РАСЧЕТ СЕПАРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ

В парогенераторах применена принудительная сепарация пара в осевых центробежных сепараторах и осушка пара в вертикальных жалюзийных сепараторах. Влажность пара на выходе из парогенератора не более 0,05 % .

5.1 Осевые центробежные сепараторы

Расчет выполнен для осевых центробежных сепараторов глубокой осушки пара. Наружный диаметр сепаратора d_н.с. = 121 мм и высот h_с = 1620 мм. При таких размерах сепаратор производит глубокую осушку пара. Его производительность не превышает 0,6 кг/с, а влажность на выходе не более 0,1 %.

Число сепараторов

шт.

При расположении сепараторов на плите по сторонам правильных шестиугольни­ков число сепараторов на диагонали плиты будет равно

шт.

Если принять шаг расположения сепараторов на плите

S_с = (1,05-1,10) d_н.с.= 130 мм,

То диаметр плиты

d_пл = n_с.д. · S_с = 130 · 62 = 8060 мм.

Принимаем d_пл = 8100 мм.

5.2 Жалюзийные сепараторы

Для дальнейшей осушки пара используются вертикальные жалюзийные сепа­раторы. Они состоят, в данном случае, из четырех концентрических вертикальных секций. Необходимая площадь жалюзийных сепараторов определяется по формуле

,

где ω_пр – предельная скорость пара на входе в сепаратор.

м/с.

м².

Высота и диаметр секции связаны уравнением

Здесь H_i – высота секции; в данном случае она для всех секций одинакова и равна H_ж.с.;

d_i – диаметр входной (по пару) поверхности секции.

Диаметр первой секции d₁ определяется монтажным проходом и может быть при­нят равным 0,5–0,6 м, d₁ = 0,6 м.

Диаметр d₂ рассчитывается следующим образом:

,

где δ_ж.с. – ширина секции (может быть принята такой же, как для горизонтальных сепараторов, δ_ж.с = 0,08 м.);

δ_вых – ширина кольцевого канала, по которому выходит осу­шенный пар из первой и второй секций, δ_вых = 0,1-0,3 м, δ_вых = 0,2 м.

м.

Диаметр d₃ определяется по формуле:

,

где δ_вх = 0,1-0,3 м – ширина кольцевого канала для входа пара во вторую и третью секции.

м.

Диаметр d₄ находится по формуле

м.

Диаметр d₅ находится по формуле

м.

Подставив полученные значения диаметров секций в уравнение для F_ж.с. и решив его, определим высот секции H_ж.с..

м.

Изготавливается сепаратор из листов стали марки 10Х18Н10Т толщиной 1 мм; ши­рина прохода между отдельными жалюзи берется равной 10 мм. Масса 1 м² сепаратора составляет 76 кг.

5.3 Расчёт пароприемного потолка

Для обеспечения нормальной работы пароприемного щита необходимо обеспечить скорости пара в его отверстиях более высокие, чем в пароотводящих трубах. Для средних давлений скорости лежат в пределах 10 – 18 м/с.

Диаметр отверстий выбирается в пределах 6 – 10 мм, а число их определяется по площади живого сечения щита, необходимой для обеспечения выбранной скорости пара.

Скорость пара в отверстиях щита

Диаметр отверстий

Плотность пара при температуре насыщения

Площадь живого сечения определяется по формуле

Количество отверстий

Отверстия располагаются по схеме правильного шестиугольника. Число отверстий в диагонали будет равно

Принимаем n_д = 220 шт.

Диаметр пароприемного щита

Принимаем

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Гидравлический расчёт контура с принудительным движением среды проводится с целью определения гидродинамических сопротивлений движению теплоносителя и затрат мощности на преодоление их.

Гидравлическое сопротивление контура теплоносителя складывается из сопротивления подводящего трубопровода, сопротивления отводящего трубопровода и сопротивления U-образного трубного пучка.

В свою очередь все сопротивления делятся на мастные и потери на трения.

Потери давления от трения вычисляются по формуле

, Па.

Потери давления от местных сопротивлений вычисляются по формуле

, Па,

где λ и ξ_м – коэффициент трения и коэффициент местного сопротивления, соответственно; ρ – плотность теплоносителя, кг/м³; ω – скорость теплоносителя, м/с, d_к – диаметр канала, м, L – длина канала, м.

