Способ соединения трубной системы с корпусом

Так как со стороны газа коэффициент теплоотдачи невысокий, то вопрос о температурных напряжениях в трубной доске не стоит так остро. Однако высокие температуры требуют тепловой защиты неохлаждаемых конструкций.

Для этого используется тепловая защита:

1) с внутренней стороны;

2) постановка экранов.

Таким образом, у ПГ обогреваемых газовыми теплоносителями имеются следующие особенности.

1. Выделение экономайзера в отдельную зону.

2. Поперечное обтекание.

3. Ошиповка (оребрение) труб.

4. Меры снижения температурных корпусных конструкций.

Парогенератор «Колдер Холл»

Корпус диаметром 5,3 м при d = 30 мм имеет высоту l = 24,6 м. Поверхность теплообмена расположена в квадратном кожухе, имеющим плотное соединение сверху с корпусом ПГ и выполнена в виде горизонтальных пакетов змеевиков. 77 % т/о поверхности – ПГ высокого давления; 23 % – ПГ низкого давления. Трубы ошикованы на экономайзерном и испарительном участках: диаметр трубы 51 мм, на которой расположено 8-12 шипов высотой 25 мм и длиной 13 мм с шагом 13 мм.

В ПГ – 11 мм шипов, увеличивающих поверхность теплообмена в 4 раза.

Испаритель с МПЦ, так как естественная циркуляция в змеевиковых поверхностях затруднительна.

Вывод труб из корпуса осуществляется через газовую рубашку (конструкция башенного типа).

Дальнейшее повышение параметров привело к появлению ПГ обогреваемых Не «США «Fort Sent Vrein».

Т₂ = 770⁰; Р_n = 17,5 МПа; t_п.п = 540⁰С; Р_пр.п = 4,2 МПа; t_пр.п.п = 540⁰С.

Интегральная компоновка оборудования I контура ПГ расположена под реактором.

Имеется 12 модулей; 2 модуля объединены по пару и воде и образуют 1 ПГ секцию – всего 6 секций.

ПГ прямоточный, из винтовых змеевиков. Питательная вода подается в раздающий коллектор, а оттуда в испарительную секцию, а затем в перегревательную. В испарительном пучке слабый перегрев на 15-20⁰. Движение рабочего тела в испарителе противоточное.

В пароперегревателе для уменьшения t труб принята схема прямотока. Первым по ходу Не расположен промперегреватель.

3. Технические характеристики

3.1. Парогенератор в составе установки на номинальном режиме работы (100 % мощности) имеет следующие расчетные характеристики приведенные в таблице 1.

Таблица 1

3.2. Конструктивные характеристики

3.3. Конструкция парогенератора обеспечивает надежную работу на всех режимах работы установки без постоянного и местного обслуживания и контроля периодами по 10000 ч.

Ресурс работы парогенератора 50000 ч.

Срок службы – 15 лет.

Учитывая отсутствие опыта эксплуатации аналогичного оборудования ресурс парогенератора уточняется по результатам эксплуатации головного комплекта парогенераторов.

3.4. Суммарное число подъемов и снижений мощности установки от нулевой до номинальной и наоборот за ресурс работы парогенератора составляет не менее 500, в том числе аварийных остановов – 200.

3.5. Скорость изменения температуры теплоносителя I контура при плановых повышении или снижении мощности установки должна быть не более 70⁰ с/ч.

3.6. Минимально допустимая нагрузка парогенератора по условиям устойчивой работы составляет 10 % от номинальной мощности.

3.7. При работе установки на любом уровне мощности допускается отключение парогенератора на любой период времени.

Последующий ввод парогенератора в работу производится в соответствии с инструкцией по эксплуатации парогенератора.

3.8. Конструктивно парогенератор обеспечивает возможность глушения каждой из 19 секций по пару и питательной воде в случае возникновения межконтурной неплотности. Работоспособность парогенератора сохраняется при частично заглушенных секциях.

3.9. Конструкция парогенератора обеспечивает:

1) возможность замены парогенератора без замены корпуса (корпусных деталей);

2) осушение трубной системы по II контуру;

3) отмывку трубной системы по II контуру от солесодержаний водой в период бездействия или паром при выводе его из действия.

