расчёт на прочность цилиндрической обечайки корпуса ПГ. 45

8.2. Расчёт на прочность нижнего днища корпуса ПГ. 63

8.3. Расчёт на прочность верхнего днища корпуса ПГ. 13

8.4. Расчёт на прочность не сверленой части коллектора ПГ. 45

8.5. Расчёт на прочность сверлёной части коллектора ПГ. 63

8.6. Расчёт на прочность днища коллектора ПГ. 13

9. Расчёт масс элементов. 45

10. Экономический расчёт ПГ. 63

11. Полная стоимость ПГ. 45

12. Определение оптимальной скорости теплоносителя на входе в ПГ. 63

13. Расчёт при оптимальном варианте. 63

13.1. Тепловой конструкторский расчёт. 45

14. Компоновочный расчёт. 63

15. Прочностной расчёт. 63

15.1. Расчёт на прочность цилиндрической обечайки корпуса ПГ. 63

15.2. Расчёт на прочность нижнего днища корпуса ПГ. 45

15.3. Расчёт на прочность верхнего днища корпуса ПГ. 63

15.4. Расчёт на прочность не сверленой части коллектора ПГ.................. 63

15.5. Расчёт на прочность сверлёной части коллектора ПГ. 45

15.6. Расчёт на прочность днища коллектора ПГ. 63

16. Расчёт масс элементов. 45

17. Экономический расчёт. 63

18. Полная стоимость ПГ. 45

19. Изменение режимных параметров. 65

19.1. Зависимость паропроизводительности от температуры питательной воды.. 45

19.2. Зависимость скорости в жалюзийном сепараторе относительно нагрузки. 67

20.  Заключение. 70

21. Список используемой литературы.. 71

Описание парогенератора

Парогенератор (ПГ) – это единичный рекуперативный теплообменный аппарат. В ПГ осуществляется производство пара за счёт тепла, отводимого из активной зоны реактора охлаждающей средой (теплоносителем), направляемой в поверхности нагрева (ПТО) парогенератора.

Паропроизводительность ПГ составляет 1200 т/ч сухого насыщенного пара давлением . Давление теплоносителя , температура теплоносителя на входе и на выходе в ПГ составляет соответственно 333 и 297 .

Пар вырабатывается за счёт передачи теплоты от теплоносителя первого контура, который охлаждает реактор, к рабочему телу. Движение теплоносителя в парогенераторе – принудительное, движение теплоносителя происходит за счёт естественной циркуляции, опускной участок которой располагается между внутренней частью корпуса ПГ и обечайкой трубного пучка.

Теплообменные трубы скомпонованы в виде спиралей. Расположение трубок в коллекторе теплоносителя коридорное. Данная компоновка теплообменной поверхности позволяет эффективно использовать объём корпуса.

Вертикальный корпус ПГ выполнен из перлитной стали 10ГН2МФА и состоит из цилиндрической обечайки и эллиптических днищ. По высоте он делится на две части: верхняя предназначена для размещения сепарационных устройств, а нижняя – для размещения поверхности теплообмена, которая выполнена из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Коллектор первого контура парогенератора предназначен для раздачи и сбора теплоносителя в ПТО, который представляет собой толстостенный цилиндр переменного диаметра и толщины.  

Исходные данные

Таблица 1

№	Название	Обозначение	Размерность	Величина
1	Давление рабочей среды	P2	МПа	6,85
2	Температура питательной воды		oC	227
3	Паропроизводительность	D		1200
4	Диаметр труб		мм	14

Таблица 2

№	Название	Обозначение	Размерность	Величина
1	Давление теплоносителя	P1	МПа	15,23
2	Давление рабочей среды	P2	МПа	6,85
3	Температура теплоносителя на входе в парогенератор		oC	319,368
4	Температура теплоносителя на выходе из парогенератора		oC	294,368
5	Температура питательной воды		oC	227
6	Паропроизводительность	D		1200
7	Диаметр труб		мм	14

Тепловой расчет ПГ

Таблица 6

№ пп	Наименование	Обоз.	Разм.	Формула или Обоснование	Расчет	Результат
1	2	3	4	5	6	7
2	Температура насыщения рабочего тела			С использованием программы WaterSteamPro при P2 =6,85 МПа	-	284,368
3	Среднелогарифмический температурный напор					19,956
4	Средняя температура теплоносителя					304,324
5	Плотность теплоносителя при  и			С использованием программы WaterSteamPro при P1 = 15,23 МПа и t1ср =304,324°C	-	716,838
6	Коэффициент теплопроводности теплоносителя при  и			С использованием программы WaterSteamPro при P1 = 15,23 МПа и t1ср=304,324°C	-	0,551059
7	Коэффициент кинематической вязкости теплоносителя при  и			С использованием программы WaterSteamPro при P1 = 15,23 МПа и t1ср=304,324°C	-	-7
8	Плотность теплоносителя на входе в ПГ при  и			С использованием программы WaterSteamPro при P1 = 15,23 МПа и t1’ =319,368°C	-	681,091
9	Число Прандтля для теплоносителя при  и		-	С использованием программы WaterSteamPro при P1 = 15,23 МПа и t1ср=304,324°C	-	0,878411