6.1 Расчет гидравлического сопротивлений подводящего и отводящего трубопроводов.

Гидравлические потери на данном участке

Местные сопротивления включают в себя:

– четыре поворота на 90º, ;

– две дроссельные заслонки, ;

– вход в раздающую камеру, ;

– выход из собирающей камеры, .

Плотность теплоносителя

ρ = 689,66 кг/м³.

Скорость теплоносителя в трубопроводе

Коэффициент трения на участке

Суммарная длина трубопроводов

L = 50 м.

Потери на преодоление трения

Потери напора на преодоление местных сопротивлений

Суммарные гидравлические потери на данном участке

6.2 Расчет гидравлического сопротивления внутрипарогенераторного тракта.

Данное сопротивление складывается из следующих местных потерь:

– вход в теплообменные трубки , ξ₁ = 0,5;

– поворот потока на 180º, ξ₂ = 0,5;

– выход из теплообменных трубок, ξ₂ = 1;

и потерь напора на преодоление трения.

Скорость теплоносителя в трубках

Коэффициент трения на участке

Средняя длина трубок

L = 16 м.

Потери на преодоление трения

Потери напора на преодоление местных сопротивлений

Суммарные гидравлические потери на данном участке

Суммарное гидравлическое сопротивление контура теплоносителя

В связи полученным падением давления рассчитаем мощность главного циркуляционного насоса.

КПД насоса .

Расход теплоносителя кг/с.

Плотность теплоносителя кг/м³.

Тогда мощность циркуляционного насоса подсчитывается по формуле

РАСЧЁТ ВОДНОГО РЕЖИМА

Так как второй контур АЭС с реактором типа ВВЭР имеет БОУ со 100 %-ой конденсатоочисткой, то расчет водного режима ведем только при наличии примесей хлорида-иона.

Расход продувочной воды при наличии БОУ:

где , - содержание примесей в воде ПГ и в воде после продувки, мкг/кг; - содержание примесей в конденсате после БОУ.

Принимаем концентрацию хлорида-иона в конденсате после конденсатоочистки равной 2-5 мкг/кг; концентрацию хлорида-иона в воде ПГ – 25 мкг/кг; после продувки – 225 мкг/кг.

р = 2/(225 – 25) = 0,01.

РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Изоляция необходима как средство, обеспечивающее нормальную температуру воздуха в рабочих помещениях или предохраняющее обслуживающий персонал от ожогов. Температура на поверхности изоляции t_к принимается в закрытых рабочих помещениях равной 45 ºС. Расчётная температура стенки принимаем t_ст = t_s(р₂) = 276 ºС.

Определяем значение коэффициента теплоотдачи от поверхности изоляции в окружающую среду как

α_н = 8,4 + 0,06·(45 – 25) = 9,6 ккал/(ч·м²·˚С).

В качестве изоляционного слоя выбираем минераловатные плиты на синтетической связке, полужёсткие марки 100.

Коэффициент теплопроводности изоляционного слоя определяем по средней температуре слоя изоляции

t_cр = (t_ст + t_к)/2 = (276 + 45)/2 = 160,5 ºС;

λ_из = 0,038 + 0,00018 · t_ср = 0,038 + 0,00018 · 160,5 = 0,0634 ккал/(ч·м·ºС).

Для цилиндрической поверхности толщину изоляции определяем по формуле

, м

Для нахождения d_к для цилиндрической поверхности пользуемся формулой

.

Решаем левую и правую части выражения отдельно и получаем:

d_к = 6,423м.

Толщина изоляции тогда определяется как

, м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы был спроектирован вертикальный парогенератор АЭС слабоперегретого пара, обогреваемого водой под давлением, со следующими параметрами:

– суммарная тепловая мощность ПГ Q = 378,8 МВт

– средняя длина теплообменной трубки в трубном пучке L = 16м

– размер теплообменной трубки 18х1,2 мм

– расстояние между трубками S = 24 мм

– расход греющей среды D_Т.Н. = 3411,17кг/с

– расход рабочего тела D_П.В.=193,3 кг/с.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рассохин Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций . : М.: Энергоатомиздат, 1987.-384 с.

2. Ривкин С.Л., Александров А.А.. Теплофизические свойства воды и водного пара. – М.:

Энергия, 1980.-424 с., ил.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: