2 Расчёт и построение тепловой диаграммы

2.1. Тепловая мощность ПГ; расход теплоносителя; t,Q – диаграмма ПГ.

Для рассчитываемого парогенератора уравнение теплового баланса имеет следующий вид:

,

где Q_ПГ – количество тепла, переданного от теплоносителя рабочему телу в ПГ, МВт; D_тн – расход теплоносителя, кг/с; – соответственно энтальпия на входе в парогенера­тор и на выходе из него, кДж/кг.

Мощность одного парогенератора вычисляется по формуле

,

где n – количество парогенераторов приходящееся на один энергоблок;

η – коэффициент полезного действия реактора.

МВт.

Значения определяются по таблице в [1] и [2]:

t_s = f(p₂) = 285,83 ºС; кДж/кг; 766,25 кДж/кг; 1267,4 кДж/кг; 1488 кДж/кг; 1366,9 кДж/кг.

Из уравнения теплового баланса определяем расход теплоносителя:

кг/с.

Расход пара рассчитывается по формуле

Расход питательной воды можно найти из выражения

кг/с.

Рисунок 1. Т,Q-диаграмма парогенератора

2.2. Выбор материала и диаметра труб теплопередающей поверхности, камер теплоносителя, материала корпуса.

Согласно прототипу принимаем следующие марки стали: для труб теплопередающей поверхности – 12Х18Н9Т; для коллектора теплоносителя – 12Х18Н9Т, плакиро­ванная со стороны, омываемой теплоносителем, сталью 12Х18Н9Т; для элементов кор­пуса – Ст1.

Расчёт ПГ производим с наружным диаметром и толщиной стенки труб мм δ = 1,2 мм.

3 Тепловой расчёт поверхности нагрева

3.1 Расчёт площади теплопередающей поверхности испарительного участка ПГ

Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле

,

где R_отл, R_ок – коэффициенты термического сопротивления отложений и окислов соответственно, .

Для расчёта определяем средние физические параметры теплоносителя при средней температуре от t^'₁ и t^"₁, рассчитываем скорость теплоносителя по формуле и критерий Re.

Определяем значения коэффициентов теплоотдачи для входного и выходного сече­ний по формуле Михеева:

;

Поправочные коэффициенты C_t и C_l в расчёте можно принять равными единице.

Принимаем среднюю длину трубного пучка L = 16 м и среднюю плотность теплового по­тока в сечении q_f=14·10⁴ Вт/м².

Рассчитаем среднее сечение для прохода теплоносителя

м² .

Найдем общее количество труб для прохода теплоносителя в парогенераторе

Площадь живого сечения труб:

м².

кг/м³ [2]; Па*с [2], м/с.

Re определяем по формуле

;

_{где ν=1,173}^.₁₀^-7_{-коэффициент кинематической вязкости, определяется согласно рекомендациям [1, стр.325].}

_{Nu- критерий Нуссельта, определяется по формуле Михеева [1,с.103].}

C_l в расчёте можно принять равными единице и C_t - поправочные коэффициенты на изменение теплофизических свойств среды при изменении температуры теплоносителя вблизи стенки трубы [1,с.103]

где Pr_ст- число Прантля определяется согласно рекомендациям при средней температуре стенки [1,с.106]

_,

=0,93775

;

;

где Вт/(м·К) [2];

(м²*К)./Вт;

,

где λ_ст^тр =18,6 Вт/(м·К);

(м²·К)./Вт;

Принимаем R_отл=3·10^-5 и R_ок=0,1·10^-5_.

Находим коэффициент теплопередачи k

Находим расчетный средний тепловой поток

,

где Δt-средний температурный напор;

t_б = 325 – 285,83 = 39,17 ºС;

t_м = 305 – 285,83 = 19,17 ºС.

⁰С

Вт/м².

Проверка по тепловому потоку

.

Отсюда среднее сечение для прохода теплоносителя и средняя длина трубного пучка бу­дут равны

м² ;

м.