3.10. По прочности парогенератор рассчитан на рабочее давление:

– по I контуру Р = 5,39 МПа (55 кгс/см²);

– по II контуру Р = 17,65 МПа (180 кгс/см²).

3.11. Парогенератор обеспечивает возможность длительного хранения в процессе эксплуатации, а также хранения в осушенном состоянии или заполненном водой по II контуру в период бездействия.

3.12. Парогенератор допускает работу в пароводяном режиме при плановом и аварийном расхолаживаниях установки в диапазоне расхода питательной воды через парогенератор 10 % от номинального, а в водяном режиме 10 %.

3.13. Парогенератор обеспечивает снятие остаточных тепловыделений в установке при следующих ее аварийных режимах: разгерметизация I (гелиевого) контура, в режиме «стоп» питательная вода, обесточивание установки и др., при условии аварийной подачи питательной воды, в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Работоспособность парогенератора в этих режимах подтверждается тепловыми и прочными расчетами.

3.14. Ввод в действие одного отключенного парогенератора, при работающей установке, производиться при снижении мощности установки до 10 % от номинальной и далее в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

4. Описание конструкции

4.1. Тип парогенератора прямоточный, с трубной системой из змеевиков с малым радиусом изгиба. Рабочее положение – вертикальное. Греющий теплоноситель (гелий) движется в межтрубном пространстве, рабочее тело (вода – перегретый пар) – внутри теплообменных труб. Движение греющего теплоносителя и рабочего тела организовано по схеме противоток (принципиальная схема парогенератора – см. приложение 1).

4.2. Парогенератор представляет собой вертикально-цилиндрический кассетный теплообменник поверхностного типа. Конструктивно парогенератор состоит из 19 секций (кассет): обечайки, крышки, опорной плиты, конического переходника, уплотнительного устройства, для уплотнения парогенератора в шахте корпуса установки, подводных труб питательной воды и отводных труб перегретого пара.

4.3. Теплообменная поверхность парогенератора выполнена из теплообменных элементов в виде однозаходных змеевиков с малым радиусом навивки. Теплообменный элемент состоит из семи змеевиков, при этом на экономайзерном к перегревательном участках диаметр навивки змеевиков составляет D_н = 66 мм (D_н / D_тр = 4,125, где D_н – диаметр навивки змеевика по оси трубы, D_тр – наружный диаметр трубы), на испарительном участке теплообменного элемента имеются два конических змеевика с диаметрами навивки по концам D_н = 56 мм и D_н = 66 мм и одного цилиндрического змеевика с D_н = 56 мм (D_н / D_тр = 3,5), расположенного между коническими.

Змеевики выполнены из трубы 16 ´ 2,5 ТУ 14-3-1093-82.

4.4. Теплообменные элементы по 19 штук сгруппированы по треугольной сетке в шестигранную кассету с волнообразными гранями. Теплообменные элементы закреплены и дистанционируются в кассете с помощью профильных лент, которые соединены с чехлом кассеты. Для предотвращения вибрации змеевиков в направлении оси змеевиков последние при помощи клиновых элементов соединены с дистанционирующими элементами.

4.5. Теплообменные элементы в верхней части кассеты соединены с выходным коллектором перегретого пара, а в нижней части кассеты – с входным коллектором питательней воды.

Выходной коллектор перегретого пара соединен с трубопроводом перегретого пара, а входной коллектор питательной воды соединен с трубопроводом питательной воды.

4.6. Для исключения потоков неохлажденного греющего теплоносителя (гелия), возникающих при отключении по пару и воде вышедшей из строя кассеты, в нижней части каждой кассеты устанавливается отсекающее устройство. Отсекающее устройство выполнено в виде втулки с глухим дном. Втулка имеет по боковой поверхности окна, в которых установлены предварительно сдеформированные пластины. Пластины закреплены при помощи сварки в верхней и нижней частях окон. Пластины выполнены из стали 20X13, коэффициент линейного расширения ( = 12 × 10^-6 1/ град) которой меньше, чем коэффициент линейного расширения стали 12X18H10T ( =18 × 10^-6 1/град), из которой сделана втулка. По мере увеличения температуры теплоносителя проходное сечение окон уменьшается за счет перекрытия их пластинами, которое происходит в связи с уменьшением их прогиба из-за разности относительного удлинения материалов втулки и пластины.

