Расчет парогенератора ПГВ-1000

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1. Основные характеристики и конструкция парогенератора ПГВ-1000

Парогенератор ПГВ-1000 - однокорпусный горизонтальный теплообменник с погружной поверхностью теплообмена, состоящий из горизонтально расположенных труб, со встроенными паросепарационными устройствами, системой раздачи аварийной питательной воды.

Корпус ПГ - горизонтальный цилиндрический сосуд, торцы которого с двух сторон закрыты эллиптическими днищами. Материал корпуса - легированная конструкционная сталь 10ГН2МФА.

Длина корпуса 13840мм, внутренний диаметр 4000мм, толщина стенок в средней части корпуса 145мм, на концевых участках 105мм, толщина стенок днища 120мм.

Коллекторы теплоносителя первого контура предназначены для раздачи теплоносителя первого контура в теплообменные трубы ПГ. ”Горячий“ и “холодный“ коллекторы имеют одинаковое устройство.

Коллектор состоит из двух камер: верхней - конической и нижней - цилиндрической с внутренним диаметром 834мм и толщиной стенок 171мм. Коллекторы выполнены из легированной конструкционной стали 10ГН2МФА. Внутренняя поверхность коллекторов, включая крышки фланцевых разъемов, плакированы антикоррозионной наплавкой: 1 слой - 340-8; 2 слой - ЭА 899/216.

Каждый коллектор имеет: переходное кольцо Ду - 850, для соединения с главным циркуляционными трубопроводами, штуцер Ду-20, предназначенный для непрерывной и периодической продувки, два штуцера Ду-10 - воздушник и штуцер контроля плотности фланцевого соединения первого контура.

В верхней части коллекторы первого контура имеют фланцевый разъем Ду-500, снабженный плоской, при снятии которой, возможен доступ внутрь коллектора. Уплотнение каждого фланцевого соединения осуществляется с помощью двух никелевых прокладок, герметичность уплотнений контролируется с помощью измерения давления в междупрокладочном пространстве (МПП) фланцевых разъемов, образованном двумя прокладками. Перетечка сред из одного контура в другой не допускается. Герметичность фланцевых соединений ПГ контролируется как в процессе разогрева, так и в процессе эксплуатации на отсутствие течей в контролируемых полостях.

Поверхность теплообмена ПГ выполнена из 11000 змеевиков, изготовленных из труб 16*1,5 из аустенитной нержавеющей стали 08Х18Н10Т. Змеевики скомпонованы в два U-образных пучка, имеющих по три вертикальных коридора, для обеспечения устойчивой гидродинамики циркулирующей котловой воды. Трубки в пучках размещены в шахматном порядке с шагом по высоте S₁=19мм, по ширине S₂=23мм. Концы змеевиков заделываются в стенки коллекторов теплоносителя путем обварки их торцов с антикоррозионным покрытием внутренних полостей аргонно-дуговой сваркой с последующей вальцовкой на всю глубину заделки в коллектор методом взрыва. Змеевики дистанционируются в трубном пучке волнистыми и плоскими пластинами из стали 08Х18Н10Т, которые в свою очередь закрепляются в опорных конструкциях, расположенных в корпусе ПГ.

В паровом пространстве ПГ установлен жалюзийный сепаратор, состоящий из набора пакетов жалюзей. Конструкция пакета включает в себя установленный за жалюзями паровой дырчатый лист. Пакеты располагаются под углом 26^o к вертикали в паровом объеме ПГ на высоте около 750мм от погружного дырчатого листа. Жалюзи волнообразного профиля выполнены из стали 08Х18Н10Т.

Подвод питательной воды осуществляется через патрубок, расположенный в верхней части корпуса ПГ. К патрубкам питательной воды через проставки с трубой присоединен коллектор Ду-400, расположенный в паровом объеме ПГ, разветвляющийся на две раздающие трубы Ду-250, расположенные над погружным дырчатым листом. Питательная вода подается на “горячую” часть теплообменного пучка под дырчатый лист через 16 раздающих коллекторов Ду-80, соединенных раздающими трубами и имеющих по длине 38 трубок Ду-25 для выхода питательной воды. Материал системы подвода и раздачи питательной воды - сталь марки Ст20. Подвод питательной воды в аварийных режимах при работе на мощности меньшей 7% от номинальной осуществляется через патрубок расположенный на днище. К патрубку присоединен коллектор Ду-100 с раздающими трубами Ду-20. Материал патрубка - сталь 08Х18Н10Т.

