книги из ГПНТБ / Катковская, К. Я. Надежность работы экранных труб парогенератора с естественной циркуляцией при нестационарных режимах учебное пособие
.pdfco CO
-Q
o
>>
CX
H
≡i
ÖS
rɪ
>>
Q-
S
K
O
H cj
CQ
CO
K
S
CQ
CJ b ≥1
O
S
«
Q-
OJ
CQ
O
Q-
C
QS ≡S t=(
CO
≡
co
Q- i_
O
O
co CO
cj
¿Ц
где |
г — |
теплота парообразования, принимаемая при дав- |
|||
__ |
|
|
лении в барабане при исходной нагрузке, |
ккал/кг', |
|
w0 3" — |
средняя приведенная скорость пара в |
слабообогре- |
|||
W0 |
|
|
ваемой трубе при застое циркуляции, |
M ceκ |
|
|
0∏pzz — средняя приведенная скорость пара в |
||||
|
слабообогре- |
||||
|
|
|
ваемой трубе при опрокидывании |
циркуляции, |
|
|
|
|
м/сек. |
|
|
_ Средняя приведенная скорость пара в трубе при застое
w.θ3zz определяется по номограмме на рис. 3 по величине
среднего истинного паросодержания в слабообогреваемой
трубе φτ.
Средняя приведеннаЯ—Скорость пара в трубе при опро
кидывании циркуляции w0o∏p" определяется по номограмме
на рис. 4 по величине удельного напора опрокидывания,
который принимается равным удельному полезному напору
экрана, т. е.
рэк |
|
(ɪɜ) |
pθ∏P = т πojl÷ ' kz m^ |
||
Λτ |
Aj1Q |
|
где ∕ιτ — полная высота подъемной трубы, м;
A∏o — высота трубы после обогрева, м.
Величина приведенного коэффициента гидравлического
сопротивления, отнесенная к единице высоты трубы, z∕hτ
берется по данным расчета циркуляции в экранном конту
ре при исходной нагрузке.
Из полученных двух значений средних приведенных ско
ростей пара в трубе wθ3" и w0oπp" выбирается наибольшая величина и по ней рассчитывается тепловая нагрузка застоя
Q3 или опрокидывания циркуляции Qonp, а затем определя
ется |
по формуле (6) допустимая скорость подъема давле- |
|
ния |
др |
|
—с— . |
||
i^Γ∏OB |
Допустимая скорость падения давления |
|
Допустимая скорость снижения давления рассчитывает
ся для экранных контуров с наименьшими скоростями воды в опускных трубах и минимальными коэффициентами за
паса по застою и опрокидыванию циркуляции при номи нальной производительности парогенератора.
9
При скорости воды в опускных трубах меньше 0,8 м/сек при снижении давления кипение воды в этих трубах долж но отсутствовать.
Допустимая скорость снижения давления, при которой
парообразование в опускных трубах не будет, определяется
из равенства двух уравнений: количество тепла, которое необходимо сообщить воде в опускных трубах, чтобы до
вести ее температуру до температуры кипения с учетом
изменения давления, |
|
&Роп- |
д) |
’ |
ɪθ |
AQhëî = ¾∏. д T, ʌ'on [(ʃɪon V |
|
||||
-------⅛— . |
—1_ |
ʌtðl ккал/сек, |
(14) |
||
ti⅜π. д |
|
J |
|
|
|
аккумулированное тепло, выделяющееся при падении дав
ления из воды и металла опускных труб, |
~∂p~) × |
AQon-ак — (^m∙oπcm~^ И ʃon ^oπ T |
(15) |
X (jʃ-'ʃ'ɪ .К ккал/сек. |
Решая совместно уравнения (14) и (15), находим вели чину допустимой скорости снижения давления при условии отсутствия кипения воды в опускных трубах
ді'
др \°т- к |
PiOnT |
ДРоП.д) |
др |
IO-4 + ∆z6 |
» am ceκ. |
( 16) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
∂X /сн |
, ,. |
cM |
|
ʌ |
|
ді' |
|
|
||
.0Π |
|
|
∂t |
ip∏ |
|
|
|
|||
|
^оп.дї 'ОП |
др |
alOII,Λ |
др |
|
|
|
|||
hВ уравнениях |
(14)-(16): |
|
|
|
|
|
м; |
ниж |
||
βπ — |
высота опускных труб,мт;. |
е. расстояние от оси |
||||||||
него коллектора экрана до оси барабана, |
|
|
||||||||
Fon — |
|
|
||||||||
∕0∏ — |
длина опускных труб, |
|
|
|
|
|
||||
|
суммарное сечение опускных труб экрана, X; |
при |
||||||||
Ароп-д — гидравлическое |
сопротивление |
опускных труб |
||||||||
|
исходной нагрузке, |
равное полезному напору кон |
||||||||
тура Рпол.д, кг/м2;
Діб — недогрев воды на входе в опускные трубы в бара
бане, ккал/кг-,
Gm.o∏ — вес металла опускных труб, кг;
Шоп-д — скорость воды в опускных трубах при исходной
нагрузке, м/сек.
