Расчет прямоточного парогенератора

Размещено на http://allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛООБМЕНИВАЮЩИХСЯ СРЕД ПО УЧАСТКАМ

2.1 Параметры рабочей среды

2.2 Параметры теплоносителя

3. ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ t-Q

4. КОМПАНВОКА ЗМЕЕВИКОВ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА

4.1 Основные параметры змеевиковой поверхности

4.2 Выбор материалов и конструктивных размеров

4.3 Распределение трубок по слоям навивки

5. РАСЧЕТ ЭНОМАЙЗЕРНОГО УЧАСТКА

5.1 Параметры питательной воды и коэффициент теплоотдачи от стенок к питательной воде

5.2 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке

5.3 Расчет площади поверхности нагрева

6. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЬНОГО УЧАСТКА

6.1 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке

6.2 Параметры кипящей среды и коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде

7. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬНОГО УЧАСТКА

7.1 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке

7.2 Параметры перегретого пара и коэффициент теплоотдачи от стенки к пару

7.3 Площадь поверхности нагрева пароперегревательного участка

8. РАСЧЕТ МАССОГАБАРИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ПАРОГЕНЕРАТОРА

Список используемой литературы

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

При разработке нового парогенератора (ПГ) двухконтурной ЯППУ выполняют конструкторский расчет, который основывается на исходных данных о параметрах пара и теплоносителя, а также о паропроизводительности или тепловой мощности ПГ. Кроме того, должен быть задан или принят тип ПГ по принципу циркуляции рабочей среды.

Конструкторский расчет подразделяется на следующие этапы:

- тепловой расчет;

- конструкционный расчет;

- гидродинамический расчет;

- расчет на прочность.

Для проведения теплового расчет принимают принципиальную тепловую схему ПГ, которая дает наглядное представление о взаимном размещении элементов ПГ по ходу движения теплоносителя и рабочей среды, а также об изменении параметров сред. В результате выполнения теплового расчет определяются размеры теплопередающих поверхностей элементов ПГ.

Конструкционный расчет включает в себя выбор материала и размеров труб, формы поверхности теплообмена (змеевиковой, прямотрубной и т.п.), диаметров коллекторов, патрубков, корпуса. На этом же этапе производится компоновка трубной системы ПГ.

Гидродинамический расчет основывается на данных предыдущих этапов проектирования по конструктивным размерам элементов ПГ и по параметрам теплообменивающих сред. Результатом гидродинамического расчета являются данные об изменении давления по участками ПГ и затраты мощности на прокачку теплоносителя и рабочей среды.

В результате расчета на прочность определяются размеры деталей (в основном толщины), обеспечивающие их прочность.

В данной работе производится расчет обогреваемого водой под давлением прямоточного ПГ, со змеевиковой трубной системой и движением теплоносителя в межтрубном пространстве. Расчет прямоточного ПГ ведется по отдельным участкам: экономайзерному, испарительному и пароперегревательному.

Принципиальная тепловая схема прямоточного ПГ представлена на рис. 1

Исходные данные для расчета ПГ являются:

1. Паропроизводительность ПГ ( D,кг/с)…………….16

2. Параметры генерируемого пара:

- давление ( Рпп, МПа)……………………………………...3

- температура (t_пп, ⁰С) ………………………………………305

3. Температура питательной воды (t_пв, ⁰С) ……………108

4. Параметры теплоносителя:

- давление (Р_т, МПа)…………………………………………14

- температура на входе в ПГ (t^/_т, ⁰С)………………………..325

- температура на выходе из ПГ (t^//_т, ⁰С)…………………….295

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛООБМЕНИВАЮЩИХСЯ СРЕД ПО УЧАСТКАМ

2.2 Параметры теплоносителя

3. ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ t-Q

Диаграмму t-Q строим по результатам ранее выполненных расчетов параметров теплообменивающихся сред для отдельных участков парогенератора. Эта диаграмма дает представление о распределении тепловой мощности парогенератора по отдельным участкам, о температурных напорах между теплообменивающимися средами, а также о средних температурах той и другой среды на отдельных участках теплообмена. Данную t-Q диаграмму будем использовать при вычислении температурных напоров.

Рис.2. Диаграмма t-Q

змеевиковый конструктивный теплоотдача кипящий

4. КОМПАНОВКА ЗМЕЕВИКОВ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА

4.1 Основные параметры змеевиковой поверхности

Змеевиковая поверхность нагрева образуется путем последовательной один на другой навивки слоев, образуемых одной или несколькими параллельно и одновременно навиваемыми трубками. Каждый слой навивки состоит из одинаковых по размеру трубок, изогнутых по винтовой линии с одинаковыми шагом навивки и в целом образующих цилиндрическую поверхность (см. рис. 3).

Рис. 3 цилиндрическая змеевиковая поверхность нагрева.

Из таких цилиндрических поверхностей, имеющих различные диаметры и расположенных концентрически относительно друг друга, образуется змеевиковая поверхность нагрева.

Основные характеристики змеевиковой поверхности нагрева представлены на рис.4

Рис.4 Основные геометрические параметры змеевиковой поверхности нагрева

В расчет принимаем следующие обозначения:

4.2 Выбор материалов и конструктивных размеров

Для расчет змеевиковой поверхности теплообмена выбираем материал и размеры трубок, образующих эту поверхность. Размер труб принимаем из данных, приведенных в приложении 4 [4].

4.3 Распределение трубок по слоям навивки

Общее число параллельных трубок ПГ распределяется по слоям навивки с учетом ряда условий. Первое из них имеет вид:

Число трубок, образующих слой навивки, принимается таким образом, чтобы длины всех параллельных трубок, образующих ПГ были одинаковы, так как при этом обеспечивается равномерное распределение рабочей среды по всем трубкам. Второе условие выполняется если число трубок в i - слое навивки определять по отношению:

Т.е. количество трубок в слое навивки возрастает по мере увеличения диаметра навивки. В каждом слое количество трубок будет равно n_i и отлично от количества трубок в других слоях. Однако, поскольку количество трубок в слое навивки конкретного i-го змеевика должно быть равно целому числу и в целях упрощения технологии изготовления общее количество змеевиков z разделяется на группы в каждой из которых будет по 3-4 смежных змеевика, имеющих одинаковое количество параллельных трубок. Эту процедуру будем выполнять в табличной форме, где n_i вычисляется по формуле:

5. РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРНОГО УЧАСТКА

5.1 Параметры питательной воды и коэффициент теплоотдачи от стенки к питательной воде

5.2 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке

5.3 Расчет площади поверхности нагрева

Примечание: величина R_ок на трубах, находящихся в контакте с водой или водяным паром, зависит от материала труб:

- для углеродистых сталей R_ок = (5…..15)10^-5 (м^{2 0}С)/Вт;

- для нержавеющих сталей R_ок 110^-5 (м^{2 0}С)/Вт.

6. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЬНОГО УЧАСТКА

6.1 Параметры теплоносителя и коэффициента теплоотдачи от теплоносителя к стенке

6.2 Параметры кипящей среды и коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде

7. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬНОГО УЧАСТКА

7.1 Параметры теплоносителя и коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке

7.2 Параметры перегретого пара и коэффициент теплоотдачи от стенки к пару

7.3 Площадь поверхности нагрева пароперегревательного участка

8. РАСЧЕТ МАССОГАБАРИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ПАРОГЕНЕРАТОРА

Список используемой литературы

1. Андреев П.А., Гремлинов Д.Н. и др. Теплообменные аппараты ядерных энергетических установок. Изд.2-е переработанное и дополненное. -Л: Судостроение, 1969

2. Козлов В.И. Судовые энергетические установки. -Л: Судостроение 1975.

3. Рассохин Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций. Изд.2-е -М: Атомиздат, 1980.

4. Пушкин Н.И. Котлы. -Л: Судостроение, 1984.

5. Дядик А.Н., Пейч Н.Н. Судовые паропроизводящие установки. Методические указания, расчет курсового проекта. -Л: Изд. ЛКИ, 1986.

6. Вукалович М.П. и др. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. -М: Стандарты, 1980.

Размещено на Allbest.ru