При температуре греющего теплоносителя 350⁰С, что соответствует нормальным условиям работы, окна частично перекрываются пластинами. При температуре греющего теплоносителя 750⁰С, что соответствует аварийному режиму работы, пластины имеют минимальный прогиб, полностью прикрывая проходное сечение окон. Размеры окон во втулке и размеры пластины выбраны таким образом, что между их боковыми поверхностями образуется зазор, через который происходит протечка греющего теплоносителя, которая в аварийном режиме составляет 10 % от номинальной. Этим обеспечивается поддержание отсечного устройства в закрытом состоянии при отглушенной по пару и питательной воде кассете.

4.7. Кассеты установлены внутри цилиндрической обечайки, которая является одновременно корпусом парогенератора. В верхней части обечайка соединена с крышкой парогенератора, а в нижней части – с коническим переходником. Теплообменные кассеты опираются на опорную плиту, которая соединена с нижней частью обечайки. Трубная система в сборе закрепляется на крышке парогенератора.

4.8. Для компенсации температурных расширений трубопроводов пара и питательной воды в верхней части каждой кассеты, в пределах шестигранного чехла, размещены 2 трубчатых компенсационных блока в виде двухзаходных цилиндрических змеевиков, выполненных из труб, 32 ´ 4 по питательной воде и 48 ´ 5 мм по перегретому пару.

Верхние концы компенсаторов выведены через эллиптическую крышку парогенератора, а нижние концы соединены соответственно с выходными коллекторами пара и входными коллекторами питательной воды.

4.9. Все соединения труб и обечаек выполнены на сварке.

4.10. Парогенератор в составе установки размещается в шахте корпуса высокого давления из предварительно напряженного железобетона и герметизируется посредством шпоночно-торового соединения. Над парогенератором предусмотрена установка дополнительной страховочной крышки, через которую проходят коллекторные питательные и паровые трубы к внешним коллекторам питательной воды и перегретого пара, что позволяет отглушить любую кассету парогенератора при появлении в ней неплотности. Крышка соединена с силовым фланцем корпуса ПГ при помощи шпоночного соединения.

4.11. На наружной обечайке парогенератора по высоте имеются два опорных пояса, которые дистанционируют парогенератор в обечайке шахты корпуса.

Конструктивно верхний опорный пояс представляет собой два концентрических кольца, взаимный разворот которых относительно друг друга и наружной обечайки парогенератора позволяет получить требуемую несоосность опорных поверхностей в районе крышки и верхнего опорного пояса.

После обеспечения необходимой соосности концентрические кольца штифтуются между собой и обечайкой парогенератора.

В обечайке шахты корпуса имеются опорные сегменты. В процессе монтажа между верхним опорным поясом парогенератора и опорными сегментами имеется радиальный зазор, равный 9 мм.

Нижняя самоустанавливающаяся опора представляет собой коническую обойму, в продольных пазах которой равномерно расположены шары 150 мм, которые имеют возможность перемещения в вертикальном направлении.

На обечайке корпуса выполнена коническая поверхность. При монтаже парогенератора шары под собственным весом самоустанавливаются в коническом зазоре между обоймой и конической поверхностью обечайки и, тем самым, осуществляют контакт парогенератора с обечайкой корпуса. Этот контакт сохраняется как при неработающем парогенераторе, так и во всем рабочем диапазоне температур парогенератора.

Осевое перемещение от тепловых расширений парогенератора относительно нижней опоры обеспечено соответствующей подвижной посадкой конической обоймы на обечайке парогенератора.

При работе парогенератора в процессе разогрева металлоконструкций верхний монтажный зазор выбирается, обеспечивая контакт опорного пояса парогенератора с оперными сегментами обечайки корпуса.

4.12. Греющий теплоноситель (гелий) по центральному патрубку подводится к парогенератору и через окна его обечайки поступает в полость, расположенную между теплообменной поверхностью и компенсирующими блоками кассет, проходит сверху вниз через ее теплообменную поверхность, и, отдав тепло среде второго контура, поступает на газодувку.

