6 Гидравлический расчёт
Гидравлический расчёт контура с принудительным движением среды проводится с целью определения гидродинамических сопротивлений движению теплоносителя и затрат мощности на преодоление их.
Гидравлическое сопротивление контура теплоносителя складывается из сопротивления подводящего трубопровода, сопротивления отводящего трубопровода и сопротивления U-образного трубного пучка.
В свою очередь все сопротивления делятся на мастные и потери на трения.
Потери давления от трения вычисляются по формуле
,
Па.
Потери давления от местных сопротивлений вычисляются по формуле
,
Па,
где λ и ξм – коэффициент трения и коэффициент местного сопротивления, соответственно; ρ – плотность теплоносителя, кг/м3; ω – скорость теплоносителя, м/с, dк – диаметр канала, м, L – длина канала, м.
6.1 Расчет гидравлического сопротивлений подводящего и отводящего трубопроводов.
Гидравлические потери на данном участке
Местные сопротивления включают в себя:
– четыре
поворота на 90º,
;
– две
дроссельные заслонки,
;
– вход
в раздающую камеру,
;
– выход
из собирающей камеры,
.
Плотность теплоносителя
ρ = 689,66 кг/м3.
Скорость теплоносителя в трубопроводе
Коэффициент трения на участке
Суммарная длина трубопроводов
L = 50 м.
Потери на преодоление трения
Потери напора на преодоление местных сопротивлений
Суммарные гидравлические потери на данном участке
6.2 Расчет гидравлического сопротивления внутрипарогенераторного тракта.
Данное сопротивление складывается из следующих местных потерь:
– вход в теплообменные трубки , ξ1 = 0,5;
– поворот потока на 180º, ξ2 = 0,5;
– выход из теплообменных трубок, ξ2 = 1;
и потерь напора на преодоление трения.
Скорость теплоносителя в трубках
Коэффициент трения на участке
Средняя длина трубок
L = 16 м.
Потери на преодоление трения
Потери напора на преодоление местных сопротивлений
Суммарные гидравлические потери на данном участке
Суммарное гидравлическое сопротивление контура теплоносителя
В связи полученным падением давления рассчитаем мощность главного циркуляционного насоса.
КПД
насоса
.
Расход
теплоносителя
кг/с.
Плотность
теплоносителя
кг/м3.
Тогда мощность циркуляционного насоса подсчитывается по формуле
7 Расчёт водного режима
Так как второй контур АЭС с реактором типа ВВЭР имеет БОУ со 100 %-ой конденсатоочисткой, то расчет водного режима ведем только при наличии примесей хлорида-иона.
Расход продувочной воды при наличии БОУ:
где
,
-
содержание примесей в воде ПГ и в воде
после продувки, мкг/кг;
-
содержание примесей в конденсате после
БОУ.
Принимаем концентрацию хлорида-иона в конденсате после конденсатоочистки равной 2-5 мкг/кг; концентрацию хлорида-иона в воде ПГ – 25 мкг/кг; после продувки – 225 мкг/кг.
р = 2/(225 – 25) = 0,01.
8 Расчёт тепловой изоляции
Изоляция необходима как средство, обеспечивающее нормальную температуру воздуха в рабочих помещениях или предохраняющее обслуживающий персонал от ожогов. Температура на поверхности изоляции tк принимается в закрытых рабочих помещениях равной 45 ºС. Расчётная температура стенки принимаем tст = ts(р2) = 276 ºС.
Определяем значение коэффициента теплоотдачи от поверхности изоляции в окружающую среду как
αн = 8,4 + 0,06·(45 – 25) = 9,6 ккал/(ч·м2·˚С).
В качестве изоляционного слоя выбираем минераловатные плиты на синтетической связке, полужёсткие марки 100.
Коэффициент теплопроводности изоляционного слоя определяем по средней температуре слоя изоляции
tcр = (tст + tк)/2 = (276 + 45)/2 = 160,5 ºС;
λиз = 0,038 + 0,00018 · tср = 0,038 + 0,00018 · 160,5 = 0,0634 ккал/(ч·м·ºС).
Для цилиндрической поверхности толщину изоляции определяем по формуле
,
м
Для нахождения dк для цилиндрической поверхности пользуемся формулой
.
Решаем левую и правую части выражения отдельно и получаем:
dк = 6,423м.
Толщина изоляции тогда определяется как
,
м.