1. Тепловой расчёт парогенератора
Цель работы. Рассчитать и оптимизировать условия теплообмена в парогенераторе, коэффициент теплопередачи и поверхность теплообмена (в дальнейшем – ПТО) трубного пучка, а также необходимого расхода теплоносителя (в дальнейшем - ТН).
1.1. Теплофизические характеристики теплоносителя
1.1.1. Температура насыщения теплоносителя на выходе из ядерного реактора при давлении в главном циркуляционном контуре, 0с[1]:
,
и, наоборот,
1.1.2. Недогрев теплоносителя на выходе из ЯР до состояния насыщения (запас до кипения на входе в ПГ), 0С.
.
Примем
30
0С.(
Принятое
значение не допустит вскипания
теплоносителя при колебаниях мощности
реактора, не допустит кризиса теплообмена
в АЗ реактора, следовательно увеличит
надежность).
1.1.3. Средняя температура теплоносителя в трубках ПТО парогенератора, 0С
0С.
1.1.4. Средняя плотность теплоносителя в трубках ПТО парогенератора, кг/м3 [1]:
1.1.5. Коэффициент кинематической вязкости, м2/с[1]
=µ
/
=
85,59*10-6
/ 717,67 = 1,19*10-7
.
1.1.6. Средняя теплопроводность теплоносителя, Вт/(м×град)[1]
=0,4627
1.1.7. Изобарная теплоёмкость теплоносителя, кДж/(кг·град)[1]
=5,543
1.1.8. Число Прандтля для теплоносителя[1]
1.2. Теплофизические характеристики рабочего тела.
1.2.1. Температура насыщения рабочего тела в объёме ПГ, 0С[1]
,
и, наоборот,
.
1.2.2. Недогрев питательной воды до температуры насыщения на входе в ПГ, 0С
.
1.2.3. Температура рабочего тела в объёме ПГ, 0С
а)
«котловой»
воды:
;
б)
генерируемого пара:
.
1.2.4. Теплосодержание питательной воды на входе в ПГ, кДж/кг[1]
=
899,28
1.2.5. Теплосодержание «котловой» воды в объёме ПГ, кДж/кг[1]
=
1237.
«Котловая»
вода в состоянии насыщения при давлении
1.2.6.
Теплосодержание
сухого насыщенного пара при давлении
,
кДж/кг[1]
=
2778,6.
1.2.7. На основании данных научных исследований и опыта эксплуатации ПГ данного типа по эффективности осушения пара сепарационными устройствами в паровом объёме ПГ, принимаем степень сухости генерируемого пара на выходе из ПГ [2]
x0 0,995 - 0,997,
примем х0 = 0,996(Данная степень сухости обеспечит эффективную работу второго контура в целом, при меньшей степени сухости потребуются дополнительные мероприятия по осушения пара для безопасной работы турбины).
1.2.8. Теплосодержание осушенного пара на выходе из ПГ (перед стопорными клапанами паровой турбины), кДж/кг
,
1.2.9. Удельный объём пара на выходе из ПГ, м3/кг
1.2.10. Плотность питательной воды на входе в ПГ, кг/м3[1]
=
856,46.
1.3. Материальный и тепловой балансы пг.
1.3.1. Величина непрерывной продувки ПГ, кг/с
DПР = ПР × DПГ = 0,012*350 = 4,2
1.3.2. Расход питательной воды, подаваемой в ПГ, кг/с
DП.В. = DПГ + DПР = 350 + 4,2 = 354,2
1.3.3. Количество теплоты, получаемое рабочим телом в ПГ
Q2 = DПГ ( h0 - hП.В. ) + Dпр (h'2S - hП.В. ) = 350*(2772,43-899,28)+4,2*(1237-899,28)=657020,92
1.3.4. Коэффициент полезного действия парогенератора данного типа в зависимости от величины тепловых потерь в окружающую среду составляет
ПГ = 0,98 – 0,99,
Примем ПГ=0,98(данный КПД принимают на основе опытов эксплуатации ПГ).
1.3.5. Количество теплоты, передаваемое теплоносителем в ПГ, кВт
Q1 = Q2/ПГ=657020,92/0,98=670429,51
1.3.6. Расход теплоносителя через трубную систему поверхности теплообмена ПГ, кг/с
