2.2 Основные конструкционные характеристики пучка теплообменных труб. Массовая скорость рабочего тела

Одним из основных режимных параметров, определяющих интенсивность конвективного теплообмена при течении однофазных сред, является массовая скорость wr , кг/м² с . Для рабочего тела в экономайзерном и испарительном участках ПГ АЭС

wr = (2.15)

где D-паропроизводительность ПГ , кг/с, К_ц –кратность циркуляции, F_мп –площадь проходного сечения межтрубного пространства теплообменного пучка, м².

Для снижения температурных напряжений, возникающих из-за существенного различия температур теплоносителя и рабочего тела, используют либо специальные компенсаторы, либо элементы выполняют самокомпенсирующимися.

Мы имеем вертикальный винтовой змеевиковый трубный пучок с внутренним коллектором. Для данной конструкции теплообменного пучка площадь проходного сечения межтрубного пространства , м²

(2.16)

d_cр-средний диаметр бухты труб межтрубного пространства теплообменной поверхности нагрева, м

d_ср=0.5·(d_1сл+d_mсл) (2.17)

N

Ли

_сл- число слоёв навивки

N_сл=0.5·n_2к (2.18)

S_1сл- шаг между слоями навивки S_1сл=1.5·d_н =1.5·14·10^-3 = 0.021 м

Имеем внутрикорпусной коллектор для ввода поверхности нагрева. Принимаем внутренний диаметр коллектора d =1 м

Для выполнения расчетов берём : расположение отверстий в камере теплоносителя – шахматное; расположение труб в пучке – шахматное; (S₁) =1.5·d_н =1.5·14·10^-3=0.021 м – шаг труб (отверстий) по периметру коллектора в поперечном ряде отверстий, отнесенный к внутренней поверхности коллектора;

Внутренний диаметер камеры теплоносителя:

Число труб поверхности нагрева n рассчитывается по формуле

(2.19)

шт

При известном внутреннем диаметре коллектора и выбранных шагах отверстий в коллекторе под трубы поверхности нагрева можно определить число отверстий (труб) по периметру коллектора в одном поперечном ряде отверстий

(2.20)

шт

С учётом дистанционирующих пластин = n_1k-3 =165-3 =162 шт

Число рядов отверстий вдоль образующей коллектора

парогенератор тепловой труба нагрев

(2.21)

шт

Учитывая то, что чило слоёв навивки трубногопучка должно быть кратно 3, N_сл = 45 шт.

Диаметр первого слоя змеевиков d_1сл, м определится величиной наружного диаметра коллектора d ,м и линейными размерами узлов присоединения труб к раздающей и собирающей камерам коллектора

(2.22)

Наружный диаметр коллектора определтся его внутреним диаметром и толщиной стенки коллектора d ,м

(2.23)

Толщина стенки коллектора принимается d = 0.236 м .Расчет толщины стенки коллектора сделан в прочностном расчете (пункт 3.1).

Итого получаем

d_1сл = (1.102+2·0.2)+2*(0.04+3.5·14·10^-3) = 1.68 м

Диаметр последнего слоя навивки змеевиков при поперечном шаге слоёв S_1сл=1.5·d_н=0.021 м

(2.24)

d_mсл =1.68 + 2·(45-1)·0.021= 3.528 м

Средний диаметр бухты труб межтрубного пространства теплообменной поверхности нагрева

d_cр=0.5·(1.68+3.528) = 2.604 м

Площадь проходного сечения межтрубного пространства из (1.16)

F_мп = м²

И окончательно, массовая скорость рабочего тела в межтрубном пространстве из (1.15)

wr = кг/м² с