Продолжение табл. 6

№ пп	Наименование	Обоз.	Разм.	Формула или Обоснование	Расчет	Результат
10	Скорость теплоносителя			Принимаем	-	3 5 7
11	Средняя скорость теплоносителя					2,85 4,751 6,651
12	Внутренний диаметр труб		мм			11,6
13	Число Рейнольдса		-			273335,762 455559,603 637783,444
14	Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке					21091,46 31738,44 41542,06
15	Плотность теплового потока			Принимаем	-	126272,74 147067,14 159410,5
16	Коэффициент теплоотдачи от стенки рабочему телу					31923,317 35492,246 37534,342
17	Средняя температура стенки трубы					294,346
18	Коэффициент теплопроводности материала стенки трубы			Приложение IX, [1]	-	18,94
19	Термическое сопротивление стенки трубы					0,004964

Продолжение табл. 6

№ пп	Наименование	Обоз.	Разм.	Формула или Обоснование	Расчет	Результат
20	Термическое сопротивление оксидной пленки			§ 11.2, [1]	-	0
21	Толщина слоя отложений		мм	Согласно рекомендациям	-
22	Коэффициент теплопроводности отложений			Согласно рекомендациям	-	1,1
23	Термическое сопротивление отложений					0,001362
24	Уточненное значение теплового потока					125956,49 146545,07 158737,24
25	Относительная разность заданного и действительного теплового потока					0,25 0,355 0,422
26	Коэффициент теплопередачи					6327,592 7369,611 7988,143
27	Требуемая поверхность нагрева					4753,196 4081,123 3765,117
28	Коэффициент запаса		-	Принимаем	-	1,02
29	Принимаемая поверхность				4753,196	4848,26 4162,746 3840,419
30	Число теплообменных труб		Шт			19564.14 11738.48 8384.631
31	Средняя длина трубы		М			6.8 9.731 12.569

Компоновочный расчёт.

1.1. Компоновочный расчёт при скорости теплоносителя на входе в трубу

Таблица 7

№	Наименование	Обоз.	Размер.	Формула или обоснование	Расчет	Результат
1	Наружный диаметр сверленой части коллектора			Принимаем		2700 1600 1400
2	Шаг расположения труб в коллекторе					19.5
3	Толщина стенки сверлёной части коллектора			Принимаем		150
4	Число труб по окружности коллектора		шт			386 209 177
5	Число труб в вертикальном ряду коллектора		Шт			48 54 42
6	Пересчитанное число труб по окружности коллектора		Шт			407 217 199
7	Продольный шаг расположения труб в коллекторе					19.5
8	Расстояние между трубами первого слоя					16
9	Диаметр навивки первого слоя					2749 1649 1449
10	Угол навивки первого слоя					45.75 40.31 38.527
11	Длина изогнутой части трубки первого слоя					3751 6882.057 9520
12	Высота первого слоя навивки				6882.057 40.31)	2426.608 4322.739 6158.706
13	Высота последнего слоя навивки				4451.668	4493.608 6389.739 8225.706
14	Шаг между слоями					21
15	Диаметр последнего слоя навивки					3841 2741 2541
16	Длина изогнутой части трубы в последнем слое					8659 11590 14428
17	Угол навивки в последнем слое				<89o	31.262 33.457 34.759
18	Зазор между трубами последнего слоя					31.208 41.115 45.045
19	Зазор обечайки			Принимаем		10
20	Зазор закраины			Принимаем		90
21	Наружный диаметр обечайки					4041 2941 2741

Расчёт сепарации

7.1. Расчёт осевого сепаратора.                                                                                                                                                                      Таблица 8

№	Наименование	Обоз.	Размер.	Формула или обоснование	Расчет	Результат
1	Нагрузка одного осевого сепаратора			На основании графика зависимости нагрузки сепаратора от выходной влажности (1-х) = 10%		13.5
2	Количество осевых сепараторов					88.889
3	Уточненное значение количества осевых сепараторов					88

Размер.