4.13. Питательная вода из коллекторов по питательным трубам поступает в нижнюю часть кассет, где через входной коллектор раздается по змеевикам.

Для обеспечения устойчивой гидродинамики пароводяного контура при работе парогенератора во всем диапазоне нагрузок на входе в змеевики установлены дроссельные устройства в виде змеевиков с малым радиусом навивки, выполненные из трубки 6 ´ 1 мм.

Конструкция дроссельного устройства исключает возможность засорения теплообменного элемента.

Получив тепло от греющего теплоносителя (гелия), питательная вода превращается в перегретый пар, который по трубопроводам перегретого пара отводится из парогенератора в паровые коллекторы.

4.14. На крышке парогенератора имеются штуцера с отходящими от них импульсными трубками для замера перепада давления греющего теплоносителя по высоте теплообменной поверхности парогенератора, а также для отбора гелия на анализ наличия влаги за теплообменной поверхностью парогенератора.

Кроме того, предусмотрены штуцера для установки термопар, контролирующих температуру греющего теплоносителя на входе в теплообменную поверхность парогенератора и на выходе из нее.

4.15. Конструктивное исполнение парогенератора отличается сравнительной простотой, имеет одно «перетечное» уплотнение выемной части парогенератора в шахте корпуса давления по I контуру.

4.16. Конструкция парогенератора обладает высокой технологичностью изготовления и не требует разработки и применения специального оборудования.

4.17. В каждой коллекторной трубе питательной воды со стороны внешнего коллектора установлена ограничительная шайба, которая уменьшает поступление питательной воды в гелиевый контур в случае появления межконтурной неплотности.

5. Обоснование выбранной конструкции и обеспечение надежности парогенератора

5.1. При проектировании парогенератора был использован опыт создания и эксплуатации подобных парогенераторов действующих и строящихся высокотемпературных установок с гелиевым теплоносителем (США), - 300 (ФРГ), и др., а также отечественных водо-водяных установок, в которых в качестве парогенераторов применены прямоточные вертикальные цилиндрические теплообменники поверхностного типа, где греющий теплоноситель движется в межтрубном пространстве, а рабочее тело – внутри теплообменных труб.

5.2. Определяющее значение в обеспечении надежности парогенераторов имеют конструктивные решения и контроль качества на всех этапах изготовления.

5.3. Собственного силового корпуса парогенератор не имеет, так как трубная система помещается в шахте корпуса реактора, поэтому при оценке надежности парогенератора рассматриваются два основных элемента: трубная система и силовая крышка с узлом закрепления и герметизация в корпусе реактора.

5.4. Использование в качестве теплообменных элементов одно-заходных змеевиков с малым радиусом изгиба навивки позволило скомпоновать теплообменную поверхность из относительно небольшого количества параллельно включенных теплообменных элементов. Это так же позволило с учетом большого расхода среды по II контуру применить дроссель со значительным проходным сечением (трубка 6 ´ 1 мм) и, что в совокупности с предвключенным фильтром по II контуру, исключить возможность засорения дроссельного устройства.

5.5. Отсечное устройство, расположенное в нижней части каждой кассеты, исключает появление неохлажденных потоков греющего теплоносителя при отключении секций (кассет) парогенератора, вышедших из строя и отключенных по питательной воде и пару.

5.6. Предложенный способ дистанционирования теплообменных элементов является простым, надежным и исключает появление вибрации в теплообменных элементах.

5.7. Коллекторная заделка труб наиболее предпочтительна по сравнению с заделкой в трубные доски, так как обладает большей надежностью в условиях действия высоких температур, лучшей технологичностью, меньшей металлоемкостью и имеет меньшие местные гидравлические сопротивления по тракту греющего теплоносителя.

5.8. Шарнирное уплотнительное устройство парогенератора в шахте корпуса реактора и конструкция опорных поясов по высоте парогенератора позволяют без дополнительной механической обработки выдержать необходимую соосность отдельных частей парогенератора, выполнение которых диктуется условиями монтажа парогенератора.

5.9. Проходка коллекторных труб через опорные конструкции осуществляется с возможностью их поворота и осевых перемещений, что исключает заклинивание их в местах проходки при температурных расширениях металлоконструкций парогенератора.

5.10. Крепление и герметизация парогенератора в шахте корпуса реактора осуществлено при помощи шпоночно-торового соединения, отличающегося простотой конструкции, компактностью элементов соединения и высокой надежностью.

5.11. В отличие от известного шпилечного крепления крышки ПГ, в котором шпильки работают на растяжение и изгиб, в шпоночном соединении шпонки работают на срез и смятие, т.е. испытывают более благоприятные виды деформации, при этом если шпильки после их затяжки остаются нагруженными даже при неработающей установке и при отсутствии давления в I контуре, то в шпоночном соединении шпонки нагружаются (работают на срез) только при наличии давления в I контуре.

Герметизирующим элементом крепления парогенератора в корпусе высокого давления является тор.

Все это существенно повышает ресурсную надежность соединения парогенератора с корпусом.

5.12. Парогенератор обеспечивает надежную работу при условии подачи питательной воды в полость II контура через фильтр с ячейкой не более 0,5 мм, исключающей попадание механических частиц в питательную воду в процессе монтажа на объекте, эксплуатации и ремонте. Длина участка питательного трубопровода от места установки механического фильтра до ПГ должна быть минимальной, Сопротивление механического фильтра по II контуру не входит в сопротивление ПГ.

5.13. В качестве материала теплообменных труб, коллекторов пара и питательной воды, расположенных в среде гелия, принят сплав 05ХН46МВБч (ДИ-65). Сплав разработан предприятием п/я А-3746 специально для высокотемпературных установок с гелиевым теплоносителем. Этот сплав технологичен, имеет высокие коррозионные, прочностные и пластические свойства, обладает хорошей свариваемостью.

5.14. Для остальных узлов парогенератора, работающих в интервале температур 623 ... 873 К (350 ... 600°С) применена теплоустойчивая сталь 03X16H9M2, которая также рекомендована предприятием п/я А-3746 для узлов с температурой до 750⁰С –сплав типа ЧС-33.

5.15. Для защиты основной силовой эллиптической крышки от действия высоких температур непосредственно под силовой крышкой ПГ расположены компенсирующие змеевики питательных коллекторных труб, образующие своеобразный защитный пояс, ниже которого расположен пояс из компенсирующих змеевиков коллекторных труб перегретого пара. Это позволяет температуру силовой крышки поддерживать в пределах 350⁰С.

5.16. Все материалы, применяемые для изготовления парогенератора, проходят контроль в состоянии поставки согласно нормативным документам, техническим требованиям рабочей документации. Теплообменные и коллекторные трубы и другие детали, работающие в среде пара и питательной воды, проходят контроль на отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии.

5.17. Все соединения труб и соединения обечаек выполняются сваркой.

5.18. Сварные швы проходят контроль в объеме: внешний осмотр и измерения, радиографический контроль, капиллярный контроль, испытания на отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии, металлографические и механические испытания, гидравлические испытания и испытания на герметичность. Методы контроля сварных швов определяются конкретно для каждого соединения.

5.19. Изготовленный парогенератор на заводе-изготовителе проверяется на прочность и плотность в процессе гидравлических испытаний и испытаний на герметичность.

5.20. Парогенератор изготавливается в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования атомных электростанций опытных и исследовательских ядерных реакторов и установкой».

5.21. Применение вышеуказанных материалов в совокупности с выбранной конструкцией, подтвержденной прочностными и теплогидравлическими расчетами, обеспечивает надежную работу парогенератора в течение всего ресурса.

5.22. В процессе хранения и транспортирования парогенератора специальной консервации его не требуется.

Гидравлические характеристики парогенерирующих каналов

ПГ представляет из себя пучек параллельных труб, объединенных по входу и выходу теплоносителя. Расход среды через канал определяется из условия равенства полного гидравлического сопротивления канала и полного перепада давлений между раздающим и собирающим коллекторами.

,

где – гидравлическая характеристика канала.

