САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Энергомашиностроительный факультет

Кафедра Атомные и тепловые энергетические установки

КУРСОВАЯ РАБОТА

Дисциплина: Парогенераторы и теплооборудование АЭС

Тема: Теплогидравлический расчет парогенератора АЭС

ВЫПОЛНИЛА: Миронова К.Е.

ГРУППА: 4037/1

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: Агафонова Н.Д.

СПб, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Постановка задачи 3

Теплогидравлический расчёт парогенератора АЭС 5

1. Исходные данные 5

2. Тепловой расчёт ПГ 6

3. Компоновка трубного пучка 15

4. Гидравлический расчёт ПГ 19

5. Выбор рационального варианта ПГ 28

6. Расчёт естественной циркуляции 29

7. Расчёт на пониженной нагрузке 39

8. Расчёт на прочность элементов ПГ 44

Вывод 47

Список литературы 48

Приложения 49

Приложение А. Рисунки и графики 49

1. Определение q_расч графическим способом 49

2. Принципиальная схема ПГ рационального варианта 50

3. Сравнительная схема ПГ 51

4. Гидравлическая схема тракта ПГ 52

5. Выбор рационального варианта ПГ 53

6. Определение Кц^ист для пакетов 54

7. Изменение кратности циркуляции по длине ПГ 58

8. Определение q_расч^пн графическим способом 59

9. Выбор t_s при работе на пониженной мощности 61

10. T-Q диаграмма для номинального и пониженного режимов 62

Введение

ПГ АЭС представляет собой единичный теплообменный аппарат или их совокупность. В ПГ осуществляется производство рабочего пара с использованием тепла, отводимого из активной зоны реактора охлаждающей средой, направляемой в поверхности нагрева ПГ. Этот агрегат наряду с ядерным реактором и паровой турбиной относится к основному оборудованию двухконтурной паротурбинной АЭС[3].

Основные характеристики ПГ АЭС: паропроизводительность, параметры пара и температура питательной воды.

Классификация и принцип действия

ПГ состоит из подогревательного (водяной экономайзер), паропроизводящего (испаритель) и перегревательного (пароперегреватель) элементов. Они могут быть совмещены в едином корпусе или же выполняться в виде самостоятельных теплообменников, включенных по охлаждающей реактор и нагреваемой в ПГ среде. Нагреваемая среда называется рабочим телом. Охлаждающая реактор среда называется теплоносителем. Движение рабочего тела в экономайзере и пароперегревателе однократное, принудительное. По способу организации рабочего тела в испарителе ПГ делятся на две группы: с многократной циркуляцией и прямоточные. Испарители с многократной циркуляцией в свою очередь разделяются на испарители с естественной циркуляцией и с многократной принудительной циркуляцией[3].

Прямоточные ПГ характеризуются включением всех элементов в одну последовательную цепь с однократным принудительным движением в них рабочего тела за счет напора, создаваемого питательным насосом[3].

ПГ с естественной циркуляцией характеризуются многократным проходом воды через поверхность нагрева испарителя за счет естественного напора, возникающего из-за разности масс столбов жидкости, проходящей через опускную систему, и пароводяной смеси – через подъемную[3].

ПГ с многократной принудительной циркуляцией также имеют многократное движение воды в замкнутом контуре испарителя, но за счет напора, создаваемого циркуляционным насосом, включенным в опускную систему[3].

По виду первичного теплоносителя ПГ делятся на две группы: с жидкими теплоносителями и с газообразными[3].

В моей работе задан горизонтальный ПГ погружного типа.

Целью моей работы является составление общего и поэлементного теплового баланса, тепловой и гидравлический расчёт ПГ, расчёт естественной циркуляции, расчёт работы при пониженной нагрузке и расчёт на прочность заданных элементов ПГ.

Теплогидравлический расчёт парогенератора аэс

1 Исходные данные

Согласно выданному заданию исходные данные выглядят следующим образом:

Вариант задания - 27;

Тепловая мощность реакторной установки – Q_р = 3000 МВт;

Число ПГ – n = 4;

Вид теплоносителя – вода под давлением ;

Давление в первом контуре – P₁ = 15,4 МПа ;

Температура теплоносителя на входе в ПГ – T_вх = 324 ^oC;

Изменение температуры теплоносителя в ПГ – ΔT = 33 ^oC;

Циркуляция теплоносителя в первом контуре – принудительная;

Тип ПГ – горизонтальный испаритель погружного типа;

Давление во втором контуре – P₂ = 6,6 МПа;

Температура пара на выходе ПГ – t_s ( P2 );

Температура питательной воды – t_пв = 217 ^оC;

Теплоноситель движется в – трубках;

Поперечный размер трубки поверхности нагрева - Ǿ 16 x 1,5;

Материал поверхности нагрева – OX18H10T;

Геометрия трубного пучка – U-образные трубки;

Материал корпуса ПГ + коллектор - 10ГН2МФА +10ГН2МФА;

Потери напора в ПГ по первому контуру – Δp ≤ 0,14 МПа;

Расчёт на пониженной нагрузке выполнить при – Q/Q_ном = 65 %;

Рассчитать на прочность – трубку поверхности нагрева, обечайку корпуса, эллиптическое днище;

Исходный текст задания представлен в приложении.