2. Конструкционный расчет парогенератора

Цель расчета

1. Определение габаритных размеров корпуса парогенератора.

2. Размещение трубной поверхности теплообмена в корпусе парогенератора.

3. Определение диаметра коллекторов.

4. Разбивка трубной поверхности на ряды и пучки.

2.1. Исходные данные

Таблица 5

№ п/п	Наименование величины	Обозначе-ние	Размер-ность	Значение	Способ определения
	Теплоноситель
1.	Расход		кг/с	4031,69	Из теплового расчета
2.	Средняя плотность		кг/м3	717,67	— // —
3.	Средняя скорость		м/с	2	— // —
	Поверхность теплообмена
1.	Поверхность ПТО		м2	6550,2	Из теплового расчета
2.	Трубки ПТО:				По заданию
	- материал	—	—	08Х18Н10Т	или
	внутренний диаметр		мм	14	предварительно принимаются
	- толщина стенки		мм	1,5	— // —
	Коллекторы
1.	Материал	—	—	12Х1МФ	По заданию или предварительно принимается
2.	Наружный диаметр		мм	1100	— // —
3.	Толщина стенки		мм	110	— // —

2.2. Алгоритм конструкционного расчета

2.2.1. Общее число трубок ПТО по уравнению неразрывности, шт.:

.

(G₁ - кг/с; - кг/м³; - м/c; - мм ).

2.2.2. Принимаем:

№	Характеристика ПТО	Принятое решение
1.	Расположение трубок ПТО	Коридорное
2.	Форма трубок ПТО	U- образное

2.2.3. Средняя (расчетная) длина трубок ПТО предварительно, м:

.

(F_ПТО – м²; - мм; n - шт).

Здесь: - наружный диаметр трубки ПТО, мм;

- толщина стенки трубки, мм.

2.2.4. Принимаем шаг трубок в горизонтальном и вертикальном рядах

Примем S₁ = 22.95 мм; а S₂ = 22,95 мм, принятые величины зависят от величины наружного диаметра трубок ПТО, данные значения обеспечит оптимальные условия циркуляции рабочего тела в межтрубном пространстве.

2.2.5. Общее число трубок в горизонтальной плоскости ,шт.

( - мм; S₁ - мм).

2.2.6. Число горизонтальных рядов (число труб в одном вертикальном ряду):

.

2.2.7. Выполняем уточнение значений n, w₁, l_СР.

а) общее число трубок, шт.: =136*134=18225

б) средняя по сечению скорость теплоносителя в трубках, шт.:

.

(G₁ - кг/с; - кг/м³; - м/c; - мм ).

в) средняя длина трубок ПТО, м

.

(F_ПТО – м²; - мм; n - шт).

2.2.8. Диаметр корпуса по ширине, мм

D₁ = n₁ S₁ + B_СВ=136*22.95+825=3923.25 мм

Здесь:

B_СВ = Z_КОР h_КОР » Z_КОР (0.15 )=5 (0.15*1100)=825, мм.

Z_КОР =[3..5]=5 - число коридоров в диаметральной плоскости ПГ(принимаем равным 5 для обеспечения оптимальных условий циркуляции рабочего тела[2];

h_КОР =(0.15*1100)=165- ширина коридора, мм;

2.2.9. Диаметр корпуса по высоте, мм

D₂ = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅=300+3098+150+400+200=4148 мм.

Примем исходя из опыта конструирования ПГАЭС[2]:

h₁ = 300 мм, h₃ = 150 мм, h₄ = 400 мм, h₅ = 200 мм, а h₂ = n₂ S₂ = 3098 мм.

За диаметр корпуса принимаем наибольший из полученных и :

D = max (D₁, D₂)= 4148

При вычислении диаметра корпуса выполняется условие:

2.2.10. Длина корпуса ПГ, мм

L = + l_СР + b_ПУЧ + 2b_ДН = 1100+6730+3923+2*700 = 13153 мм.

Здесь:

b_ПУЧ - длина пучка труб ПТО в горизонтальном ряду, мм;

b_ПУЧ = n₁*S₁+Z*B_св = 136*22.95+1*825 =3923.25

b_ДН - ширина днища ПГ (принимаем b_ДН =700,т.к. из расчетов bдн>700), мм.

Таблица 6