Расчёт парогенератора типа вода-вода без перегрева
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Расчёт парогенератора типа вода-вода без перегрева
Введение
Парогенераторы АЭС с реакторами, охлаждаемыми водой под давлением, вырабатывают насыщенный пар. Получение сухого насыщенного пара осуществляется в жалюзийном сепараторе. В выбранной конструкционной схеме питательная вода через коллектор питательной воды и систему раздающих труб подается в барабан-сепаратор. Здесь она смешивается с котловой водой парогенератора и нагревается до температуры насыщения ts.
В практике проектирования оборудования используется 2 вида расчётов: конструкционный и поверочный. Конструкционный - определение основных конструктивных параметров ПГ. Поверочный расчёт проводится для определения возможности использования уже найденной конструкции при других, но достаточно близких к первоначальным параметрам работы.
Данная расчетно-пояснительная записка включает в себя расчет тепловой схемы парогенератора с построением Q-T диаграммы??тепловой, гидравлический и конструкционный расчеты.
1. Исходные данные
№НаименованиеЗначениеВеличина1Тепловая мощность 200МВт2Давление первого контура 13МПа3Давление второго контура 4,5МПа4Температура первого контура входная 300оС5Температура первого контура выходная 270оС6Температура питательной воды 220оС7КПД парогенератора 98%
Дополнительные условия:
Характер движения теплоносителя и рабочего тела:
теплоноситель движется в трубном пространстве
рабочее тело движется в межтрубном пространстве
естественная многократная циркуляция
Специальные ограничения:
- ? 0,15 атм.
2. Принципиальная тепловая схема
3. Предварительный расчёт
.1 Тепловая мощность ПГ; расход теплоносителя и рабочего тела
Запишем уравнение теплового баланса:
Здесь: - тепловая мощность экономайзера.
- тепловая мощность испарителя.
- расход теплоносителя через парогенератор.
- энтальпия теплоносителя на входе в парогенератор.
- энтальпия теплоносителя на выходе из парогенератора.
D - паропроизводительность парогенератора.
- энтальпия воды в состоянии насыщения по второму контуру.
- энтальпия питательной воды.
- удельная теплота парообразования.
Необходимые значения энтальпий определяем из таблиц:
оС (При давлении =4.5 МПа)
=1340,5 (При давлении =13МПа и температуре =300 оС)
=1183,3 (При давлении =13МПа и температуре =270 оС)
=1122,2 (При давлении =4.5МПа и температуре 257.41 оС)
=2796,5 (При давлении =4.5МПа и температуре 257,41 оС)
=944,3 (При давлении =4.5МПа и температуре =220 оС)
==2796,5-1122,2=1674,3
Определяем расход теплоносителя по первому контуру:
1298,2
Определяем паропроизводительность парогенератора:
108
Тепловая мощность испарителя: ==180,8 МВт.
Тепловая мощность экономайзера: МВт
3.2 Построение Q-T диаграммы ПГ
Определим энтальпию, а соответственно и температуру на выходе из испарительного участка:
Отсюда =1198,4
Этой энтальпии соответствует температура на выходе из испарительного участка при Р=13МПа
оС
Определяем температуру воды при смешении питательной воды с водой контура естественной циркуляции: выберем такую температуру, чтобы недогрев до температуры насыщения составлял (5-10) оС. Это делается из соображений безопасной работы ПГ, так как при несоблюдении этого условия вода в опускном участке будет кипеть, а этого нельзя допустить.
оС
3.3 Выбор материала, толщины и диаметра труб теплопередающей поверхности, материала корпуса и коллектора теплоносителя
Выбираем следующие марки стали:
для труб теплопередающей поверхности - 12Х18Н10Т
для коллектора теплоносителя - 10ГН2МФА, плакированная со стороны, омываемой
теплоносителем
для элементов корпуса - 10ГН2МФА.
Наружный диаметр трубок ПГ:=14 мм
Толщина трубки:
Внутренний диаметр трубки:
3.4 Расчёт числа трубок теплопередающей поверхности, площади проходного сечения трубного и межтрубного пространства
Проходное сечение одной трубки:
Зададимся скоростью теплоносителя: =1,6
Суммарная площадь проходного сечения трубок:
Число трубок ТО поверхности:
Разобьём наш ПГ на 10 модулей, в каждом по 1183 трубки. Трубки на трубной доске будем располагать по сторонам правильных шестиугольников с относительным шагом .
Число труб, размещённых на главной диагонали шестиугольника:
Внутренний диаметр корпуса:
Площадь межтрубного пространства:
4. Тепловой расчёт
.1 Тепловой расчёт испарительного участка
Исходные данные для расчёта (по Р=13 МПа, t=300 оС , t=273,07 оС )
№НаименованиеЗначениеВеличина1Тепловая мощность испарителя 180,8МВт2Температура входа в испаритель по I контуру 300оС3Температура выхода из испарителя по I контуру 273,07оС4Температура входа в испаритель по II контуру 257,4оС5Температура выхода из испарителя по II контуру 257,4оС6Удельный объём на выходе 7Удельный объём на входе 8Кинематическая вязкость на входе 9Кинематическая вязкость на выходе 10Число Прандтля на входе 0,877-11Число Прандтля на выходе 0,825-12Коэффициент теплопроводности на входе 0,55513Коэффициент теплопроводности на выходе 0,599
Площадь поверхности теплообмена испарительного участка:
.
&nbs