Для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения в водяном объеме ПГ установлен погружной дырчатый лист, который представляет собой набор листов с отверстиями диаметром 13мм на металлической раме. Живое сечение дырчатого листа для прохода пара составляет около 8%.

Пароотводящая система включает в себя 10 патрубков Ду - 350 из стали 22К. Патрубки с помощью переходников из стали 20 соединены в общий паровой коллектор Ду - 600 из стали 16ГС.

2. Теплотехнические характеристики парогенератора в номинальном режиме

№	Наименование показателей	Величина
1	Тепловая мощность, МВт	750
2	Паропроизводительность, кг/с (т/ч)	408.05 (1470)
3	Давление генерируемого пара (абсолютное), МПа	6.27
4	Температура генерируемого пара, оС	278.5
5	Температура питательной воды, оС	220
6	Температура теплоносителя, оС - на входе - на выходе	320 289
7	Расход теплоносителя при работе на четырёх петлях,м3/ч	21200
8	Давление теплоносителя на входе(абсолютное), МПа	15.7
9	Сопротивление ПГ по 1-му контуру при расходе теплоносителя 10000 м3/ч, МПа	0.119
10	Сопротивление ПГ по 2-му контуру при паропроизводительности 10000 м3/ч, МПа	0.105
11	Влажность пара на выходе из ПГ, %	0.2
12	Величина непрерывной продувки по 2-му контуру от номинальной паропроизводительности, %	0.5
13	Скорость выхода пара из зеркала (средняя), м/с	0.382
14	Расчетное рабочее давление, МПа - по 1-му контуру - по 2-му контуру	17.64 7.84
15	Расчетная температура, оС - по 1-му контуру - по 2-му контуру	350 300
16	Давление гидроиспытаний, МПа (кгс/см2) - по 1-му контуру - по 2-му контуру	24.5 (250) 10.78 (110)

3. Тепловой расчет

Исходные данные

Паропроизводительность ;

Параметры теплоносителя:, , ;

Параметры пара: , ;

Температура питательной воды

Кратность циркуляции -

Принципиальная тепловая схема парогенератора

Рисунок 1 - Тепловая схема ПГ с водным теплоносителем



В выбранной конструкционной системе ПГ, питательная вода подается на ”горячую“ часть теплообменного пучка под дырчатый лист, где происходит частичная конденсация пара и подогрев питательной воды до температуры воды контура естественной циркуляции. Далее питательная вода попадает в опускной участок контура естественной циркуляции ПГ, где смешивается с водой, отсепарированной в жалюзийном сепараторе, поступает в межтрубное пространство теплопередающей поверхности, нагревается до температуры насыщения и испаряется на испарительном участке. Пароводяная смесь поступает в жалюзийный сепаратор, пройдя погружной дырчатый лист, где происходит отделение воды от пара. Влажность пара на выходе из ПГ равна 0,2%.

Тепловая мощность парогенератора. Расход теплоносителя. Т-Q диаграмма

Для рассчитываемого ПГ уравнение теплового баланса имеет следующий вид:

где - тепловая мощность на экономайзерном участке;

- тепловая мощность на испарительном участке;

- расход питательной воды с учетом продувки;

- КПД парогенератора;

- энтальпия пара на линий насыщения ();

- энтальпия питательной воды ( и );

r=1544.2 кДж/кг - скрытая теплота парообразования;

- энтальпия на входе теплоносителя ( и );

- энтальпия на выходе теплоносителя ( и )

Тепловая мощность ПГ:

Тепловая мощность экономайзерной части ПГ:

Тепловая мощность испарительной части ПГ

Расход теплоносителя

Определяем энтальпию теплоносителя на выходе из испарительной части ПГ:

которой соответствует температура

( и )

Определяем энтальпию рабочего тела при смешении с котловой водой

Энтальпия воды контура естественной циркуляции:



которой соответствует температура

( и )

Рисунок 2 - t-Q диаграмма ПГ

4. Выбор материалов основных элементов ПГ

Выбираем следующие марки стали:

· для труб теплопередающей поверхности - Х18Н10Т;

· для коллектора теплоносителя - 10ГН2МФА, плакированная со стороны, омываемой теплоносителем, сталью Х18Н10Т;

· для элементов корпуса 10ГН2МФА

Расчет толщины стенок труб теплопередающей поверхности, горячего и холодного коллекторов теплоносителя

Толщина стенки труб теплопередающей поверхности рассчитывается по формуле:



где - расчетное давление, МПа;

- внешний диаметр, мм. Принимаем

- минимальный коэффициент прочности труб;

C - допуск увеличения к расчетной толщине, мм;

- допустимое напряжение, МПа.

Расчетное давление находим по формуле:

Для расчета номинально допустимого напряжения необходимо знать температуру стенки трубы в входном (по теплоносителю) сечении. Точное значение можно определить по формуле:

где - коэффициент теплопередачи, ;

- коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенки трубы, ;

- коэффициент теплоотдачи от стенки к рабочему телу на входном (по т/н) участке трубы, .

В первом приближении можно принять ; . Тогда

При для стали Х18Н10Т . Коэффициент прочности труб .

Где

Прибавка к толщине на минусовой допуск:

Прибавка к истончению стенки за счет коррозии .

Прибавка на технологию .

Прибавка на уплотнение изогнутой части трубы

Для расчета примем овальность труб и толщину стенки .

Прибавка к расчетной толщине:

Уточняем толщину стенки трубки:



Ближайшая большая толщина стенки по ГОСТу на трубы со стали Х18Н10Т равняется 1.8мм. Ее и примем как толщину стенки труб теплопередающей поверхности . Тогда внутренний диаметр трубки:

Площадь живого сечения трубы:

Толщина стенки входной и выходной камеры коллектора рассчитывается по формуле:

где - внутренний диаметр;

- коэффициент прочности камер;

С=1 - допуск увеличения к расчетной толщине.

Расчетная температура стенки камер . При этой температуре для стали 10ГН2МФА . В соответствии с рекомендациями выбираем шахматное расположение отверстий в перфорированной части коллектора: продольный шаг расположения отверстий ; поперечный шаг по окружности внутренней поверхности .

Для расчета толщины стенки перфорированной части коллектора рассчитываем коэффициент прочности перфорированной части коллектора.

· для продольного ряда:

Где

· для поперечного ряда:

· для диагонального ряда:

Для расчета принимаем меньшее значение коэффициента прочности

Толщина стенки коллектора будет равна:

Принимаем . Наружный диаметр коллектора равен:

Толщина стенки конусной части коллектора:



где - угол конусности.

Принимаем толщину стенки конусной части коллектора теплоносителя .

5. Расчет площади теплопередающей поверхности и длинны труб испарительного участка ПГ

Таблица 1

Число труб теплопередающей поверхности

Наименование величины	Обозначение и расчетная формула	Вариант
		1	2	3
Скорость т/н на входе в трубы, м/с		4.5	5.5	6.5
Удельный объем т/н при P1 и t1, м3/кг		1.5424
Расчетное число труб теплопередающей поверхности		15430.333	12624.818	10682.538

Расчет коэффициента теплопередачи на входе в испарительный участок

Таблица 2

Физические параметры теплоносителя во входном сечении

Физические параметры теплоносителя при
Величина	Ед. изм.	Вариант
		1	2	3
Удельный объем	м3/кг	1.5424
Динамическая вязкость	Па/с	7.5684
Коэф. теплопроводности		0.4915
Критерий Прандтля Pr	--	1.0532
Число Рейнольдса Re	--	400908.034	489998.708	579089.383
Коэффициент теплоотдачи		30819.455	36186.376	41360.485
Термическое сопротивление

Число Рейнольдса рассчитывается по формуле:

Коэффициент теплоотдачи будет равен:

Температура стенки принимается ориентировочно равной:

Коэффициент теплопроводности стали Х18Н10Т при ;

Термическое сопротивление стенки трубы и оксидных пленок:

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к кипящей воде рассчитывается методом последовательных приближений. Как первое значение удельного теплового потока принята величина:

Рассчитываем по формуле:



Коэффициент теплопередачи будет равен:

Удельный тепловой поток рассчитывается по формуле:

Таблица 3

Расчет коэффициента теплоотдачи

Величина	Обознач.	Вариант	Ед. изм.
		1	2	3
Удельный тепловой поток		387053.273	402954.855	415209.0876
Коэффициент теплоотдачи		67036.501	68952.703	70413.935
Коэффициент теплопередачи		7306.508	7596.625	7819.868
Удельный тепловой поток		344867.183	358560.700	369097.758
Проверка отношений		1.122	1.124	1.125	--
Если не входит в диапазон от 0.95 до 1.05, повторяем расчет, принимая
Удельный тепловой поток		344867.183	358560.700	369097.758
Коэффициент теплоотдачи		61834.112	63542.705	64844.150
Коэффициент теплопередачи		7240.116	7526.031	7745.978
Удельный тепловой поток		341733.459	355228.671	365610.158
Проверка отношений		1.01	1.01	1.01	--
Если отношение входит в диапазон от 0.95 до 1.05, то полученные значения и считаем окончательными
Физические параметры при
Удельный объем		1.3896	м3/кг
Динамическая вязкость		8.7231	Па/с
Коэф. теплопроводности		0.55364
Критерий Прандтля		0.87325	--
Скорость т/н на выходе из испарительного участка		4.1	5.0	5.9	м/с
Число Рейнольдса		351768.17	428985.573	506202.976	--
Коэффициент теплоотдачи		28847.504	33810.933	38597.819
Термическое сопротивление
Удельный тепловой поток		380139.196	396384.731	408983.072
Коэффициент теплоотдачи		66195.989	68163.779	69673.167
Коэффициент теплопередачи		7180.210	7476.816	7706.481
Удельный тепловой поток		338905.895	352905.693	363745.859
Проверка отношений		1.122	1.123	1.124	--
Если не входит в диапазон от 0.95 до 1.05, повторяем расчет, принимая
Удельный тепловой поток		338905.895	352905.693	363745.859
Коэффициент теплоотдачи		61083.963	62839.523	64184.544
Коэффициент теплопередачи		7115.617	7407.968	7634.271
Удельный тепловой поток		335857.116	349656.091	360337.597
Проверка отношений		1.01	1.01	1.01	--
Если отношение входит в диапазон от 0.95 до 1.05, то полученные значения и считаем окончательными

Коэффициент теплопередачи, площадь теплопередающей поверхности, длинна труб испарительного участка ПГ

Средний коэффициент теплопередачи испарительного участка ПГ:

Больший температурный напор:

Меньший температурный напор:

Среднелогарифмический температурный напор:

Расчетная площадь теплопередающей поверхности испарительного участка:

Таблица 4

Расчет площади теплопередающей поверхности испарительного участка

Величина	Обознач.	Вариант	Ед. изм.
		1	2	3
Средний коэффициент теплопередачи		7177.867	7317	7690.125
Больший температурный напор		47.2
Меньший температурный напор		19.47
Среднелогарифмический температурный напор		31.35
Расчетная площадь теплопередающей поверхности испарительного участка		2779.24	2726.39	2594.11	м2
Расчетная длина труб участка (dср=0.013м)		68085.25	66790.54	63549.98	м
Расчетная длина одной трубы испарительного участка		4.4	5.3	5.9	м

6. Тепловой расчет экономайзерного участка ПГ

парогенератор конструкция теплоноситель экономайзерный

Исходные данные:

Таблица 5

Физические параметры теплоносителя в выходном сечении

Физические параметры теплоносителя при
Величина	Обозначение и формула	Вариант
		1	2	3
Физические параметры при	, м3/кг	1.375
	, Па/с	8.8652
	,	0.56038
	Pr1	0.86212
Скорость теплоносителя, м/с		4	4.9	5.8
Число Рейнольдса		341273.13	418059.583	494846.037
Коэффициент теплоотдачи,		28342.906	33339.052	38153.886
Теплоотдача от стенки трубы к рабочему телу происходит в условиях продольного обтекания шахматно расположенных трубок с углом атаки . Тогда поправка на угол атаки
Физические параметры при	, м3/кг	1.3026
	, Па/с	9.718
	,	0.59579
	Pr2Э	0.82274
Скорость воды в межтрубном пространстве, м/с		0.5	0.5	0.5
Число Рейнольдса		49768	49768	49768
Коэффициент теплоотдачи, ж - поправка Михеева	ж	18176.31	18176.31	18176.31
Средний коэффициент теплопередачи		5561.770	5730.280	5857.327
Больший температурный напор		23.74
Меньший температурный напор		19.47
Средне-логарифмический температурный напор		21.61
Расчетная площадь теплопередающей поверхности испарительного участка		1225.61	1189.57	1163.77

7. Площадь теплопередающей поверхности, длинна и масса труб ПГ

Таблица 6

Наименование величины	Обозначение и формула	Вариант
		1	2	3
Площадь теплопередающей поверхности ПГ, м2		4004.85	3915.96	3757.88
Площадь теплопередающей поверхности ПГ с учетом запаса на износ трубок поверхности теплообмена, м2		4505.456	4405.455	4227.615
Длина труб ПГ, м ()		110373.74	107923.93	103567.25
Длина одной трубы, м		7.15	8.55	9.7
Масса труб, кг		59489.58	58169.18	55821

8. Гидравлический расчет ПГ

Гидравлическое сопротивление первого контура ПГ

Плотность и вязкость теплоносителя на входе:

;

Плотность и вязкость теплоносителя на выходе:

;

Плотность и вязкость т/н при средней температуре т/н ПГ ():

;

Абсолютная шероховатость поверхности стали ОХ18Н10Т принята равной k=0,01 мм. P₁=15.5 МПа

Таблица 7

Наименование величины	Обозначение и формула	Вариант
		1	2	3
Скорость т/н на входе в коллектор, м/с		4.8
Сопротивление на входе в коллектор, Па		1070.6
Коэффициент сопротивления входа в коллектор		0.14
Изменение напора вдоль перфорированной части коллектора, Па		319.6
Коэффициент сопротивления перфорированной части	A	0.04
Изменение напора вдоль коллектора на уровне среднего ряда труб, Па		215.3
Скорость входа т/н в средний ряд труб, м/с		4.52	5	5.9
Спадание напора на входе в средний ряд труб, Па		388.7	953	1130.2
Средняя скорость в трубах, м/с		4.3	5.3	6.3
Коэффициент трения труб		0.019
Потери напора на трение в трубах, Па		11690.7	17473.1	24409.8
Потери напора на преодоление поворота трубчатки, Па		1201.9	1798.4	2491.3
Скорость выхода потока из среднего участка, м/с		4.1	5.1	5.9
Потери напора на выходе из среднего участка труб, Па		8023.1	9801.3	13725.9
Скорость т/н в выходном коллекторе, м/с		4.5
Потеря напора на выходном коллекторе вдоль перфорированного участка, Па		292.7
		194.8
Потеря напора на выходе из коллектора в ГЦК, Па		694.6	999.1	1369.5
		450.8	695.8	900.4
Суммарные потери напора по тракту т/н, Па		18136.1	28945.6	39987.7

Гидравлический расчет ПГ по 2-му контуру

Гидросопротивление по2-му контуру складывается из сопротивления подачи питательной воды, сопротивления погружного дырчатого листа, сопротивления жалюзийного сепаратора, сопротивления пароотводящих труб и коллектора пара.

Сопротивление входа питательной воды из входного патрубка питательной воды

Скорость воды в патрубке питательной воды:

Коэффициент сопротивления при повороте трубопровода на 35^о:

Коэффициент сопротивления при распределении потока на короткий и длинный отводы:

Живое сечение трубки



Живое сечение одного отвода с учетом 38шт.

f(d_у80) = n''' (d_у25) = 1,87 10-² м²

Живое сечение короткого отвода при шести и длинного - при десяти

f_кор = n' f(d_у80) = 0,112 м²;

f_дл = n'' f(d_у80) = 0,187 м²

Сумма живых сечений всех трубок .

f_тр = f_кор + f_дл = 0,298м²

Затрата питательной воды в коротком и длинном отводах:

Скорость потока в коротком и длинном отводах:

м/с;

м/с.



Потери напора по длине отводящих труб:

_вх = 0,7;_тр = 0,515;_пов = 0,33.

Определим скорость потока в коротком и длинном отводах:

м/с;

м/с.

Определим скорость питательной воды на выходе из трубы d_у25:

м/с;

м/с.

Потери напора в раздающих трубах

Коэффициент сопротивления входа в трубки _вх = 0,7.;

Коэффициент гидравлического трения _тр = 0,515

Коэффициент сопротивления при повороте потока _пов = 0,33;

Потери напора в выходных трубах d_у25

Суммарные потери напора по тракту питательной воды

P₂ = Рп._у + P'_вх + P”_вх + P'₂ + P”₂ + P'₃ + P'₄ = 55748 Па.

9. Достаточность парового пространства для сепарации пара

Высота уровня воды в ПГ над ПДЛ h=0.1 м.

Расстояние от ПДЛ к нижней кромке ЖСП Н_жс=0.75 м.

Плотность среды, которая проходит через ЖСП: _s = ” = 34,4кг/м³; ' = 746,3 кг/м³.

Влажность на входе

Коэффициент a = 0,65 - 0,0039 P_s =0,38

Таблица 8

Наименование величины	Обозначение и формула	Вариант
		I	II	III
1	2	3	4	5
Площадь зеркала испарения, м2		20.9	23.02	24.9
Скорость пара при прохождении ЖСП, м/с		0.57	0.52	0.48
с запасом, м/с	wз=1,2 w”дз	0.68	0.62	0.58
Поправочный коэффициент		0.6	0.58	0.56
Запас повышения уровня, м		0.375	0.357	0.341
Вспомогательная функции плотности пространства	40420
Граничная высота ЖСП, м	Hкр = 0.087 [w”дз F()]1,3	3.92	3.81	3.47
Высота парового объема, м	Hг = Hжс- Hнб	0.375	0.393	0.409
Критический запас скорости, %		0.03	0.04	0.04
Площадь прохода ЖСП, м2	Fжс = D/(w”кр ”)	17.6	19.3	20.6

Гидравлический расчет парового тракта

Расчет сопротивления ПГ по паровому тракту состоит в пребывании сопротивлений внутрикорпусных устройств: погружного дырчатого листа, жалюзийного сепаратора, элементов вывода и подачи пара в паропровод.

Площадь прохода дырчатого листа:

Коэффициент сопротивления дырчатого листа

_д.л = 2,74;

” = 34.4 кг/м³

Скорость пара при прохождении ПДЛ:

м/с.

Потери напора при прохождении пара через ПДЛ:

Па.

10. Жалюзийный сепаратор

Площадь прохода ЖСП F_жс = 17.6 м².

Коэффициент сопротивления ЖСП:

_с = 0.05; _с^вх120 = 1.67; _с^вх60 = 0.65.

_с = _з + _с^вх120 +_с^вх60 = 0.05 + 1.67 + 0.65 = 2.37.

Скорость пара при прохождении ЖСП:

м/с.

Потери напора при прохождении пара через ЖСП:

Па.

Скорость пара на входе в патрубки:

м/с

Потери напора в пароотводящих патрубках:

Па, _вх = 1.5.

Скорость пара в пароотводящих патрубках:



м/с

Потеря напора при повороте трубы на 80°:

Па

где _пов⁸⁰ = 0.2 -коэффициент сопротивления при повороте трубы на 80°.

Потеря напора на входе в пароотводящий коллектор:

Па;

где _вхп.^п.к = 1 - коэффициент сопротивления пара на входе в пароотводящий коллектор.

Скорость пара в паровом коллекторе:

м/с

Потеря напора на преодоление сопротивления парового коллектора:

;

Изменение напора вдоль парового коллектора для среднего ряда труб:

Р_к._п = 2/3 Р_п._к=2/3 57398=38265 Па

Полная потеря напора на преодоление парового тракта ПГ:

P_ПГ^{п.тракту} = Р_д.л + P_жс +P_пп + P_вх^п.о + P_пов + P_вх^п.к + Р_к.п --

Р_п.к = 2443+17.7+4227+3479+17393+38265-57398=8427 Па

Мощность ГЦН, затрачиваемая на преодоления потерь по 1-му контуру ПГ.

Вт;

135140 Вт;

188571 Вт

где _ГЦН = 0.76 - адиабатический КПД ГЦН

Мощность ТПН, затрачиваемая на преодоление потерь по 2-му контуру ПГ.

Вт

где _ПН = 0.82 - адиабатический КПД питательного насоса

11. Размеры и масса основных узлов корпуса коллектора и ВКУ

P_1P = 17.1 МПа

Для ВКУ: P_2P = 1.35P₁=8.9MПа; T_расч=350С; С = 8;

_ст = 7500; = 185; = 0.636



Таблица 9

Наименование величины	Обозначение и формула	Вариант
		1	2	3
1	2	3	4	5
Внутренний диаметр корпуса, мм	dвн	2998	2711	2494
Толщина центральной обечайки, мм		125	114	106
Расчетная толщина центральной обечайки, мм		138	126	116
Длина центральной обечайки, м	L ц.об =l/3	2.7	3.2	3.6
Внешний диаметр центральной обечайки, мм	dЗ ц.об Сбок = 0.62; = 0.84	3283	2971	2734
Толщина стенки боковой обечайки, мм		89	80,5	74,5
Расчетная толщина боковой обечайки, мм		98	88.6	82
Длина боковой обечайки, м	lб.об = lц.об	3.1	3.6	4.2
Внешний диаметр боковой обечайки, м	dЗб.об	3199	2894	2663
Объем центральной обечайки, м3	Vц.об	3.8	3.7	3.6
Объем боковой обечайки, м3	Vб.об	2.6	2.5	2.4
Масса центральной обечайки, кг	Mц.об = Vц.об ст	28500	27750	27000
Масса боковой обечайки, кг	Mб.об = Vб.об ст	19500	18750	18000
Высота эллиптического днища, мм	H = 0.25 dвн Сб.об = 20.62; = 0.85;	750	678	624
Толщина стенки эллиптического днища, м		0.0185	0.0185	0.0185
Внешний диаметр эллиптического днища, м	dЗе.д	3.27	2.934	2.682
Объем эллиптического днища, м3	Vе.д	0.8	0.535	0.381
Масса эллиптического днища, кг	M = Vе.д ст	6000	4013	2858
Длина корпуса ПГ, мм		10437	11793	13285

12. Масса коллектора

Высота коллектора по паспорту - 4.97 м

Высота перфорированной и цилиндрической частей - 3.42 м

Высота перфорированной части - 2.2 м

Высота цилиндрической части - 1.22 м

Высота конической части - 1.55 м

Объем перфорированной части для трех вариантов:

= 1.4 м³;

1.55 м³;

1.65 м³.

d_з = 1.69 м;

d_вн = 1.26 м;

м³;

d_з = 1.58 м; d_вн = 1.26 м;

;

R = 0.7 м; r = 0.3 м;

;

R_вн = 0.42 м; r_вн = 0.5 м.

Масса коллектора для трех вариантов:

M_кол = (V_перф + V_цил + V_.кон) = 33750кг;

34875 кг;

35625 кг.

Толщина крышки люка коллектора первого контура (Ду - 600):



;

k = 0.6; k₀ = 1;

Расчет эллиптического днища крышки люка второго контура:

м;

м³;

м³;

V_е.д = V_З - V_вн = 0.04 м³.

Масса элементов, кг:

масса днища - 921.6;

масса коллектора пара - 6480;

масса коллектора питательной воды - 1024;

масса сепараторных устройств - 4950;

масса погружного дырчатого листа - 705.

Таблица 10

Масса основных узловых деталей

W1 (м/с)	4,5	5,5	6,5
	кг	т	кг	т	кг	т
Центральная обечайка	28500	28.5	27750	27.75	27000	27
Боковая обечайка	19500	19.5	18750	18.75	18000	18
Эллиптическое днище корпуса	6000	6	4013	4.013	2858	2.858
Коллектор	33750	33.75	34875	34.875	35625	35.625
Крышка 1-го контуру	626	0.626	626	0.626	626	0.626
Эллиптическая крышка 2-го контура	248	0.248	248	0.248	248	0.248
Паровой коллектор	7200	0.72	7200	0.72	7200	0.72
Коллектор ПВ	1024	1.024	1024	1.024	1024	1.024
Сепарационные устройства	5500	5.5	5500	5.5	5500	5.5
Углубленный дырчатый лист	783	0.783	783	0.783	783	0.783
Трубы т/п поверхности	78027	78.027	73645	73.645	69939	69.939
Масса ПГ	139997	139.997	135925	135.925	132789	132.789

13. Расчет стоимости ПГ

Стоимость центральной обечайки:

.

Стоимость боковой обечайки:

.

Стоимость эллиптического днища:

.

Стоимость корпуса:

Ц _корп = Ц _ц..об + 2 Ц _б.об + 2 Ц _ел..

Стоимость коллектора питательной воды:

.

Стоимость погружного дырчатого листа:

.

Стоимость жалюзийного сепаратора:

.

Стоимость трубного пучка:

.

Стоимость парового коллектора

.

Стоимость ВКУ:

Ц _ВКУ = Ц _КЖВ + Ц _ПДЛ + Ц _ЖСП + Ц _ТП + Ц _ПК .

Стоимость парогенератора

Ц _ПГ = Ц _корп + Ц _ВКУ .