10
» ⅛
Рис. 4. Номограмма для проверки отсутствия опрокидывания циркуляции
При скоростях воды в опускных трубах больше 0,8 місек
допустимая скорость падения давления рассчитывается из
условия отсутствия застоя и опрокидывания циркуляции
в подъемных трубах экранного контура. Она определяется
Рис. 5. К определению допустимой скорости снижения
давления
графоаналитическим методом: строятся зависимости напо ра застоя, напора опрокидывания и гидравлического сопро тивления опускных труб от скорости изменения давления,
т. е.
Для циркуляционного контура с отводящими трубами сле
дует строить зависимость
∆P0∏-^τoL = ∕(-^-),
POTBПОЛ.Д — полезныйс» напор отводящих труб» при исходной
нагрузке, кг/м2.
Величина допустимой скорости снижения давления прини
мается по точке пересечения, отвечающей наименьшему зна
чению -4^-(рис. 5). ∂τ
Расчеты производятся для 3 — 4 значений скорости изме
нения давления —Первое значение выбирается по рис. 6,
дх
11
где даны приближенные величины допустимой скорости па дения давления в зависимости от скорости воды в опуск
ных трубах для |
нескольких |
давлений. Второе значение |
|
дт |
— берется в |
1,5 — 2 раза |
больше первого, третье — при- |
|
|
|
|
мерно в 4 раза больше первого и т. п. Для принятых вели-
др |
рассчитываются напоры застоя |
Г> |
H |
и опрокидыва |
чин ----- |
|
|||
|
|
P3a |
|
|
ет
ния Po∏ph циркуляции в наименее обогреваемых подъемных
трубах и гидравлическое сопротивление опускных труб
∆poπ∏∙
др , -J-ат/сен
Рис. 6. Приближенная зависимость допустимой скорос ти снижения давления от скорости воды в опускных трубах и давления в парогенераторе
Сопротивление опускных труб при падении давления подсчитывается по уравнению:
^Poa — ^Роп-Л "Ь cPo∏ ʃɪon (Y |
T )» KZ M2, |
(17) |
где φ0∏≈1 — среднее истинное паросодержание в опускных
трубах при падении давления с учетом пара, зах
ватываемого |
водой из барабана при исходной |
||
нагрузке; оно определяется по формуле |
(18) |
||
Здесь β0∏11 — среднее |
ψo∏ |
= c0n ⅛0∏. |
|
объемное паросодержание в |
опуск |
||
ных трубах при снижении давления;
12
c0∏ — коэффициент пропорциональности для вер
тикальных труб с опускным движением па роводяной смеси; выбирается при давлении
|
в |
барабане |
при исходной нагрузке по сле |
||
Р, |
дующей таблице. |
Р> , |
|
||
кг!см1 |
coπ |
Р' , |
coπ |
coπ |
|
KZfCMi |
KifCM1 |
||||
10 |
1,852 |
80 |
1,622 |
150 ' " |
1,170 |
20 |
1,838 |
90 |
1,568 |
160 |
1,161 |
30 |
1,820 |
100 |
1,504 |
170 |
1,136 |
40 |
1,792 |
110 |
1,428 |
180 |
1,125 |
50 |
1,763 |
120 |
1,353 |
190 |
1,110 |
60 |
1,723 |
130 |
1,272 |
200 |
1,090 |
70 |
1,678 |
140 |
1,205 |
опускных |
трубах |
Среднее |
объемное паросодержание в |
||||
