Основные конструкционные характеристики пучка теплообменных труб. Массовая скорость рабочего тела

 

Одним из основных режимных параметров, определяющих интенсивность конвективного теплообмена при течении однофазных сред, является массовая скорость wr, кг/м² с. Для рабочего тела в экономайзерном и испарительном участках ПГ АЭС

 

wr = (2.15)

 

где D-паропроизводительность ПГ, кг/с, К_ц -кратность циркуляции, F_мп -площадь проходного сечения межтрубного пространства теплообменного пучка, м².

Для снижения температурных напряжений, возникающих из-за существенного различия температур теплоносителя и рабочего тела, используют либо специальные компенсаторы, либо элементы выполняют самокомпенсирующимися.

Мы имеем вертикальный винтовой змеевиковый трубный пучок с внутренним коллектором. Для данной конструкции теплообменного пучка площадь проходного сечения межтрубного пространства, м²

 

(2.16)

 

d_cр-средний диаметр бухты труб межтрубного пространства теплообменной поверхности нагрева, м

 

d_ср=0.5·(d_1сл+d_mсл)(2.17)

 

N_сл- число слоёв навивки

 

N_сл=0.5·n_2к(2.18)

 

S_1сл- шаг между слоями навивки S_1сл=1,5·d_н =1.5·16·10^-3 = 0.024 м

Имеем внутрикорпусной коллектор для ввода поверхности нагрева. Принимаем внутренний диаметр коллектора d =0,93 м

Для выполнения расчетов берём: расположение отверстий в камере теплоносителя - шахматное; расположение труб в пучке - шахматное; (S₁) =1.5·d_н =1.5·16·10^-3=0.024 м - шаг труб (отверстий) по периметру коллектора в поперечном ряде отверстий, отнесенный к внутренней поверхности коллектора;

Число труб поверхности нагрева n рассчитывается по формуле

 

(2.19)

шт

 

При известном внутреннем диаметре коллектора и выбранных шагах отверстий в коллекторе под трубы поверхности нагрева можно определить число отверстий (труб) по периметру коллектора в одном поперечном ряде отверстий

 

(2.20)

шт

 

С учётом дистанционирующих пластин = n_1k-3 =122-3 =119 шт

Число рядов отверстий вдоль образующей коллектора

 

(2.21)

шт

 

Учитывая то, что чило слоёв навивки трубногопучка должно быть кратно 3, N_сл = 90 шт.

Диаметр первого слоя змеевиков d_1сл, м определится величиной наружного диаметра коллектора d ,м и линейными размерами узлов присоединения труб к раздающей и собирающей камерам коллектора

 

(2.22)

 

Наружный диаметр коллектора определтся его внутреним диаметром и толщиной стенки коллектора d,м

 

(2.23)

 

Толщина стенки коллектора принимается d = 0,182 м.Расчет толщины стенки коллектора сделан в прочностном расчете (пункт 3.1).

Итого получаем

 

d_1сл = (0,93+2·0,182)+2· (0.04+3.5·16·10^-3) = 1,522 м

 

Диаметр последнего слоя навивки змеевиков при поперечном шаге слоїв

 

S_1сл=1.5·d_н=0.024 м

(2.24)

d_mсл =1,522 + 2·(45-1)·0.024= 3,63 м

Средний диаметр бухты труб межтрубного пространства теплообменной поверхности нагрева

 

d_cр=0.5·(1,522+3,63) = 2,77 м

 

Площадь проходного сечения межтрубного пространства из (1.16)

 

F_мп = м²

 

И окончательно, массовая скорость рабочего тела в межтрубном пространстве из (1.15)

 

wr = кг/м² с