Расчет парогенератора ПГВ-1000
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
1-му контуру - по 2-му контуру 350 30016Давление гидроиспытаний, МПа (кгс/см2) - по 1-му контуру - по 2-му контуру 24.5 (250) 10.78 (110)
3. Тепловой расчет
Исходные данные
Паропроизводительность ;
Параметры теплоносителя:, , ;
Параметры пара: , ;
Температура питательной воды
Кратность циркуляции -
Принципиальная тепловая схема парогенератора
Рисунок 1 - Тепловая схема ПГ с водным теплоносителем
В выбранной конструкционной системе ПГ, питательная вода подается на горячую часть теплообменного пучка под дырчатый лист, где происходит частичная конденсация пара и подогрев питательной воды до температуры воды контура естественной циркуляции. Далее питательная вода попадает в опускной участок контура естественной циркуляции ПГ, где смешивается с водой, отсепарированной в жалюзийном сепараторе, поступает в межтрубное пространство теплопередающей поверхности, нагревается до температуры насыщения и испаряется на испарительном участке. Пароводяная смесь поступает в жалюзийный сепаратор, пройдя погружной дырчатый лист, где происходит отделение воды от пара. Влажность пара на выходе из ПГ равна 0,2%.
Тепловая мощность парогенератора. Расход теплоносителя. Т-Q диаграмма
Для рассчитываемого ПГ уравнение теплового баланса имеет следующий вид:
где - тепловая мощность на экономайзерном участке;
- тепловая мощность на испарительном участке;
- расход питательной воды с учетом продувки;
- КПД парогенератора;
- энтальпия пара на линий насыщения ();
- энтальпия питательной воды ( и );
r=1544.2 кДж/кг - скрытая теплота парообразования;
- энтальпия на входе теплоносителя ( и );
- энтальпия на выходе теплоносителя ( и )
Тепловая мощность ПГ:
Тепловая мощность экономайзерной части ПГ:
Тепловая мощность испарительной части ПГ
Расход теплоносителя
Определяем энтальпию теплоносителя на выходе из испарительной части ПГ:
которой соответствует температура
( и )
Определяем энтальпию рабочего тела при смешении с котловой водой
Энтальпия воды контура естественной циркуляции:
которой соответствует температура
( и )
Рисунок 2 - t-Q диаграмма ПГ
. Выбор материалов основных элементов ПГ
Выбираем следующие марки стали:
для труб теплопередающей поверхности - Х18Н10Т;
для коллектора теплоносителя - 10ГН2МФА, плакированная со стороны, омываемой теплоносителем, сталью Х18Н10Т;
для элементов корпуса 10ГН2МФА
Расчет толщины стенок труб теплопередающей поверхности, горячего и холодного коллекторов теплоносителя
Толщина стенки труб теплопередающей поверхности рассчитывается по формуле:
где - расчетное давление, МПа;
- внешний диаметр, мм. Принимаем
- минимальный коэффициент прочности труб;
C - допуск увеличения к расчетной толщине, мм;
- допустимое напряжение, МПа.
Расчетное давление находим по формуле:
Для расчета номинально допустимого напряжения необходимо знать температуру стенки трубы в входном (по теплоносителю) сечении. Точное значение можно определить по формуле:
где - коэффициент теплопередачи, ;
- коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенки трубы, ;
- коэффициент теплоотдачи от стенки к рабочему телу на входном (по т/н) участке трубы, .
В первом приближении можно принять ; . Тогда
При для стали Х18Н10Т . Коэффициент прочности труб .
Где
Прибавка к толщине на минусовой допуск:
Прибавка к истончению стенки за счет коррозии .
Прибавка на технологию .
Прибавка на уплотнение изогнутой части трубы
Для расчета примем овальность труб и толщину стенки .
Прибавка к расчетной толщине:
Уточняем толщину стенки трубки:
Ближайшая большая толщина стенки по ГОСТу на трубы со стали Х18Н10Т равняется 1.8мм. Ее и примем как толщину стенки труб теплопередающей поверхности . Тогда внутренний диаметр трубки:
Площадь живого сечения трубы:
Толщина стенки входной и выходной камеры коллектора рассчитывается по формуле:
где - внутренний диаметр;
- коэффициент прочности камер;
С=1 - допуск увеличения к расчетной толщине.
Расчетная температура стенки камер . При этой температуре для стали 10ГН2МФА . В соответствии с рекомендациями выбираем шахматное расположение отверстий в перфорированной части коллектора: продольный шаг расположения отверстий ; поперечный шаг по окружности внутренней поверхности .
Для расчета толщины стенки перфорированной части коллектора рассчитываем коэффициент прочности перфорированной части коллектора.
для продольного ряда:
Где
для поперечного ряда:
для диагонального ряда:
Для расчета принимаем меньшее значение коэффициента прочности
Толщина стенки коллектора будет равна:
Принимаем . Наружный диаметр коллектора равен:
Толщина стенки конусной части коллектора: