Курсовая работа энергооборудование / Курсовая работа ВВЭР 365

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ

КАФЕДРА ТЕПЛОФИЗИКИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: «Расчет парогенератора АЭС (ВВЭР-365)»

По дисциплине «Энергооборудование ЯЭУ»

Выполнил:

Студент группы

Принял преподаватель:

Поздеева Ирина Геннадьевна

Москва

2021 год.

Реактор ВВЭР-365

Турбина К-75-30/3000

Расчет КПД

Название точки	Температура T,	Давление P, Мпа	Энтропия S, Дж/(кг*К)	Энтальпия h, Кдж/кг	Степень сухости
a	40	7.33E-03	570.43	166.91
b	234	3	2645.6	1008.4
c	234	3	6185.8	2803.3
d	142.7	0.38835	6185.8	2437.6	0,86
e	142.7	0.38835	6905.3	2736.7
g	142.7	0.38835	1765.7	600.15
f	199	0.38835	7181.9	2859.2
k	40	7.33E-03	7182.2	2236.4	0,86
h	195	3	2279.6	829.94

Построение T-Q диаграммы

Тепловая мощность реактора:

Мощность парогенератора (8 парогенераторов):

Количество тепла, отданное теплоносителем 1-го контура:

где G₁ – расход теплоносителя 1-го контура,

C_p1 –теплоемкость теплоносителя 1-го контура,

T_вх, T_вых – температура входа и выхода теплоносителя 1-го контура.

Для второго контура:

1) Экономайзерный

2) Испарительный

Определение скоростей движения теплоносителя и рабочего тела

и их проходных сечений.

Наружный диаметр труб: . Внутри труб течет вода 1-го контура, а снаружи их омывает вода 2-го контура.

Материал труб: сталь 08Х18Н10Т.

Характеристики:

Расчетное давление, действующее на стенку трубы:

Расчетная толщина стенок:

– прибавка к расчетной толщине.

– прибавка на отрицательный допуск.

.

По ГОСТ 8734-75 ближайшая большая рассчитанной толщина стенки при наружном диаметре 16мм:

Внутренний диаметр труб:

Площадь проходного сечения:

Количество труб в парогенераторе:

Число труб, расположенных на диаметре кожуха:

Внутренний диаметр кожуха:

Выберем внутренний диаметр коллектора

Выбираем шахматное расположение отверстий в камерах коллектора для присоединения труб теплопередающей поверхности. Шаг по внутренней окружности камеры коллектора расположения отверстий:

Число отверстий в поперечном ряду:

Число рядов:

Высота коллектора:

Окончательное значение количества труб:

Уточнение скорости потока воды первого контура внутри труб:

Определение значений коэффициентов теплоотдачи и поверхности теплообмена

Площадь поверхности теплообмена:

Здесь – мощность парогенератора, Δ𝑇 – разность температур (тепловой напор) между первым и вторым контуром, k – коэффициент теплопередачи, и – коэффициенты теплоотдачи соответственно для первого и второго контуров, 𝛿 – толщина стенки, а – её теплопроводность.

Коэффициенты теплоотдачи зависят от скоростей течения и агрегатного состояния вещества.

Для определения среднего по длине трубы коэффициента теплоотдачи к однофазному потоку (в первом контуре) применим соотношение Диттуса-Болтера:

Nu – число Нуссельта

Re – число Рейнольдса

Pr – число Прандтля

– поправка на неизотермичность, где n=0.11 при нагревании жидкости, – коэффициент динамической вязкости теплоносителя при температурах жидкости и стенки.

В первом контуре происходит течение в трубах:

Параметры воды при

Теплопроводность:

Динамическая вязкость:

Кинематическая вязкость:

Число Прандтля:

При находим :

Во втором контуре происходит кипение в большом объеме. Будем определять коэффициент теплоотдачи по эмпирической формуле:

Получается система:

Для данного диапазона температур

Решая систему методом итераций получим:

№ итерации
1		328568	40255.7
2	40255.75	255419.34	33749.54
3	33749.54	244908.33	32771.23
4	32771.23	243060.80	32597.98
5	32597.98	242725.09	32566.46
6	32566.46	242663.72	32560.69
7	32560.69	242652.49	32559.64
8	32559.64	242650.43	32559.45

Рассчитаем коэффициент k:

Определим площадь поверхности теплообмена:

Длина труб парогенератора, необходимая для передачи нужного количества теплоты:

Расчет гидравлических сопротивлений и мощностей на прокачку

Мощность на прокачку определяется главным образом потерями давления в теплообменнике

– Мощность на прокачку теплоносителя

– потери давления в теплообменнике

- Среднее значение плотности в теплообменнике

– КПД циркулятора (насоса)

Общая потеря давления равна сумме потерь давления на трение ΔP_тр, местных сопротивлений ΔP_м, гидростатической составляющей ΔP_гидр и потерь давления из-за ускорения потока теплоносителя ΔP_уск:

Рассчитаем потери давления для первого контура (течение внутри труб, <T> =262.5 ).

, следовательно, ,

Потери давления на местных сопротивлениях:

Потери давления за счет гидростатического напора при течении в каналах однофазной среды:

Потери давления на ускорение:

Рассчитаем потери давления для второго контура (Омывание труб, <T> = 234 )

Все слагаемые, кроме малы, поэтому рассчитаем

В итоге посчитаем мощность на прокачку:

Определение КПД нетто

i – количество секций в одном парогенераторе

j – количество парогенераторов на станции

Прочностной расчет элементов парогенератора

Выпуклое днище

Минимальная толщина днища должна быть не менее:

– прибавка к расчетной толщине.

– прибавка на отрицательный допуск.

.

Толщина стенки коллектора

– прибавка к расчетной толщине.

– прибавка на отрицательный допуск.

.

Кожух

Расчетная толщина стенок:

– прибавка к расчетной толщине.

– прибавка на отрицательный допуск.

.

Заключение

В данном курсовом проекте был выполнен расчет основных характеристик парогенератора АЭС с реактором ВВЭР-365. Расчет был проведен для турбины К-75-30/3000. Результаты расчета представлены ниже.

Характеристика				Значение
Электрическая мощность реактора, МВт				365
КПД-брутто, %				29.41
Тепловая мощность реактора, МВт				1241
Тепловая мощность ПГ, МВт				155
Количество ПГ, шт				8
Паропроизводительность, кг/с				78.6
Параметры пара			Давление, МПа		2.84
			Температура, ⁰С		234
Параметры теплоносителя			Давление, МПа		10.3
			Температура на входе, ⁰С		250
			Температура на выходе, ⁰С		275
Средняя скорость теплоносителя, м/с				2.03
Коэффициент теплопередачи, Вт/м2×К				8514
Площадь теплопередающей поверхности, м2				639
Средняя длина труб ПГ, м				2.75
Диаметр и толщина труб, мм				16×0.5
Число труб, шт				4623
Коллектор теплоносителя		Внутренний диаметр коллектора, мм			700
		Высота коллектора, м			1,072
		Толщина стенки коллектора, мм			40.1
Кожух ПГ	Внутренний диаметр, мм			2060
	Толщина стенки, мм			21.9
Выпуклое днище	Толщина, мм			19.54
КПД-нетто, %				29.35