при падении давления рассчитывается по формуле
s-=Σ⅛'
где χ0∏lj — среднее весовое паросодержание в опускной тру
бе при падении давления, равное
|
|
|
ΔOπ |
|
ч2г |
|
|
(20) |
|
|
|
|
|
‰π |
|
|
|
||
Xon — |
2ги)Оп.дТ Т)п + |
|
|
||||||
Здесь ΔQ0∏π — тепло, |
расходуемое |
на |
парообразование |
||||||
Aiv — |
в опускных трубах при падении давления, |
||||||||
|
ккал/сек- |
|
|
|
|
|
|
||
|
приращение энтальпии среды за счет пара, |
||||||||
|
захватываемого водой в опускные трубы |
||||||||
|
из |
барабана, |
ккал/кг; |
определяется по |
|||||
|
|
в |
|||||||
|
рис. 7 для принятого |
расчете |
циркуля |
||||||
|
ции |
при |
исходной |
нагрузке |
среднего |
||||
|
истинного |
паросодержания |
в опускных |
||||||
|
трубах φ0∏. |
|
|
|
при |
резком |
|||
Тепло, выделяющееся |
в |
опускных трубах |
|||||||
снижении давления, тратится на подогрев воды до темпера
13
туры кипения и на образование пара. Количество тепла,
идущее на парообразование, находится по разности |
(21) |
||
∆Q"∏ = ΔQoπ.aκ-∆Q"∏4, |
ккалісек, |
||
где ∆Q0∏∙aκ — аккумулированное тепло, |
выделяющееся при |
||
снижении давления из воды и металла опуск |
|||
ных труб; |
|
. ккалісек-, |
(22) |
ΔQ0∏.aκ = (om∙o∏⅛^- + |
|
|
|
|
Рис. 7. Поправка на захват |
пара в опускные трубы |
|
|||||
ΔQon* |
— количество |
в барабане |
|
необходимо сооб |
||||
тепла, |
|
которое |
||||||
|
щить воде в опускных трубах для подогрева ее |
|||||||
|
до температуры кипения, |
ккал/сек', |
определяет |
|||||
|
ся по формуле |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ΔQ0∏ |
==syoπ∙al ^oπ X |
|
|
|
|||
|
X [(ft0∏ I' — Δ∕>0∏.λ) |
10-4 + δ⅛]> ккалісек. |
(23) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
14
Напор застоя циркуляции в подъемной трубе при паде
нии давления рассчитывается по уравнению: |
|
|
; |
|
(24) |
|||||||
|
рз = (ho6 |
φ" + |
hπ0 |
(P") (γ, - γ"),κz∕.w2м. |
|
|||||||
Здесь /гОб — высота обогреваемой части трубы, |
|
|
|
при |
||||||||
hττo |
— высота участка |
трубы |
после обогрева, |
м; |
||||||||
|
отсутствии отводящих труб |
huo |
берется |
до оси |
||||||||
|
барабана; |
истинное |
|
|
|
|
|
|
||||
|
паросодержание . |
застоя |
||||||||||
φ3'1 — среднее |
||||||||||||
|
в трубе, определяемое по номограмме на рис. 3 |
|||||||||||
|
для средней приведенной скорости пара в наи |
|||||||||||
|
менее обогреваемой трубе при падении давле |
|||||||||||
|
ния а>он"; |
паросодержание |
застоя |
|
на |
участке |
||||||
(рзн — истинное |
|
|||||||||||
|
трубы после обогрева, |
определяемое по номо |
||||||||||
|
грамме на рис. |
3,α для конечной |
приведенной |
|||||||||
|
скорости |
пара |
|
в наименее обогреваемой трубе |
||||||||
при снижении давления, т. е. при w0h" = 2 i‰".
