Способы уменьшения гидравлической неравномерности

1. Установка индивидуальных дроссельных шайб – индивидуальное шайбование.

2. Уравнительное шайбование – (шайбы с одинаковым гидросопротивлением) сводит неравномерности до допустимых пределов.

3. В реакторах групповое шайбование.

Гидравлическую неравномерность следует учитывать не только в поверхностях нагрева ПГ, но и в параллельных трубах, по которым рабочие среды поступают в сборные коллекторы. Например, пар в ПГ ВВЭР – 1000 отводится по нескольким пароотводным трубам в сборный коллектор. Установка индивидуальных дроссельных шайб помогает выравниванию скоростей пара по паровому объему.

Гидродинамический расчет контуров с естественной циркуляцией

В любом замкнутом контуре, в некоторых частях которого производится подвод и отвод тепла, изменяется плотность по длине контура.

Естественная циркуляция – перемещение масс среды под действием гравитационных сил, в связи с изменением плотности среды. Это физическое явление нашло широкое применение в теплоэнергетических аппаратах, в том числе в ПГ.

Например, ПГ ВВЭР

Во всех случаях контуры включают в себя обогреваемый подъемный участок, необогреваемый опускной

– барабан-сепаратор;

– соединительный коллектор.

Для восполнения потери массы с уходящим из барабана-сепаратора паром контур подпитывается питательной водой с теплосодержанием i_п.в .

При продувке барабана-сепаратора .

При подаче питательной воды в рабочий объем барабан-сепаратор, она за счет конденсации пара увеличивает свое теплосодержание вплоть до i. При подаче питательной воды в опускной участок подогрев ее зависит от соотношения – кратности циркуляции контура, где D_у – массовый расход в опускной и подъемных ветвях.

При обогреве подъемного участка плотность среды в нем уменьшается в основном за счет появления паровой фазы. Так как опускной и подъемный участки представляют собой сообщающиеся сосуды, разность весов столбов среды вызовет движущий напор, под действием которого среда начнет циркулировать. Рассмотрим простейший контур циркуляции, в котором установились средние плотности и , расход среды при этом D_у кг / с. Давление в нижней точки контура

справа: ;

слева: .

. (1)

Равенство (1) выражает тот факт, что движущий напор циркуляции в установившемся режиме уравновешивается суммарными потерями на подъемном и опускном участках.

Уравнение (1) имеет в левой части т.п. движущий напор циркуляции S_дв

.

Если мы переместим в левую часть уравнения (1) потери на трение на подъемном участке, то в левой части уравнения будем иметь т.п. полезный напор естественной циркуляции.

. (2)

Введение понятия «полезный напор естественной циркуляции» позволяет при использовании простых экспериментальных средств измерять полезный напор естественной циркуляции в различных режимах их работы.

Обработка этих экспериментальных данных позволяет обойтись без сложных способов определения – истинных плотностей на подъемном участке при расчете парогенерирующих контуров.

Чаще всего, в результате расчета необходимо определить расход, установившейся в контуре естественной циркуляции, так как знание D_у позволяет легко находить х, коэффициент теплоотдачи, h_эк.

При этом используются 2 способа расчета

– численный – по уравнению (1);

– графический, по уравнению (2) с использованием экспериментальных данных.

Численный метод определения расхода в контуре естественной циркуляции сводится к подробной записи членов, входящих в уравнение

.

Как известно, каждый член уравнения зависит от расхода М в контуре (а такие от подводимой мощности и геометрии).

Графический метод несколько проще и сводится к построению гидр. характеристики опускного участка и построению функции S_пол = f (D_у).

Зависимость S_пол = f (D_у) уменьшается с ростом D_у, так как с увеличением D_у уменьшается х, уменьшается и плотность среды в подъемном участке, т.е. уменьшение S_дв.

Зная D_у легко посчитать кратность циркуляции в контуре и паросодержание на выходе . Для обеспечения работы поверхности теплообмена испарителя в условиях развитого пузырькового кипения и предотвращения образования отложений в выходных участках паросодержания на выходе не должно превышать 25  35 %, т.е. k_ц > 3 для ПГ АЭС любых параметров (нижний предел). Значения k_ц > 8 нецелесообразны, так как при этом увеличиваются капитальные затраты

3 < k_ц > 8.