18.Тепловой расчет конденсатора…

Потери теплоты корпусом конденсатора в ре­зультате излучения в окружающую среду вследст­вие низких температур ничтожны. Поэтому можно считать, что практически вся теплота, освобождаю­щаяся при конденсации пара, передается охлаж­дающей воде. Тогда баланс теплоты поверхностно­го конденсатора может быть составлен в виде

Q_K =G_k(h_k-h_k¹)=W(t_2B-t_1B)c_B

где h_к — энтальпия пара, поступающего в конден­сатор, кДж/кг;

h'_к = с_вt_к — энтальпия конденсата, кДж/кг;

с_в = 4,19 кДж/(кг*К) — теплоемкость во­ды;

W—расход охлаждающей воды, кг/с;

t_1в, t_2в —температуры охлаждающей воды на входе в кон­денсатор и выходе из него, °С

Задачей теплового расчета конденсатора являет­ся определение площади поверхности теплопереда­чи, необходимой для достижения заданного давле­ния на выходе из турбины.

При инженерных расчетах требуемая площадь поверхности охлаждения конденсатора F_K опреде­ляется из уравнения теплопередачи между паром и охлаждающей водой:

Q_к= kΔtF_K

где к — средний коэффициент теплопередачи в конденсаторе, Вт/(м * К);

Δt — средняя разность между температурами пара и воды, °С:

Точность теплового расчета конденсатора опре­деляется достоверностью оценки коэффициента те­плопередачи к, зависящего от многих факторов, характеризующих условия работы конденсатора, основными из которых являются: паровая нагрузка конденсатора, скорость движения воды в трубах, температура охлаждающей воды, диаметр трубок, число ходов конденсатора, состояние плотности вакуумной системы, состояние охлаждающей по­верхности и

Наиболее распространенной в настоящее время зависимостью для определения среднего коэффици­ента теплопередачи в конденсаторе является фор­мула Л. Д. Бермана, составленная на основании ис­пытаний промышленных конденсаторов и учиты­вающая взаимосвязь и влияние на коэффициент те­плопередачи различных факторов:

где а — коэффициент чистоты, учитывающий влия­ние загрязнения поверхности

w_B — скорость охлаждающей воды в трубках ;

d₂ — внутрен­ний диаметр трубок, мм;

t_1в — температура охлаж­дающей воды при входе в конденсатор, °С;

Ф_г— коэффициент, учитывающий влияние числа ходов во­ды z в конденсаторе:

Ф_d — коэффициент, учитывающий влияние паро­вой нагрузки конденсатора

48. Особенности влажнопаровых турбин аэс. Мероприятия по повышению их надежности.

На АЭС с турбинами, рабо­тающими на влажном паре, начальные параметры характеризуются давлением р₀ (или температурой t₀) и степенью сухости пара x₀. При использовании слабоперегретого пара под начальными параметра­ми понимают температуру t₀ и давление р₀ пара перед турбиной. Известно, что увеличение начальных парамет­ров заметно повышает экономичность турбинной установки. На рис. 1.32 представлена зависимость термическою КПД цикла сухого насыщенного па­ра, широко применяемого на АЭС, от начальной температуры.

Для турбин насыщенного пара увеличение терми­ческого КПД цикла происходит при повышении на­чальных параметров только до определенных значе­ний- Максимум термического КПД цикла сухого на­сыщенного пара имеет место при начальной темпе­ратуре пара около 350 °С и соответствующем ей на­чальном давлении пара 17 МПа. В настоящее время давление теплоносителя в реакторах не превышает 17 МПа, н поэтому начальное давление пара перед турбиной в основном определяется типом реактора. Для одноконтурных АЭС на выбор начального давления пара перед турбиной оказывает существен­ное влияние интенсивность теплообмена в тепловы­деляющем элементе (тюле) реактора. Наибольшее значение коэффициента теплоотдачи от стенки твэла к кипящей воде соответствует давлению насы­щенного пара 7 МПа. При этом давлении температу­ра оболочки твэла, определяемая температурой ки­пения и коэффициентом теплоотдачи, находится в допустимых пределах. Применение более высоко­го начального давления пара приведет к росту тем­пературы и уменьшению коэффициента теплоотда­чи и заставит использовать более дорогостоящие ма­териалы для изготовления конструкций твэла. По­этому при работе турбины в составе одноконтурной АЭС давление в реакторе выбирают равным 7 МПа.

Для реактора одноконтурной АЭС, генерирую­щего насыщенный пар, кроме выбора давления и влажности важен выбор его активности. Для сниже­ния активности пара после реактора применяют про­мывку и комплексную обработку воды реактора. В простейшей тепловой схеме АЭС двухконтур-ного типа, когда парогенератор не имеет экономай­зера it пароперегревателя, разность температур те­плоносителя на входе в парогенератор и пара на выходе из него составляет 45—60 °С. Поэтому дав­ление воды на выходе из реактора должно быть на 8—11 МПа выше давления пара на входе в турбину, что усложняет конструкцию корпуса реактора и обеспечение его надежности, особенно при больших его размерах. В связи с этим давление пара на входе в турбину двухконтурной АЭС выбирают по пре­дельным значениям давления и температуры, на ко­торые может быть рассчитан корпус реактора. Для двухконтурной АЭС р$ < 6,0 ... 7,3 МПа, а трехконтурной — р₀ < 4,2 ... 7,2 МПа.

Надежность. К турбинам АЭС предъявляются повышенные требования по надежности. Причиной этого является невозможность немедленной оста­новки реактора при аварийной остановке турбины. В связи с этим при проектировании турбин АЭС предусматривают большие запасы прочности, при­меняют более качественные материалы, по возмож­ности используют уже апробированные сопловые и рабочие решетки. Радикальным средством повыше­ния надежности является уменьшение частоты вра­щения, позволяющее снизить напряжения в элемен­тах ротора, увеличить его жесткость, сократить чис­ло цилиндров.

БИЛЕТ 19