Содержание

Содержание 1

Паропроизводящая установка. 2

Условные обозначения 4

Принятые сокращения 6

Задание на курсовой проект. 7

1. Прямоточный парогенератор 8

1.1. Общие положения. 8

1.2. Прямой тепловой расчёт парогенератора 11

1.3. Компоновка проточной части и расчёт скоростей сред 18

1.4. Расчёт теплоотдачи и определение площади поверхности теплообмена 22

1.5. Конструктивное оформление парогенератора 30

2. Тепловой и габаритный расчёт активной зоны реактора 34

2.1. Общие положения. 34

2.2. Проектирование АЗ и ТВС 39

2.2.1. Определение размеров АЗ и ТВС 39

2.2.2. Выбор параметров теплоносителя 42

2.2.3. Разработка схемы ТВС 43

2.2.4. Гидравлическое профилирование активной зоны 43

2.3. Проверка теплотехнической надёжности активной зоны 46

2.3.1. Расчёт максимальной температуры оболочки ТВЭЛ 46

2.3.2. Расчёт максимальной температуры ядерного горючего 51

Таблица 2.7 51

2.3.3. Расчёт запаса по кризису теплообмена 52

3. Расчёт системы компенсации объёма 54

4. Расчёт ионообменного фильтра 55

Список литературы 57

Введение

В нашей стране ведутся большие работы по проектированию и созданию новых, более совершенных судовых ядерных энергетических установок (ЯЭУ) на универсальных грузовых судах. Во многих странах также проводятся интенсивные исследования, направленные на создание эффективных судовых ЯЭУ и атомных транспортных судов. Это объясняется рядом достоинств судовых ЯЭУ, обусловленных высокой энергоёмкостью ядерного топлива, что позволяет иметь установки неограниченной мощности, практически не нуждающиеся в пополнении запасов топлива, обеспечивать любую дальность плавания и открывает большие возможности для увеличения грузоподъёмности и скорости судов.

Развитие стационарной и судовой ядерной энергетики, создание соответствующей промышленной базы делают экономически эффективным использование ЯЭУ на судах транспортного флота. Однако использование ядерной энергии приводит к необходимости решать совершенно новые проблемы, связанные с обеспечением ядерной, радиационной и экологической безопасности атомных судов.

В настоящее время на судах применяют водо-водяные, жидко-металлические, биологические и другие виды реакторов.

Паропроизводящая установка.

Принципиальная тепловая схема ППУ, состоящей из двух идентичных атомных блоков, имеет в своём составе четыре взаимосвязанных контура. В состав I контура входит следующее основное оборудование:

Реактор – водо-водяного типа под давлением, гетерогенный, на тепловых нейтронах. Теплоносителем и замедлителем нейтронов является вода высокой чистоты. К особенностям тепловых и конструктивных характеристик судовых ВВРД следует отнести компактность и относительно малые затраты энергии на прокачку теплоносителя, что объясняется хорошими замедляющими и теплофизическими свойствами воды. Преимуществом этого типа реакторов также следует считать наличие опыта постройки и эксплуатации. Управление работой реактора и регулирование его мощности производятся с помощью СУЗ;

Парогенератор – прямоточного типа, с движением теплоносителя I контура в межтрубном пространстве, РТ – в трубах. В судовой ЯППУв ПГ передаётся тепло от теплоносителя I контура к питательной воде и пару II контура. Поскольку ПГ является связующим звеном I и II контуров, его конструкция должна исключать взаимные перетечки теплоносителя и РТ II контура;

Циркуляционный насос первого контура. Требования к ЦНПК очень высоки, т.к. прекращение подачи теплоносителя в работающий реактор может привести к серьёзной аварии. ЦНПК работает в тяжёлых условиях, т.к. перекачивает радиоактивную воду при высоком давлении и температуре. Электрооборудование ЦНПК выбрано исходя из мощностных и токовых нагрузок при работе насоса на холодной воде. Сумарная мощность ЦНПК на рабочих параметрах теплоносителя составляет примерно 1200кВт.

Кроме основного оборудования в состав I контура входят также компенсатор объёма, фильтр и его холодильник, арматура и коммуникации, соединяющие всё перечисленное оборудование в единый замкнутый герметичный контур.

Второй контур образован парогенератором, турбоагрегатом, конденсатором, конденсатным и питательным насосами, вспомогательным оборудованием, коммуникациями и является основным элементом ПТУ.

Третий контур обеспечивает охлаждение активного оборудования I контура и является промежуточным звеном между охлаждаемым оборудованием и забортной водой. Циркуляция в III контуре осуществляется двумя электронасосами. Напор их должен быть достаточным для преодоления гидросопротивлений в контуре. Насосы подают воду через теплообменный аппарат, прокачиваемый забортной водой, к распределительному коллектору, откуда она направляется к охлаждаемым объектам. Для устранения утечек предусматривается подпиточный бак, который одновременно играет роль компенсатора объёма контура.

Четвёртый контур. Система охлаждения неактивного оборудования имеет целью отбор тепла от воды III контура, а также и от воздухоохладителей электроприводов вспомогательного оборудования. Эта система может использоваться также и для охлаждения воздуха в помещениях ППУ. Оборудование IV контура размещается вне основной биологической защиты, и в качестве рабочей среды в нём используется забортная вода. Система охлаждения представляет собой разомкнутый контур.

Кроме указанных систем в состав ППУ входят:

Система очистки теплоносителя I контура. Предназначена для удаления из воды 1 контура растворённых в ней солей, газов и механических примесей. Температура теплоносителя довольно высока. Для устойчивой работы фильтра необходимо воду I контура охлаждать. Охлаждающая среда – вода III контура. В состав системы очистки каждого блока ППУ входят один холодильник, ИОФ, трубопроводы и арматура.

Система расхолаживания. Предназначена для отвода тепла из активной зоны реактора в условиях дефицита пара и электроэнергии, т.е. после срабатывания аварийной защиты реактора.

Система дренажа. Предназначена для сбора и хранения активной воды.

Система вентиляции. Обеспечивает удаление радиоактивных газов и аэрозолей и поддержание необходимой температуры и влажности, а также некоторого разряжения в помещениях реакторного отсека с целью предотвращения распространения активного воздуха из помещений ППУ в соседние отсеки и помещения.

Система подпитки. Предназначена для компенсации небольших потерь теплоносителя I контура, происходящих в результате отбора проб, или нарушения его герметичности. В состав системы входят два подпиточных электронасоса, подпиточные баки, в которых размещается бидистиллят. Имеется связь со II контуром для восполнения запасов подпиточной воды.