Гидравлическая характеристика зависит от типа канала. По характеру состояния потока все шины каналов в ПГ и реакторах можно разделить на 4 типа.

1. Каналы, в которых происходит подогрев жидкости с t < t_S.

2. Каналы, в которых происходит перегрев сухого насыщенного пара.

3. Каналы, в которые поступает вода при t < t_S, а выходит пароводяная смесь с массовым расходным паросодержанием х < 1 (клиящие каналы РБМК, испаритель БН).

4. Каналы, на входе в которые подается вода недогретая до t_S, а на выходе перегретый пар (БН-600).

1 и 2 тип характеризуются движением однофазного потока.

3 и 4 – двухфазного потока.

,

где – нивелирный напор – разности гидростатических давлений в разных сечениях канала.

для наклонных труб , где l – длина трубы, α – угол наклона.

Нивелирная составляющая зависит от расхода через плотность потока. С изменением расхода меняются температурные параметры – .

При G = 0 , а при возрастает.

Потери напора на ускорение потока возникают тогда, когда скорость потока на входе и выходе будет сильно изменяться, т.е. когда средняя скорость потока меняется.

определяется разностью количеств движения на входе и выходе из канала.

Для двухфазных потоков определяется как сумма разности количеств движения для каждой фазы. В практических расчетах можно пренебречь.

Потери напора на трение при движение в изотермических трубах можно определять по формуле Дарси

.

Для ламинарного режима течения ; .

Для переходного режима l берется из таблицы в зависимости от и Re.

В турбулентном обр. для гладких труб .

В автомод l зависит от и не зависит от Re

.

Формула Дарси – для движения однофазной среды.

Для двухфазной:

;

.

Это уравнение дает ошибку так как оно не учитывает процессы при движении смен.

Ошибку исключает следующим образом:

1. Определяют l для двухфазного потока.

2. Введением в уравнение направленного множителя

. (1)

y зависит от массовой скорости, давления, и паросодержания х.

Для двухфазного потока кроме явной зависимости от G (квадрат) имеет и неявную зависимость от G через х:

, (2)

Как видно складывается из двух слагаемых, причем после подстановки уравнения (2) в (1) видно, что

. (3)

Таким образом, и в этом случае мы имеем жесткую характеристику, так как уравнение (3) при любой левой части будет иметь только один положительный корень. Другими словами, при заданном перепаде давлений в канале DР существует лишь единственное значение расхода.

Предположим, что кипение начинается тогда, когда вся жидкость нагрета.

Потери на трение состоят из двух соотношений:

;

.

Длина l_эк может быть найдена из уравнения теплового баланса и теплопередачи

;

; ;

;

;

q = const – исп. участок;

;

;

;

.

l_исп при увеличение G уменьшается.

Зависимость потерь на трение от расхода

Из формулы видно, что .

.

Если уравнение имеет один корень, то одному перепаду давлений соответствует один расход.

Как известно уравнение 3 степени может иметь либо 1 либо 3 действительных корня. Может оказаться, что заданному DР соответствует 3 различных расхода. Такая неоднозначность непонятна, если представить графически зависимость DР от G.

;

;

.

Т.е. гидравлическая характеристика неоднозначна.

Такая гидравлическая характеристика считается нестабильной. Неустойчивость недопустима, так как приводит к пульсациям теплоносителя на входе в канал (не хватит G ® кризис кипения

Гидродинамика кипящих каналов

Практически во всех ПГ внутри трубок происходит процесс кипения. Особняком стоят ПГ ВВЭР. Пар в них в межтрубном пространстве.

Существует два типа организации движения среды в кипящих системах:

1. напорное движение теплоносителя;

2. безнапорное движение теплоносителя.

Напорное движение – это направленное движение воды и пара. Вода и пар движутся параллельно. Побудителем движения является насос и т.п.

Безнапорное движение – это такое, когда пар поднимается в неподвижном слое жидкости.

Движение 2^х-фазного потока в канале имеет ряд особенностей. Эти особенности связаны с фазовыми переходами, контактом фаз со стенкой.

