Содержание
Введение 3
1. Конструктивный расчет парогенератора 4
2. Гидравлический расчет 10
3. Поверочный расчет парогенератора на мощности 70% 13
4. Поверочный расчет парогенератора в аварийном режиме с давлением на выходе 1 МПа 18
Заключение 21
Введение
Когда АЭС гудит, как сонный лев,
И тихо засыпает АТОМ-город,
Свою работу выполняет ПГВ
И в дом наш не проникнет холод.
Ядерный энергетический реактор ВВЭР-1000 является самым распространенным среди реакторов типа ВВЭР. АЭС с реактором ВВЭР – двухконтурные с водным теплоносителем. В первом контуре происходит нагрев воды в реакторе под давлением 15,7 МПа с температуры 300 °С до температуры 330 °С. После этого нагретая вода поступает в парогенератор, в котором отдает часть теплоты нагреваемому теплоносителю – питательной воде, которая превращается в насыщенный пар. При этом греющий и нагреваемый теплоносители не контактируют непосредственно между собой. Это способствует удержанию радиоактивности в первом контуре, второй контур фактически остается чистым.
Парогенератор предназначен для передачи энергии, произведенной в активной зоне реактора, во второй контур. В реакторных установках с ВВЭР-1000 используются парогенераторы ПГВ-1000, горизонтальные, с трубчатой поверхностью теплообмена. Теплоноситель первого контура проходит через теплопередающие трубки внутри корпуса парогенератора, нагревая воду второго контура. Кипящая вода второго контура преобразуется в пар и через сборные паропроводы поступает к турбине. Пар вырабатывается насыщенный, с температурой 280°C, давлением 6,5 МПа и влажностью 0,2% при температуре питательной воды 225 °C. Тепловая мощность каждого парогенератора – 750 МВт.
В данном курсовом проекте рассчитывается горизонтальный парогенератор с параметрами, близкими к параметрам ПГВ-1000. Цель проекта – определить площадь теплообменной поверхности, рассчитать гидравлические потери и выполнить поверку на неноминальных режимах работы.
Конструктивный расчет парогенератора
Ели скучно стало ночью,
И не знаешь, чем подругу занять,
Одно занятие есть точно:
Предложи ей ПГ посчитать!
Конструктивный расчет служит для определения площади поверхности теплообмена парогенератора. При расчете температуры греющего теплоносителя равны 330 °С на входе и 300 °С на выходе, нагреваемого теплоносителя — 280°С на входе и на выходе. Температура питательной воды — 225 °С. Тепловая мощность парогенератора — 750 МВт. Расчет будем производить в табличной форме.
Конструктивный расчет парогенератора представлен в таблице 1.
Таблица 1 – Конструктивный расчет парогенератора
Наименование размера |
Источник формулы |
Величина |
Температура
греющего теплоносителя на входе
|
задание по курсовому проекту |
|
Температура
греющего теплоносителя на выходе
|
задание по курсовому проекту |
|
Температура
нагреваемого теплоносителя на входе
|
задана по ТЗ |
|
Температура
нагреваемого теплоносителя на выходе
|
задана по ТЗ |
|
Температура
питательной воды
|
задана по ТЗ |
|
Коэффициент
теплопроводности металла теплообменных
трубок
|
задание по курсовому проекту |
|
Давление
насыщенного пара во втором контуре
|
задание по курсовому проекту |
|
Толщина
стенки теплообменной трубки
|
задание по курсовому проекту |
|
Наружный
диаметр теплообменной трубки
|
задание по курсовому проекту |
|
Продолжение 1 таблицы 1
Наименование размера |
Источник формулы |
Величина |
Внутренний
диаметр теплообменной трубки
|
по
конспекту:
|
|
Тепловая
мощность парогенератора
|
задана по ТЗ |
|
Энтальпия
