Курсовая работа энергооборудование / Курсовая работа ВВЭР 365
.docxМИНИСТЕРСТВО 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,
Cp1 –теплоемкость теплоносителя 1-го контура,
Tвх, Tвых – 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 ΔPтр, местных сопротивлений ΔPм, гидростатической составляющей ΔPгидр и потерь давления из-за ускорения потока теплоносителя ΔPуск:
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 |