Стоимость основных узлов ПГ (в грн)



Таблица 11

W1 (м/с)	4.5	5.5	6.5
Центральная обечайка	605503	589568	573634
Боковая обечайка	414291	398357	382423
Эллиптическое днища корпуса	139680	93423	66534
Корпус	1713445	1573128	1471548
Коллектор ПВ	20922	20922	20922
Погружной дырчатый лист	14248	14248	14248
Жалюзийный сепаратор	128040	128040	128040
Трубный пучок	805841	768463	741555
Паровой коллектор	147110	147110	147110
ВКУ	1116161	1078783	1051875
Парогенератор	2829606	2651911	2523423

14. Расчетные затраты и выбор оптимальной скорости теплоносителя

Оптимальная скорость т/н определяется по наименьшим приведенным затратам

В = Е_нК + S min,

где Ен = 0.4 - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, год-1,

К - стоимость изготовления ПГ, тыс.грн;

S - эксплуатационные расходы, тыс.грн/год.

Для ПГ эксплуатационные затраты складываются из амортизационных отчислений Sам, расходов на текущий ремонт Sп.р, Общестанционные расходы Sз и электроэнергию для прокачки теплоносителя и рабочего тела ПГ - Sе:

S = S_ам + S_п.р + S_з + S_е.



Первые три составляющие рассчитываются в зависимости от К следующим образом:

Sам = 0.07 К;

Sп.р = 0.15 Sам = 0.0105 К;

Sз = 0.2 (Sам + Sп.р) = 0.016 К.

Затраты на электроэнергию (тыс. грн / год) при проведении технико-экономических расчетов определяются по формуле

S_е = Т_експл В_е (N₁ + N₂) 10-⁵,

где Текспл = 7000 часов - количество часов работы АЭС в год;

N1 и N2 - мощность ГЦН и ЖН, необходимая для преодоления сопротивления первого и

второго контуров ПГ, кВт;

Ве - замыкающие затраты на электроэнергию, (кВт ч), для энергосистемы Украины

В_е = 2.5 (кВт ч). Приведенные затраты равны

В = 0.4Ц_ПГ + 7000 (N₁ + N₂) В_е 10-⁵ = S_к + S_е

Зависимость приведенных затрат от скорости теплоносителя

Название величини	Обозначение и формула	Вариант
		I	II	III
1	2	3	4	5
Средняя скорость т/н у трубах теплопередающей поверхности, м/с		4.3	5.2	6.2
Капитальная складовая наведенных затрат, тыс. грн/год	Sк = 0.2171•ЦПГ	614307	575730	547835
Складовая наведенных затрат на электроэнергию, тыс. грн/год	Sе = 7000 (N1 + N2) Ве 10-5 =7000•(94103+37532)•2,5•10-5	23036	30218	39568
Наведенные затрати, тыс. грн/год	В = 0,4Sк + Sе	268759	260510	258702



Заключение

В данном курсовом проекте мы провели расчет горизонтального парогенератора, что обогревается водой под давлением.

Тепловая мощность нашего парогенератора составляет 780 МДж / с.

В результате технико-экономического расчета мы получили значение составляющей расходы на электороэнергию

- 23036 тыс. грн./час при скорости теплоносителя 4.5 м / с

-30218 тыс. грн./час при скорости теплоносителя 5.5 м / с

-39568 тыс. грн./час соответственно при скорости теплоносителя 6.5м/с. Капитальная составляющая приведенных затрат составила - 614307 тис. грн./час, 575730 тыс. грн./час., 547835тис. грн./час. Как показывает нам график зависимости расчетных расходов от скорости теплоносителя оптимальная скорость в нашем случае является 6.5м/с, но для нахождения оптимального расхода надо увеличивать скорость т/н.

Стоимость парогенератора в нашем случае составляет 2523423 грн.



Список литературы

1. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине: «Теплотехническое оборудование АЭС» для студентов специальности 7.090.502. Атомная энергетика. - B. Кравченко, В.Е. Туркив - Одесса. ОПТУ, 1999.

2. «Термодинамические свойства воды и водяного пара» - Ривкин С.Л., Александров А.А. -- Москва Издательство стандартов, 1984.

3. «Парогенерирующие установки атомных электростанций» - Рассохин НХ. - Москва, Энергоиздат, 1987.

4. «Основы компоновки и теплового расчета ПГ АЭС» - Ремжин Ю.Н. - Ленинград. Издательство ленинградского университета. 1982.

Размещено на Allbest.ru