Если участок трубы после обогрева составляет не более
15% обогреваемой высоты ее, то расчет производится по полной паросодержащей высоте трубы, т. е.
Р'з - (ho6 + hno) ь (γ' — т") *кг. /м |
(25) |
Средняя приведенная скорость пара в наименее обогре
ваемой трубе при снижении давления подсчитывается по
уравнению: |
®0Н — |
ЭК Лтр Лк H |
|
2 |
’ М!сек- |
пара |
(26) |
||||
Здесь |
Шоэк" — средняя |
приведенная |
скорость |
в эк |
|||||||
|
|
ранем/сек,-, |
рассчитываемая |
для определения |
|||||||
|
|
напора |
застоя |
при |
исходной |
нагрузке, |
|||||
|
Aw0h" — приращение приведенной скорости |
пара |
|||||||||
■ |
|
вследствие снижения давления |
и |
выделе- |
|||||||
|
ния |
аккумулированного |
тепла |
из |
металла |
||||||
|
|
трубы и из рабочей среды |
|
|
(27) |
||||||
|
|
Δ√ori = -t⅛-, |
М/сек, |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
ЧI0 |
|
|
выделяющееся |
в |
наи |
||
где А?о ан ”■ аккумулированное тепло, |
|||||||||||
|
|
менее обогреваемой подъемной трубе |
при па |
||||||||
дении давления, ккал/сек.
15
Количество тепла, которое выделяется в подъемной тру бе при снижении давления и идет на увеличение содержа ния в ней пара, рассчитывается по формуле:
|
|
|
ʌ^o ак — |
|
δ m |
|
|
ʌʧep)^r л |
,ккал/сек. |
|
|
(28) |
|||||||||||
|
|
|
|
( |
⅛ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Δ√ |
В формуле (28): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тепла в |
металле 'на 1 |
|
м |
|||||||||
— изменение |
,количества |
|
|
пог. |
|||||||||||||||||||
m |
длины |
|
трубы |
|
при снижении давления |
на |
1 |
ат, |
|||||||||||||||
|
ккал/ат • м, |
определяемое по выражению |
|
|
|
(29) |
|||||||||||||||||
где gM—вес |
|
δ<7m = S-mcm -—,ккал/ат-м, |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
металла 1 пог. м трубы, кг; величина Δ√m мо |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
жет быть найдена по номограмме на рис. 8; |
|
|
||||||||||||||||||
Л^ср — изменение количества тепла в |
рабочей среде — во |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
де и паре на 1 |
пог. |
м |
длины трубы при снижении |
|||||||||||||||||
|
|
|
давления на |
1 |
ат, |
ккал/ат-м-, |
оно равно |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
ʌ^ep — |
|
|
|
|
|
|
|
|
(30) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ккал/ат- м. |
|
|
||||||||
Здесь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пог. |
|
|
|||||
|
|
, |
—y |
объемы воды и пара на 1 |
м длины |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
трубы после падения |
давления, |
ж3/м; |
||||||||||||||
|
|
|
|
ɛɪ, 82 — коэффициенты, зависящие от |
теплофи |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
зических свойств воды и пара на линии |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
насыщения, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
, |
∂i' |
|
I____ |
£Т |
" |
|
|
дх' |
|
|
|
|
|
|
(31) |
|||
|
|
|
ɛɪ |
== 7 |
ɪ |
|
|
|
|
др |
ккал/ms-am-, |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
------- — , |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
■' |
|
т'— |
т" |
|
∂l∕f |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
rγ' |
|
|
др |
|
+ |
|
др-,ккал/м3-am, |
|
|
(32) |
|||||||
|
|
|
ε2 =—----- |
|
ÔT |
" |
|
γ"— |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
mo |
ʤ' |
|
ÖT" |
T-T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
------ |
, |
—------- изменение |
|
|
|
удельного ¡веса |
ат, |
кг/м3 • ат-, |
||||||||||||||
|
др |
|
|
|
воды и |
пара |
|||||||||||||||||
|
|
др |
|
при изменении давления на 1 |
и |
|
могут |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
значения |
коэффициентов |
ɛɪ |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
быть найдены по рис. |
9. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
16