Пароводяной поток может находиться в 2-х состояниях:

1. равновесное состояние с одинаковой температурой – t_S;

2. неравновесная пароводяная смесь (вода недогрета до t_S и в ней паровые пузыри).

В каналах имеет место как равновесная, так и неравновесная пароводяная смесь (конец экономайзера) – ядро жидкости недогрето, а на стенке образуется пар.

В канале происходит изменение агрегатного состояния, а, следовательно, и теплофизических свойств. Удельный объем: имеет место резкое изменение удельного объема при изменение агрегатного состояния.

На границах раздела фаз происходит изменение теплофизических свойств вещества, а, следовательно, и гидравлического сопротивления, структуры пароводяного потока (распределение водяной и паровой фаз по сечению канала).

Экономайзерный участок

До а – а – однофазная среда (подогрев до t_S)

t + t_S +3 … 4⁰.

Пузырь растет до своего отрывного диаметра, попадает в ядро потока и конденсируется.

в – в – жидкость вся прогрета до линии насыщения.

В каналах на участках с кипением существует 4 режима движения среды:

1. Пузырьковый режим характеризуется малым паросодержанием. Отдельные паровые пузыри сравнительно малого размера концентрируются в центре трубы. С увеличением паросодержания потока происходит слияние отдельных пузырьков в довольно крупные паровые образования, продвигающиеся по центру трубы с определенными интервалами в виде водных прослоек с равномерно распределенными отдельными пузырями пара.

2. Снарядный режим (огромные паровые пузыри, может быть диаметр до 1 м) может существовать только при низких давлениях. Уже при давлениях больше 3 МПа крупных пузырей пара не наблюдается. Режим характерен возникновением резких периодических изменений плотности потока ® колебания нейтронной мощности (гидравлический удар, если канал не прямой).

3. При дальнейшем увеличении объемного паросодержания наступает стержневой (иначе кольцевой) режим, который характеризуется тем, что по центру трубы движется сплошной паровой поток, отделенный от стенок трубы водяным кольцом.

Пузырьковый и стержневой режимы являются характерными режимами для ПГ АЭС.

4. Эмульсионный режим – толщина пленки жидкости определяется из равновесия – отрыв пузырьков образуется ….. – кризис кипения II рода.

Режим, обеспечивающий стабильную работу теплообменных поверхностей, - это пузырьковый режим кипения; в этом режиме создаются наилучшие условия охлаждения теплообменной поверхности (разрушение пленки). Единственная особенности существует при опускном движении, когда при малой V входа жидкости пар движется вверх, вода вниз; образуются паровые пленки.

Для труб с углом наклона более 30⁰ режимы течения близки к режимам, имеющим место при тех же определяющих факторах в вертикальных трубах, отличаясь асимметрией в распределении фаз по сечению. В них легкая фаза будет отжиматься в верхнюю часть сечения. В горизонтальных и слабо наклоненных трубах эта асимметрия усиливается, и при малых скоростях потока можно ожидать даже полного разделение фаз по сечению трубы. Эти режимы называются расслоенными.

Такое расслоение может наблюдаться и в обычных трубах, если идет холодная и горячая вода – изгиб. Этот режим движения опасен в контурах в естественной циркуляции.

Угол 15⁰ исключает возможность возникновения расслоенных режимов.

Движение парожидкостных систем описывается гораздо бóльшим количеством параметров, чем движение однофазных потоков.

Для однофазных потоков: G, P, t.

Для двухфазных потоков: G, P, t, r, W.

Для характеристики двухфазного потока вводятся дополнительные параметры. Существуют 2 группы параметров:

1. Расходные параметры – это параметры, рассчитанные по уравнениям материального и теплового баланса.

2. Истинные параметры – это параметры, характеризующие движение каждой фазы.

Расходные параметры, характеризующие двухфазный поток:

– приведенная скорость пара;

– приведенная скорость воды;

х – массовое расходное паросодержание потока;

b – объемное расходное паросодержание потока.

При движении потока в обогреваемом канале происходит увеличение массового расходного паросодержания х. При этом в любом сечении канала S массовый расход среды равен const и равен массовому расходу воды на входе в канал.

– значение скорости на входе в канал – – это массовая скорость – величина const по всей длине канала.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: