Сделай Сам Свою Работу на 5

Тепловой расчет испарителя





Мощности отдельных элементов парогенератора

 

Найдем паропроизводительность, для этого запишем уравнение теплового баланса через энтальпию:

Так как схема генерации пара прямоток, то =

D-общий расход питательной воды;

Расход питательной воды будет равен:

где:

-энтальпия перегретого пара(при t =510 и P=14 МПа)

-энтальпия питательной воды(при Р=14 МПа. и t =240 )

-энтальпия воды на линии насыщения(при )

-энтальпия пара на линии насыщения(при )

-энтальпия воды на промежуточном перегревателе на входе( при t =240 и P=3 МПа)

- энтальпия воды на промежуточном перегревателе на выходе(при t =510 и P=3 МПа)

По таблицам определяем энтельпии воды и водяного пара:

=3352,1КДж/кг

=1039 КДж/кг

=1572,8 Кдж/кг

=2638,3 Кдж/кг

=2824,5 КДж/кг

=3479,5КДж/кг

Окончательный расход питательной воды:

Тепловые мощности на каждом из участков парогенератора равны соответственно:

Теперь найдем расходы натрия через отдельные элементы:

Q-t диаграмма:

 

Находим температуры входа и выхода в отдельных элементах парогенератора:

 

1.Рабочее тело:

Экономайзер: =240

=336,67 (при Р=14МПа.)

Испаритель: = =336,67



Пароперегреватель: =336,63

=510

Промежуточный перегреватель: =240

=510

2.Теплоноситель:

Промежуточный
перегреватель: =520

=

Пароперегреватель: =520

=

Испаритель: =427,76

=

Экономайзер: =355,84

=320

Определение геометрии трубного пучка

 

Выбираем стандартную схему движения теплоносителя для данного вида парогенераторов: питательная вода движется в трубках, а натрий движется в межтрубном пространстве. В качестве материала для трубок выбираем низколегированную углеродистую сталь 1Х2М. Диаметр трубок принимаем 16х3 (мм.)

Предварительно принимаем скорость воды на входе в экономайзерный участок, как:

1. Площадь проходного сечения трубок:
=168,5/(768,88*1)=0,23

2. Число труб теплопередающей поверхности:

3. Трубки на трубной доске будем располагать по сторонам правильных шестиугольников с относительным шагом:

S=1,5 =2*0.016=0.024 м

4. Принимаем число труб на диагонали трубной доски:

5. Внутренний диаметр кожуха:

6. Число труб в одном модуле: =

7. Число модулей:

8. Расходы натрия и воды через один модуль:



Натрий:

Вода:

9. Площадь проходного сечения межтрубного пространства:

10. Скорость натрия в среднем сечении модуля испарителя:

Данное значение для скорости натрия не превышает допустимые значения.

 

Тепловой расчет испарителя

1.Расчет экономайзерного участка:

Теплоотдача от натрия к стенке:

Средняя температура натрия на экономайзерном участке:

По таблице теплофизических свойств натрия определяем параметры натрия при данной температуре:

Pr=0.552

Эквивалентный гидравлический диаметр:

Рейнольдса для натрия на экономайзерном участке:

Число Пекле на экономайзерном участке:

Число Нуссельта будем определять по рекомендованной формуле для натрия, протекающего в межтрубном пространстве:

Коэффициент теплопередачи от натрия к стенке на экономайзерном участке будет равен:

Теплоотдача от стенки к воде:

 

По таблице теплофизических свойств воды и водяного пара определяем температуру насыщения воды в третьем контуре, при известном давлении(Р=140атм.)

Средняя температура воды на экономайзерном участке:

По таблице теплофизических свойств воды и водяного пара определяем теплофизические свойства воды:

Pr=0.874

Скорость воды:

Для нахождения коэффициента теплоотдачи от стенки к воде воспользуемся рекомендованной для расчета формулой Михеева:

Теплоотдача от натрия к воде:

 

Находим среднюю температуру стенки трубки:

По таблице определяем коэффициент теплопроводности для стали 1Х2М:

А так как отношение внешнего диаметра к внутреннему , то термическое сопротивление стенки трубки рекомендуется с хорошей степенью точности определять по формуле:



Для всех участков испарителя при расчете коэффициента теплопередачи учитывается сопротивление оксидных пленок:

Коэффициент теплопередачи от натрия к воде будет равен:

 

Геометрия экономайзерного участка:

Определяем разность между температурой выхода натрия и температурой входа воды на экономайзерном участке(большая разница температур):

Малая разница температур будет определяться как разность между температурой натрия на входе в экономайзерный участок и температурой воды на линии насыщения:

Среднелогарифмический температурный напор:

Площадь теплообмена одного модуля на экономайзерном участке:

Средний диаметр трубки по которой протекает вода:

Длина одной трубки экономайзерного участка:

2.Расчет испарительного участка:

 

Испаритель делится на два участка:

-зона развитого кипения;

-зона с ухудшенной теплопередачей;

Расчет граничного паросодержания, при котором начинается ухудшенная теплопередача при кипении воды, рекомендуется проводить по следующей формуле:

Мощность, приходящаяся на зону развитого кипения:

Мощность приходящаяся на зону ухудшенного кипения:

Температура натрия в точке :

Зона развитого кипения( )

Теплоотдача от натрия к стенке:

Точка Х=0

Pr=

Точка X=Х

Pr=

Теплоотдача от стенки к воде:

Точка Х=0

Коэффициент теплопередачи от стенки трубы к воде, протекающей внутри этой трубы, рекомендуется определять по эмпирической формуле:

, где А- это эмпирический коэффициент, а q- это тепловой поток через стенку трубы, определяемый по формуле:

-температурный напор на стенку трубы.

Эмпирический коэффициент А будем искать по формуле:

Нахождение коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к воде будем проводить методом последовательных итераций. Изначально будем считать =0 и будем определять тепловой поток через стенку трубы, затем найдем коэффициент теплоотдачи. В выражении для теплового потока коэффициент принимаем равным 0.75.

при ;

Итерация №1

Итерация №2

Итерация №3

Итак, коэффициент теплоотдачи

Точка X=Х

Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к воде в точке X=Х зоны развитого кипения испарительного участка будем проводить аналогичным способом, при помощи итераций, по формуле:

, где - приведенная скорость пароводяной смеси,

, где - коэффициент теплопередачи к воде, взятый на линии насыщения, - коэффициент теплопередачи, рассчитываемый по формуле для точки Х=0.

Определяем теплофизические свойства воды и водяного пара при давлении насыщения в третьем контуре:

Pr=1.03

Плотность насыщенного водяного пара:

Скорость циркуляции воды:

Число Рейнольдса для воды на испарительном участке:

Температурный напор на стенку трубы в точке будет равен:

В выражении для теплового потока принимаем коэффициент, равный 0,75.

Итерация №1

 

Итерация №2

Итак, за коэффициент теплоотдачи принимаем

Теплоотдача от натрия к воде:

 

Коэффициенты теплоотдачи от натрия к воде:

Точка Х=0:

Точка Х=Хгр:

Средний коэффициент теплоотдачи:

Геометрия зоны развитого кипения:

Длина одной трубки:

Зона с ухудшенной теплоотдачей(Хгр<X 1)

Теплоотдача от натрия к стенке:

Pr=0.5158

Теплоотдача от стенки к воде:

, где

 

Теплоотдача от натрия к воде:

Находим среднюю температуру стенки трубки:

При расчете коэффициента теплопередачи будем учитывать термическое сопротивление отложений примесей на теплопередающей поверхности:

Коэффициент теплопередачи от натрия к воде будет равен:

Геометрия зоны с ухудшенной теплоотдачей:

Длина одной трубки:

Геометрия всего испарительного участка:

Длина одной трубки:

Геометрия всего модуля экономайзер-испаритель:

 

3.Тепловой расчет основного пароперегревателя.

 

В качестве материала для трубок выбираем аустенитную нержавеющую сталь 0Х18Н10Т. Диаметр трубок принимаем 16х3 мм

Теплоотдача от натрия к стенке:

Теплоотдача от стенки к пару:

Теплоотдача от натрия к пару:

Геометрия пароперегревателя:

 

4.Тепловой расчет промежуточного пароперегревателя:

 

В качестве материала для трубок выбираем аустенитную нержавеющую сталь 0Х18Н10Т. Диаметр трубок принимаем 25х2,5мм.

1)число модулей:

2)число труб в одном модуле:

3)Площадь проходного сечения одной трубки:

4)Средняя скорость пара в трубках:

5)Число труб на диагонали трубной доски:

6)Шаг между трубками:

7)Внутренний диаметр кожуха:

8)Площадь проходного сечения межтрубного пространства:

9)Скорость натрия в среднем сечении модуля:

Теплоотдача от натрия к стенке:

Теплоотдача от стенки к пару:

Теплоотдача от натрия к пару:

Геометрия пром. пароперегревателя:

Длина одной трубки:

Гидравлический расчет

 

Гидравлическое сопротивление будет рассчитываться по формуле:

Где -потери на трение;

- потери на местные сопротивления;

- потери на сопротивление, связанное с подъемом массы на определенную высоту;

; ; ;

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.