греющего теплоносителя на входе
|
по таблице для |
|
Энтальпия
греющего теплоносителя на выходе
|
по таблице для |
|
Расход
воды в первом контуре
|
по
конспекту:
|
|
Разделим теплообменную поверхность на две равные части с передачей тепловой мощности на каждой из них Q/2. Произведем расчет первого участка парогенератора. |
||
Температура
греющего теплоносителя на входе
|
задание по курсовому проекту |
|
Температура
греющего теплоносителя на выходе
|
задана по ТЗ |
|
Тепловая
мощность половины парогенератора
|
по
конспекту:
|
|
Больший
температурный перепад
|
по
конспекту:
|
|
Меньший
температурный перепад
|
по
конспекту:
|
|
Среднелогарифмическая
разность температур
|
по
конспекту:
|
|
Скорость
греющего теплоносителя
|
по конспекту |
|
Определяющая
средняя температура греющего
теплоносителя
|
по
конспекту:
|
|
Продолжение 2 таблицы 1
Наименование размера |
Источник формулы |
Величина |
Кинематический
коэффициент вязкости
|
по таблице для |
|
Коэффициент
теплопроводности
|
по таблице для |
|
Число
Прандтля
|
по таблице для |
|
Число
Рейнольдса
|
|
|
Число
Нуссельта
|
|
|
Коэффициент
теплоотдачи при конвективном теплообмене
|
|
|
С помощью метода простой итерации мы сможем определить плотность теплового потока с достаточной степенью точности. Произведя ряд итераций, получим результаты: |
||
Принимаемая
плотность теплового потока
|
задаемся с последующим уточнением |
|
Коэффициент
теплоотдачи при кипении
|
по
конспекту:
|
|
Коэффициент
теплопередачи
|
по
конспекту:
|
|
Расчетная
плотность теплового потока
|
по
конспекту:
|
|
Расчетная
площадь поверхности теплообмена
|
по
конспекту:
|
|
Площадь
поверхности теплообмена с учетом
запаса 15%
|
по
конспекту:
|
|
Рассчитаем площадь теплообмена второго участка парогенератора. |
||
Продолжение 3 таблицы 1
Наименование размера |
Источник формулы |
Величина |
Температура
греющего теплоносителя на входе
|
задана по ТЗ |
|
Температура
греющего теплоносителя на выходе
|
задание по курсовому проекту |
|
Температура
нагреваемого теплоносителя на входе
|
задана по ТЗ |
|
Температура
нагреваемого теплоносителя на выходе
|
задана по ТЗ |
|
Тепловая
мощность половины парогенератора
|
по
конспекту:
|
|
Больший температурный перепад |
по
конспекту:
|
|
Меньший температурный перепад |
по
конспекту:
|
|
Среднелогарифмическая разность температур |
по конспекту: |
|
Скорость
греющего теплоносителя
|
по конспекту |
|
Определяющая средняя температура греющего теплоносителя |
по
конспекту:
|
|
Кинематический
коэффициент вязкости
|
по таблице для |
|
Коэффициент теплопроводности |
по таблице для |
|
Число Прандтля |
по таблице для |
|
Число Рейнольдса |
|
|
Число Нуссельта |
|
|
Продолжение 4 таблицы 1
Наименование размера |
Источник формулы |
Величина |
Коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене |
|
|
С помощью метода простой итерации мы сможем определить плотность теплового потока с достаточной степенью точности. Произведя ряд итераций, получим результаты: |
||
Принимаемая плотность теплового потока |
задаемся с последующим уточнением |
|
Коэффициент теплоотдачи при кипении |
по конспекту: |
|
Коэффициент теплопередачи |
по конспекту: |
|
Расчетная
плотность теплового потока
|
по
конспекту:
|
|
Расчетная
площадь поверхности теплообмена |
по
конспекту:
|
|
Площадь
поверхности теплообмена с учетом
запаса 15%
|
по
конспекту: |
|
Суммарная
площадь поверхности теплообмена
парогенератора
|
по
конспекту: |
|
Таким образом, суммарная площадь парогенератора равна 3408,8м2.