Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Проектирование корабельной (судовой) ядерной реакторной установки

Проектирование корабельной (судовой) ядерной реакторной установки

Конструктивное оформление парогенератора. Расчёт температуры ядерного горючего. Компоновка проточной части и расчет скоростей сред. Расчет ионообменного фильтра. Проверка теплотехнической надежности активной зоны. Монтаж реактора и парогенераторов.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.07.2014
Размер файла 2,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Судовое главное энергетическое оборудование. Паропроизводящие установки»

На тему«Проектирование корабельной (судовой) ядерной реакторной установки»

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ТЕМА: «Проектирование корабельной (судовой) ядерной реакторной установки»

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

- общая паропроизводительность D =58 кг/с

- температура перегретого пара на выходе из ПГ tпе=280 °С

- давление перегретого пара на выходе из ПГ Pпе=2.4 МПа

- давление ТН Рт=15.0 МПа

- объем ТН первого контура Vтн=11 м3

гидр. сопротивление тракта РТ на экономайзерном участке ?Рэк=0.15 МПа

- гидр. сопротивление тракта РТ на испарительном участке ?Рисп=0.3 МПа

- гидр. сопротивление тракта РТ на пароперегревательном участке ?Рпе=0.16 МПа

- давление в конденсаторе Рк=0.02 МПа

Введение

Работы по данной технологической инструкции рекомендуется выполнять специализированными звеньями в составе двух, трех слесарей-монтажников, сварщиков, сборщиков-проверщиков, стропальщиков с квалификацией 3-5разрядов в зависимости от сложности выполняемых операций.

Погрузку парогенератора и реактора производить в присутствии представителей завода поставщика, УКП, заказчика и под руководством ответственного исполнителя, назначенного начальником участка.

При проведении монтажа изделий необходимо соблюдать требования безопасности изложенные в разделе 3.

Перед установкой парогенератора и реактора проверить наличие рисок, устанавливающих взаимное положение сопрягаемых изделий, при отсутствии рисок их необходимо нанести.

Установку изделий необходимо выполнить, не допуская повреждения деталей.

Крепежные изделия заменить при наличии следующих дефектов:

1) смятие граней под ключ;

2) повреждение более двух витков резьбы;

3) коррозионные разрушения резьбы, при которых отклонения от профиля и размеров сверхпредельных значений, установленных стандартом;

4) трещин, расслоения металла.

До нагрузки парогенераторов и реактора в кессоны бака ЖВЗ обязательно должны быть проведены следующие работы:

1) расконсервация и установление соответствия техническим условиям на поставку;

2) проверка на чистоту обезжиренных сварных стыков;

3) очистка корпуса и других деталей с наружной стороны ацетоном перед установкой и установка теплоизоляции;

4) установка временных технологических заглушек в замен транспортных;

5) транспортировка узлов оборудования к месту монтажа на судне.

Перед транспортировкой реактор и парогенераторы должны быть тщательно взвешены на рычажных вагонных весах вместе с платформой.

1. Прямоточный парогенератор

1.1 Прямой тепловой расчёт парогенератора

Таблица 1.1

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

Среднее давление на пароперегревательном участке в тракте РТ

МПа

Pпе+0,5?Pпе

2,48

2

Среднее давление на испарительном участке в тракте РТ

МПа

Pпе+?Pпе+0,5?Pисп

2,71

3

Среднее давление на экономайзерном участке в тракте РТ

МПа

Pпе+?PПЕ+?PИСП+0,5?PЭК

2,935

4

Давление питательной воды

РПВ

МПа

PПЕ+?PПГ

3,01

5

Средняя температура на испарительном участке в тракте РТ

?С

справ. данное, [1]

228.06

6

Удельный объём кипящей воды на испарительном участке в тракте РТ

м3/кг

справ. данное, [1]

0,0012050

7

Температура питательной воды

tПВ

?С

справ. данное, [1]

60.09

8

Энтальпия кипящей воды

кДж/кг

справ. данное, [1]

981,2

9

Энтальпия сухого насыщенного пара

кДж/кг

справ. данное, [1]

2801,5

10

Энтальпия перегретого пара

iПЕ

кДж/кг

справ. данное, [1]

2960

11

Энтальпия питательной воды

iПВ

кДж/кг

справ. данное, [1]

253,6

12

Паропроизводительность одной секции ПГ

D

кг/с

9,66

13

Тепловая мощность, передаваемая РТ на экономайзерном участке

кВт

D•(i'- iПВ)

7028,616

14

Тепловая мощность, передаваемая РТ на испарительном участке

кВт

17584,098

15

Тепловая мощность, передаваемая РТ на пароперегревательном участке

кВт

1531,11

16

Тепловая мощность, передаваемая РТ в ПГ

кВт

QЭК+QИСП+QПЕ

26143,824

17

Тепловая мощность, отдаваемая ТН на экономайзерном участке

кВт

7099,6

18

Тепловая мощность, отдаваемая ТН на испарительном участке

кВт

17761,7

19

Тепловая мощность, отдаваемая ТН на пароперегревательном участке

кВт

1546,57

20

Тепловая мощность, отдаваемая ТН в ПГ

кВт

26407,9

21

Температура насыщения ТН

ts

?С

справ. данное, [1]

342,12

22

Температура ТН на выходе из реактора

?С

ts-?tнт

312,12

23

Температура ТН на входе в ПГ

?С

312,12

1

2

3

4

5

6

24

Температура ТН на выходе из ПГ

?С

272,12

25

Энтальпия ТН на входе в ПГ

кДж/кг

справ. данное, [1]

1397

26

Энтальпия ТН на выходе из ПГ

кДж/кг

справ. данное, [1]

1190

27

Расход ТН через ПГ

кг/с

127,57

28

Разность энтальпий ТН на границах пароперегревательного участка

кДж/кг

12,12

29

Разность энтальпий ТН на границах испарительного участка

кДж/кг

139,23

30

Энтальпия ТН на входе в испарительный участок

кДж/кг

-

1384,88

31

Энтальпия ТН на входе в экономайзерный участок

кДж/кг

-

1245,65

32

Температура ТН на входе в испарительный участок

?С

справ. данное, [1]

308

33

Температура ТН на входе в экономайзерный участок

?С

справ. данное, [1]

282,5

34

Экономайзерный участок:

-

больший температурный напор

?С

- tПВ

212,03

-

меньший температурный напор

?С

-

54,44

-

средний температурный напор

?С

115,9

35

Испарительный участок:

-

больший температурный напор

?С

-

79,94

-

меньший температурный напор

?С

-

54,44

-

Средний температурный напор

?С

66,4

36

Пароперегревательный участок:

-

больший температурный напор

?С

-

79,94

-

меньший температурный напор

?С

-tПЕ

32,12

-

средний температурный напор

?С

52,4

37

Физические параметры сред на участках:

37.1

Экономайзерный участок:

37.1.1

Тракт ТН:

-

средняя температура

?С

0,5(+)

277,31

-

теплопроводность

справ. данное, [1]

600?10-3

-

удельный объём

м3/кг

справ. данное, [1]

0,0013

-

число Прандтля

-

справ. данное, [1]

0,818

-

динамическая вязкость

мкПа•с

справ. данное, [1]

97,307

-

кинематическая вязкость

м2/с

•

0,1265?10-6

37.1.2

Тракт РТ:

-

средняя температура

?С

-

161,41

-

теплопроводность

справ. данное, [1]

680?10-3

-

удельный объём

м3/кг

справ. данное, [1]

0,0011

-

число Прандтля

-

справ. данное, [1]

1,08

-

динамическая вязкость

мкПа•с

справ. данное, [1]

169

-

кинематическая вязкость

м2/с

•

0,186?10-6

37.2

Испарительный участок:

37.2.1

Тракт ТН:

-

средняя температура

?С

+

294,46

-

теплопроводность

справ. данное, [1]

570,7?10-3

-

удельный объём

м3/кг

справ. данное, [1]

0,00135

-

число Прандтля

-

справ. данное, [1]

0,849

-

динамическая вязкость

мкПа•с

справ. данное, [1]

90,2

-

кинематическая вязкость

м2/с

•

0,12177?10-6

37.3

Пароперегревательный участок:

37.3.1

Тракт ТН:

-

средняя температура

?С

0,5(+)

310,06

-

теплопроводность

справ. данное, [1]

541,6?10-3

-

удельный объём

м3/кг

справ. данное, [1]

0,0014212

-

число Прандтля

-

справ. данное, [1]

0,903

-

динамическая вязкость

мкПа•с

справ. данное, [1]

84,3

-

кинематическая вязкость

м2/с

•

0,1198?10-6

37.3.2

Тракт РТ:

-

средняя температура

?С

-

257,66

-

теплопроводность

справ. данное, [1]

45,5?10-3

-

удельный объём

м3/кг

справ. данное, [1]

0,088

-

число Прандтля

-

справ. данное, [1]

1,09

-

динамическая вязкость

мкПа•с

справ. данное, [1]

18,1

-

кинематическая вязкость

м2/с

•

1,5928?10-6

Рис. 1.2

Параметры:

tтвых.пг =272.12 ?C;

tтвх.эк =282.5 ?C;

tтвх.исп =308 ?C;

tтвх.пг =312.12 ?C;

tпв =60.09 ?C;

tпе =280 ?C;

hэк =0.301 м;

hисп =0,935 м;

hпе =0.292 м;

Нпг =73.84 м.

1.2 Компоновка проточной части и расчёт скоростей сред

Таблица 1.2

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

2

3

4

5

6

1

Внутренний диаметр трубок

dвн

м

принято, [2]

0.015

2

Толщина стенок труб

?ст

м

принято, [2]

0.002

3

Горизонтальный зазор между соседними трубками

?гор

м

принято, [2]

0.003

4

Вертикальный зазор между соседними трубками

?верт

м

принято, [2]

0.003

5

Скорость рабочего тела на экономайзерном участке

Wэк

м/с

принято, [2]

1

6

Число трубок в первом слое

n1

шт

принято, [2]

2

7

Наружный диаметр трубок

dнар

м

dвн+2?ст

0.019

8

Средний диаметр трубок

dср

м

dнар-?ст

0.017

9

Диаметр центрального вытеснителя

Dцв

м

(10?12)dнар

0.2

10

Общее число трубок

nтр

шт

60

11

Шаг между смежными трубками в слое навивки

S1

м

dнар+?верт

0.022

12

Шаг между слоями навивки

S2

м

dнар+?гор

0.022

13

Относительный поперечный шаг трубок

-

1.16

14

Относительный продольный шаг трубок

-

1.16

15

Диаметр первого слоя трубок

D1

м

Dцв+dнар+?гор

0.222

Диаметры последующих слоёв трубок

Di

м

Di-1+2dнар+2?гор

Табл.1.2.1

16

Наружный диаметр проточной части

DПГ

м

0,775

17

Средний диаметр проточной части

Dср

м

0.4875

18

Число трубок в последующих слоях навивки

ni

шт

Табл.1.2.1

19

Принятое число трубок

шт

[4]

57

20

Число слоёв навивки

Z

-

[4]

13

21

Площадь проходного сечения межтрубного пространства

м2

?• Dср•Z• ?гор

0,0597

22

Действительная скорость РТ на экономайзерном участке

м/с

1,055

23

Скорость РТ на пароперегревательном участке

м/с

84.4

24

Скорость ТН на экономайзерном участке

м/с

2,78

1

2

3

4

5

6

25

Скорость ТН на испарительном участке

м/с

2,88

26

Скорость ТН на пароперегревательном участке

м/с

3,03

Определение числа труб и слоев проточной части ПГ Таблица 1.2.1

№ i-го слоя

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Di ,м

0,222

0,266

0,310

0,354

0,398

0,442

0,486

0,530

0,57

0.618

0.662

0.706

0.75

ni , шт

2

2

3

3

4

4

4

5

5

6

6

6

7

?ni=ni+ni-1 , шт

2

4

7

10

14

18

22

27

32

38

44

50

57

Рис. 1.3

Параметры:

Dпг =0,775 м

Dцв =0,2 м

D1 =0,222 м

S1 =0,022 м

?1 =0,003 м

?2 =0,003 м

?пг =0,003 м

1.3 Расчёт теплоотдачи, теплопередачи и определение площади поверхности теплообмена

Таблица 1.3

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

Тракт теплоносителя

1.2

Число Re на экономайзерном участке

-

417549.4

1.3

Число Re на испарительном участке

-

428504.3

1.4

Число Re на пароперегревательном участке

-

480550.9

1.5

Число Nu на экономайзерном участке

-

985.447

1.6

Число Nu на испарительном участке

-

1020

1.7

Число Nu на пароперегревательном участке

-

1146

1.8

Коэффициент теплоотдачи к стенке на экономайзерном участке

31120

1.9

Коэффициент теплоотдачи к стенке на испарительном участке

30640

1.10

Коэффициент теплоотдачи к стенке на пароперегревательном участке

32670

2

Тракт рабочего тела

2.1

Число Re на экономайзерном участке

-

85080

2.2

Число Re на пароперегревательном участке

-

794800

2.3

Число Nu на экономайзерном участке

-

[4]

251

2.4

Число Nu на пароперегревательном участке

-

1001

2.5

Коэффициент теплоотдачи от стенки на экономайзерном участке

11380

поправочный коэффициент

-

1

2.6

Коэффициент теплоотдачи от стенки на пароперегревательном участке

3036

2.7

Коэффициент теплоотдачи от стенки на испарительном участке

методом последовательных приближений

45930

2.7.1

Тепловой поток в первом приближении

Вт/м2

[4]

100000

300000

500000

2.7.2

Коэффициент теплоотдачи

17140

36980

52880

2.7.3

Средняя температура стенок трубок

?С

270,64

258,147

252,42

2.7.4

Коэффициент теплопроводности стенок трубок

[4]

18,45

18,3

18,23

2.7.5

Коэффициент теплопередачи

5016

5918

6201

2.7.6

Тепловой поток во втором приближении

Вт/м2

333062

392955

411746

2.7.7

Строим график , значения из п.п. 2.7.1 и 2.7.6

см. рис. 1.4

qисп=408800

2.7.8

Коэффициент теплоотдачи на испарительном участке

45930

1

2

3

4

5

6

3

Средняя температура стенок трубок на экономайзерном участке

?С

246.3

4

Средняя температура стенок трубок на испарительном участке

?С

254.6

5

Средняя температура стенок трубок на пароперегревательном участке

?С

310.06

6

Коэффициент теплопроводности стенок трубок на экономайзерном участке

[4]

18.15

7

Коэффициент теплопроводности стенок трубок на испарительном участке

[4]

18.25

8

Коэффициент теплопроводности стенок трубок на пароперегревательном участке

[4]

19.06

9

Коэффициент теплопередачи на экономайзерном участке

4344

10

Коэффициент теплопередачи на испарительном участке

6098

11

Коэффициент теплопередачи на пароперегревательном участке

2151

12

Коэффициент запаса, учитывающий эффективность использования поверхности теплообмена

-

[4]

0.97

13

Площадь поверхности теплообмена на экономайзерном участке

м2

14.54

14

Площадь поверхности теплообмена на испарительном участке

м2

45.2

15

Площадь поверхности теплообмена на пароперегревательном участке

м2

14.1

16

Площадь поверхности теплообмена ПГ

м2

НЭК+НИСП+НПЕ

73.84

17

Требуемая длина навиваемых петлей

lтр

м

24.3

18

Высота поверхности теплообмена ПГ на экономайзерном участке

hЭК

м

0.301

19

Высота поверхности теплообмена ПГ на испарительном участке

hИСП

м

0.935

20

Высота поверхности теплообмена ПГ на пароперегревательном участке

hПЕ

м

0.292

21

Высота поверхности теплообмена ПГ

hПГ

м

1.528

22

Отношение высоты поверхности теплообмена ПГ к наружному диаметру проточной части

-

1.97

23

Габаритное ограничение

-

1.97 ? 4

Рис. 1.4

q1”= 333062 Вт/м2

q2”= 392955 Вт/м2

q3”= 411746 Вт/м2

1.4 Конструктивное оформление парогенератора

Таблица 1.4

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

Допускаемое напряжение для выбранного материала корпуса

МПа

справ. данное, [6]

117

2

Внутренний диаметр патрубка входа питательной воды в ПГ

м

0.113

3

Номинальная толщина стенки патрубка входа ПВ в ПГ

м

(0.0015)

0.0035

4

Наружный диаметр патрубка входа питательной воды в ПГ

м

+2

0.12

5

Внутренний диаметр патрубка входа перегретого пара из ПГ

м

0.113

6

Номинальная толщина стенки патрубка выхода перегретого пара из ПГ

м

(0.0012)

0.0035

7

Наружный диаметр патрубка выхода перегретого пара из ПГ

м

+2

0.12

8

Внутренний диаметр патрубка входа ТН в ПГ

м

0.276

9

Номинальная толщина стенки патрубка входа ТН в ПГ

м

0.019

10

Наружный диаметр патрубка входа ТН в ПГ

м

+2

0.314

11

Внутренний диаметр патрубка выхода ТН из ПГ

м

0.418

12

Номинальная толщина стенки патрубка выхода ТН из ПГ

м

0.029

13

Наружный диаметр патрубка выхода ТН из ПГ

м

+2

0.476

14

Номинальная толщина стенки корпуса ПГ

м

0.053

15

Наружный диаметр ПГ

м

DПГ+2

0.881

16

Номинальная толщина стенки выпуклого днища ПГ

м

0.048

17

Коэффициент, зависящий от конструкции днища

К

-

справ. данное, [6]

0.6

18

Коэффициент, зависящий от размера отверстия в крышке

К0

-

справ. данное, [6]

1

19

Номинальная толщина крышки ПГ

м

0.166

Рис. 1.5

2. Проектирование АЗ и ТВС

2.1 Определение размеров АЗ и ТВС

Таблица 2.1

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

2

3

4

5

6

1

Удельная теплонапряжённость АЗ

qv

МВт/м3

принято, [3]

72

2

Диаметр горючего ТВЭЛа

dгор

м

принято, [3]

0.009

3

Толщина оболочки ТВЭЛа

?об

м

принято, [3]

0.0007

4

Отношение шага ТВЭЛа к диаметру

-

принято, [3]

1.2

5

Ширина межканального зазора

а

м

принято, [3]

0.012

6

Количество ТВЭЛов

nТВЭЛ

-

принято, [3]

49

7

Коэффициент запаса

-

принято, [3]

1.1

8

Тепловая мощность реактора

Qр

МВт

87.15

9

Объём активной зоны

VАЗ

м3

1.21

10

Диаметр активной зоны

DАЗ

м

1.155

11

Высота активной зоны

НАЗ

м

DАЗ

1.155

12

Наружный диаметр ТВЭЛа

dТВЭЛ

м

dгор+2?об

0.0104

13

Расстояние между ТВЭЛами в сборке

t

м

0.0125

14

Сторона ТВС

S

м

0.09

15

Площадь поперечного сечения АЗ

SАЗ

м2

1.047

16

Площадь условной ячейки для квадратного канала

м2

0.01

17

Количество ТВС

-

105

18

Принятое количество ТВС с учётом их размещения в активной зоне

-

См. рис 2.2

105

Рис. 2.1

Рис.2.2

Dаз =1.155 м;

a =0.012 м;

S =0.09 м.

2.2 Выбор параметров теплоносителя

Таблица 2.2

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

2

3

4

5

6

1

Температура ТН на входе в реактор

Твх

?С

272.12

2

Температура ТН на выходе из реактора

Твых

?С

312.12

3

Нагрев ТН в реакторе

?Т

?С

Твых - Твх

40

4

Температура насыщения ТН

ts

?С

справ. данное, [1]

342.12

5

Величина недогрева до кипения

Ts

?С

ts - Твых

30

6

Коэффициент допустимого увеличения мощности

KN

-

справ. данное

1.2

7

Коэффициент допустимого снижения расхода

KG

-

справ. данное

0.85

8

Предельная температура ТН на выходе из реактора в случае одновременного увеличения мощности и снижения расхода

Tmax

?С

333.6

9

Энтальпия ТН на выходе из реактора

iвых

кДж/кг

1397

10

Энтальпия ТН на входе в реактор

iвх

кДж/кг

1190

11

Расход ТН через АЗ

GТН

кг/c

421

2.3 Разработка схемы ТВС

Таблица 2.3

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числ. знач-ие

1

2

3

4

5

6

1

Проходное сечение ТВС

м2

0.0036

2

Средняя температура ТН

Тср

?С

292.12

3

Средний удельный объём ТН

Vср

м3/кг

[1]

0.00135

4

Средняя скорость теплоносителя

Wср

м/с

1.5

5

Площадь поверхности теплообмена для всех ТВЭЛов реактора

Fто

м2

194.156

6

Средний тепловой поток

qср

МВт/м2

0.448

2.4 Гидравлическое профилирование активной зоны

Таблица 2.4

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

Эффективная добавка

?эф

-

[4]

0.1

2

Эффективная высота АЗ

Нэф

м

НАЗ+2?эф

1.355

3

Эффективный диаметр АЗ

Dэф

м

Нэф

1.355

4

Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по радиусу АЗ

Kr

-

2.012

5

Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по высоте АЗ

Kz

-

1.368

6

Объёмный коэффициент неравномерности тепловыделения

Kv

-

2.752

7

Максимальный тепловой поток

qmax

МВт/м2

1.23

8

Средняя тепловая мощность ТВС

Qср

МВт

0.83

9

Тепловая мощность центральных рабочих каналов

QЦРК

МВт

1.67

10

Расход ТН через ЦРК

GЦРК

кг/с

8.067

11

Скорость ТН в ЦРК

WЦРК

м/с

3.025

3. Проверка теплотехнической надёжности активной зоны

3.1 Расчёт максимальной температуры оболочки ТВЭЛ

Таблица 3.1

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числовое значение

1

2

3

4

5

6

1

Энтальпия кипящей воды

кДж/кг

справ. данное, [1]

1631.8

2

Периметр теплообмена ТВЭЛ в сборке и кожуха ТВС

Пт

м

1.961

3

Эквивалентный диаметр пучка ТВЭЛ

dэкв

м

0.0073

4

Плотность воды при средней температуре ТН

кг/м3

740.74

5

Удельный объём кипящей воды

м3/кг

справ. данное, [1]

0.0016834

6

Плотность кипящей воды

кг/м3

594.036

7

Удельный объём сухого насыщенного пара

м3/кг

справ. данное, [1]

0.009827

8

Плотность сухого насыщенного пара

кг/м3

101.76

1

2

3

4

5

6

9

Распределение теплового потока по высоте ТВЭЛ

q(Zi)

кВт/м2

Табл.3.1.1.

число участков разбиения ТВЭЛ по высоте

i

-

принято

19

Высота соответствующего участка

Zi

м

Табл.3.1.1.

10

Энтальпия ТН, при которой температура оболочки постоянна

кДж/кг

Табл.3.1.1.

11

Периметр теплообмена ТВС

м

1.6

12

Энтальпия ТН по длине ТВС

iт(Zi)

кДж/кг

[4]

Табл.3.1.1.

13

Полное поперечное сечение ТВЭЛ в пучке

SТВ

м2

0.0042

14

Плотность решётки стержней

-

1.17

15

Коэффициент заполнения пучка ТВЭЛ

-

0.69

16

Эффективный диаметр

d

м

0.005

17

Кинематическая вязкость

м2/с

спав. данное, [1]

0.1233?10-6

18

Критерий Re

Re

-

122668.3

1

2

3

4

5

6

19

Критерий Pr

Pr

-

спав. данное, [1]

0,8435

20

Теплопроводность ТН

спав. данное, [1]

575.94?10-3

21

Коэффициент теплоотдачи

29140

22

Термическое сопротивление теплоотдачи

3.432?10-5

23

Удельная теплоёмкость ТН

Ср

5175

24

Координата точки по длине ТВЭЛ, в которой достигается max температура оболочки

ZОБ

м

0.194

25

Максимальная температура оболочки ТВЭЛ

?С

[4]

338.8

26

Допускаемая температура оболочки ТВЭЛ

?С

[4]

380

27

Условие теплотехнической надёжности

?

выполняется

Таблица 3.1.1

№ участка i

Z, м

q (Z), кВт/м2

iпк(Z), кДж/кг

iт(Z), кДж/кг

1

-0,5775

282.6

1600

1190

2

-0,525

425.9

1582

1194

3

-0,4725

562.8

1564

1199

4

-0,42

691.5

1546

1205

5

-0,3675

810

1530

1213

6

-0,315

916

1516

1222

7

-0,2625

1009

1502

1232

8

-0,21

1087

1491

1243

9

-0,1575

1149

1483

1255

10

0

1230

1471

1292

11

0,1575

1149

1483

1330

12

0,21

1087

1491

1342

13

0,2625

1009

1502

1353

14

0,315

916

1516

1363

15

0,3675

810

1530

1372

16

0,42

691.5

1546

1379

17

0,4725

562.8

1564

1386

18

0,525

425.9

1582

1391

19

0,5775

282.6

1600

1395

Рис. 3.1

3.2 Расчёт максимальной температуры ядерного горючего

Таблица 3.2

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Численное значение

1

Коэффициент теплопроводности оболочки

справ. данное [4]

19,8088

2

Коэффициент теплопроводности горючего

справ. данное [4]

2,3162

3

Термическое сопротивление оболочки

3,53?10-5

4

Термическое сопротивление горючего ТВЭЛ

9,714?10-4

5

Координата точки по длине ТВЭЛ, в которой достигается max температура горючего ТВЭЛ

м

6,848?10-3

6

Максимальная температура горючего ТВЭЛ

?С

[4]

1573

7

Допускаемая температура горючего ТВЭЛ

?С

[4]

2800

8

Условие теплотехнической надёжности

?

1573?2800

3.3 Расчёт запаса по кризису теплообмена

Таблица 3.3

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Числ. знач.

1

2

3

4

5

6

1

Теплота парообразования

r

кДж/кг

справ. данное [1]

999,4

2

Относительная энтальпия потока в сечении Z

X(Zi)

-

Табл.3.3.1.

3

Критический тепловой поток

qкр(Zi)

МВт/м2

Табл.3.3.1.

4

Коэффициент запаса по кризису теплообмена

Ккр(Zi)

-

Табл.3.3.1.

Таблица 3.3.1

№ участка i

qкр(Z), МВт/м2

Ккр(Z)

X(Z)

1

3.091

10.94

-0.442

2

3.081

7.23

-0.438

3

3.068

5.45

-0.433

4

3.052

4.41

-0.427

5

3.032

3.74

-0.419

6

3.009

3.28

-0.41

7

2.983

2.96

-0.4

8

2.955

2.72

-0.389

9

2.924

2.54

-0.377

10

2.83

2.3

-0.34

11

2.734

2.38

-0.302

12

2.704

2.5

-0.29

13

2.676

2.65

-0.279

14

2.651

2.9

-0.269

15

2.629

3.24

-0.26

16

2.611

3.77

-0.253

17

2.594

4.61

-0.246

18

2.581

6.06

-0.241

19

2.571

9.1

-0.237

Рис. 3.2

4. Расчёт системы компенсации объёма

Таблица 4

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Численное значение

1

2

3

4

5

6

1

Параметры ТН при работе установки на номинальных параметрах:

-

Температура ТН в СКО

ТСКОГОР

?С

190-200

200

-

Удельный объём воды в СКО

м3/кг

справ.данное,[1]

0,0011432

2

Параметры ТН на полностью расхоложенной установке:

-

Давление теплоносителя

Ртхол

МПа

0,1

0,1

-

Температура ТН в СКО

ТСКО

?С

20

20

-

Удельный объём воды в СКО

м3/кг

справ. данное, [1]

0,0010017

3

Объем ТН первого контура

Vтн

м3

задано

11

4

Объём ТН, вытесняемого из первого контура в СКО

Vв

м3

Vтн * /- Vтн

1,554

5

Объём ТН в жидкостных баллонах на 100% мощности

Vт

м3

1,645

6

Минимальный объём газа в жидкостных баллонах

м3

0,8?1,4

1,355

7

Ёмкость жидкостных баллонов

VЖБ

м3

Vт+

3

8

Количество жидкостных баллонов

Z1

шт.

2?4

3

9

Допустимая величина изменения давления в первом контуре

? Рт

МПа

(0,15?0,25)•Рт

3

10

Показатель политропы

nГ

- азот 1,40

1,4

11

Ёмкость газовых баллонов

VГБ

м3

12,73

12

Количество газовых баллонов

Z2

шт.

31

13

Масса СКО

т

55,125

5. Расчёт ионообменного фильтра

Таблица 5

№

Наименование величины

Обозначение

Размерность

Расчётная формула

Численное значение

1

Ёмкость обессоливающей загрузки

кг

задано, 30

30

2

Содержание ионов хлора в исходной воде

мг/л

задано, 0,3

0,3

3

Объёмный расход воды через фильтр

Q

м3/ч

Q = 0,01 Qт

20,46

4

Ресурс фильтра

ч

823

5

Ёмкость свежей смешанной загрузки фильтра

q0

350?400

350

6

Объём загрузки фильтра

Vф

м3

4.13

7

Высота загрузки фильтра

Н

м

0,8?1,3

1,2

8

Скорость фильтрования

W

м/ч

150?160

150

9

Проходное сечение всех фильтров

F

м2

4.13

10

Внутренний диаметр фильтра

DВН

м

1?1,5

1,5

11

Количество фильтров

nф

шт.

3

12

Гидравлическое сопротивление свежего слоя загрузки

61224,5

6. Технологическая инструкция на монтаж реактора и парогенераторов

6.1 Монтаж реактора

6.1.1 Погрузку производить цеховым краном на микроходу

Снять защитный чехол с изделия. Произвести наружный осмотр изделия, уплотнения . Протереть медаполамовой салфеткой, смоченной спиртом, наружную поверхность реактора.

Застропить реактор на гак крана за патрубки (одновременно должны быть накинуты стропы не менее чем на три патрубка)

Осторожно приподнять реактор в подставе, выровнять вгоризонт с точностью до 3 мм по линейке и квадранту, устанавливаемый на кожух крышки.

После проверки вертикальности положения осторожно опустить в кессон бака ЖВЗ.

Опоры реактора опустить на подвижные башмаки и с помощью приспособления для горизонтальных перемещений отцентрировать реактор в кессоне бака ЖВЗ.

Правильную ориентацию реактора при установке в бак ЖВЗ на фундамент определяет контрольная риска с указанием "корма" нанесенная на патрубке.

При окончательной выверке положения реактора перед сваркой башмаков с его фундаментом на баке ЖВЗ допускается несоосность корпуса реактора и кессона и несовпадение контрольной риски с ДП бака ЖВЗ 0.1-0.5 мм.

Зазор между корпусом реактора и стенкой кессона должен быть в пределах 1.5-2 мм.

Проверить зазор между корпусом реактора и стенкой кессона щупами с индикаторами часового типа или шаблонами

Рис.6.1.1 Крепление реактора: 1 - крепежная скоба; 2 - опора реактора; 3 - башмак; 4 - фундамент; 5 - корпус реактора.

6.2 Монтаж парогенератора

Застропить парогенератор на гак крана. Очистить крышку изделия вакуумной уборкой.

Осторожно приподнять изделие, выровнять в горизонт с точностью до 3 мм по линейке и квадранту, устанавливаемый на кожух крышки.

Установить парогенератор в кессоне с заданной несоосностью его корпуса и стенок кессона на временные скользящие опоры (рис 2.), с учетом возникновения усадки металла монтажного сварного шва патрубков реактора и парогенератора.

фильтр ядерный реактор парогенератор

Рис. 6.2.1. Конструкция временной скользящей опоры парогенератора: 1 - фундамент; 2 - бронзовая пластинка; 3 - стальной диск; 4- опора парогенератора; 5 - индикатор; 6 - корпус динамометра; 7 - отверстие для отжимного болта; 8 - стальной шарик.

Проверить параллельность плоскости опор и плоскости фундамента, после чего установить в опоры монтажные динамометры для замера распределения веса парогенератора.

Крепление динамометров производить поочередно, при этом конструкция динамометра должна предусматривать крепление его в опоре без вертикального люфта.

Для обеспечения равномерного распределения нагрузки от шарикового упора динамометра (рис. 2) применять специальный диск, выполненный из высокопрочной закаленной стали диаметром около 100 мм.

Для уменьшения коэффициента трения между стальным диском и бронзовой пластиной смазать сопрягаемые поверхности машинным маслом.

После установки всех монтажных динамометров на скользящей прокладке окончательно проверить ориентацию парогенератора по отношению к реактору.

При предварительной центровке допускаются следующие отклонения соосности его патрубка и патрубка реактора:

1) излом осей не более 0.5 мм/м;

2) смещение осей не более 0.2 мм;

Изломы и смещения на монтажном стыке измерить в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Определение изломов оси производится с помощью штангенциркуля (рис 6.2.2).

Рис.6.2.2 Замер излома оси патрубков с помощью штангенциркуля с упорами6 1 - штангенциркуль; 2 - упор; 3 - разделка сварного стыка

Окончательная центровка парогенератора допускает следующие отклонения по излому оси:

1) в вертикальной плоскости 0.2 мм/м;

2) в горизонтальной плоскости 0.8 мм/м.

Сварку патрубков производить ручной дуговой сваркой на подкладном кольце.

Для сварки патрубков применять электроды ЭА400/10У диаметром 3 мм.

Сварку производить ступенчатым способом узкими валиками шириной не более трех диаметров электрода.

Сварной шов испытать гидравлическим давлением, гаммографированием.

После проверки контрольных образцов в лаборатории и при получении положительных результатов контроля за качеством выполнения сварки,, монтажные динамометры снять и заменить их на штатные пружинные амортизаторы (рис.6.2.3.), на которых окончательно закрепить парогенератор.

Рис. 6.2.3. Конструкция пружинного амортизатора: 1-болт; 2-втулка амортизатора; 3-отверстие в опоре парогенератора; 4-пружинный амортизатор; 5-фундамент

Монтажные динамометры снимать поочередно, путем переложения нагрузки на упорные винты, ввинчиваемые в отверстия на опорах парогенератора.

Пружинные амортизаторы закрепить в фундаменте с помощью болтов.

Заключение

При выполнении работ по монтажу изделий могут возникнуть следующие опасные и вредные производственные факторы:

1) движущиеся грузоподъемные механизмы и машины, подвижные части производственного и грузоподъемного оборудования, передвигающиеся изделия и оборудование при проведении погрузочных- разгрузочных и такелажных работ;

2) повышенная яркость света и уровень электромагнитных излучений при сварке;

3) повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

4) повышенная температура поверхности изделия при сварке;

5) повышенная загазованность и запыленность воздуха рабочей зоны;

6) повышенный уровень вибрации и шума при работе с пневмоинструментом;

7) пары органических веществ ЛВЖ (уайт-спирита), действующих на рабочих наркотически и раздражающе через дыхательные пути при проведении работ.

Уайт-спирит легковоспламеняющийся продукт II категории по степени воздействия на организм человека относится к веществам 4 класса опасности ПДК паров в воздухе рабочей зоны 300 мг/м .

К выполнению погрузочно-разгрузочных и такелажных работ допускаются лица не моложе 18 лет, не имеющие медицинских противопоказаний, прошедшие специальное обучение, аттестованные соответствующей комиссией и получившие удостоверение на право обслуживания объектов данной категории, прошедшие инструктаж по технике безопасности, пожарной безопасности и промсанитарии.

Производственный персонал должен быть обеспечен специальной одеждой, специальной обувью и средствами индивидуальной защиты в соответствии с "Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, предохранительных приспособлений и других средств индивидуальной защиты рабочих и служащих".

До начала проведения работ производственному мастеру необходимо произвести инструктаж по безопасному выполнению работ в объеме необходимых инструкций, действующих на предприятии, производящем монтаж изделий.

При организации и проведении работ по монтажу изделий руководствоваться следующими нормативными документами:

1)"Общими правилами техники безопасности и производственной санитарии для предприятий машиностроения",утвержденными ЦК профсоюзов рабочих машиностроения;

2) "Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий";

4)"Правилами техники безопасности и производственной санитарии при холодной обработке металлов".

Работы по очистке следует проводить на специально оборудованных участках при постоянно работающей приточно-вытяжной вентиляции. Вентиляция должна быть выполнена в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05.

Участки должны быть оснащены системами и средствами пожаротушения.

При осмотре изделий применять переносные источники освещения напряжение не выше 12 В во взрывобезопасном исполнении.

При выполнении работ с уайт-спиритом и другими ЛВЖ применять следующие средства индивидуальной защиты:

1) для защиты органов дыхания - СИЗОД-ФР310, респиратор фильтрующий газопылезащитный РУ-60МА;

2) для защиты рук- перчатки резиновые технические, тип 1, рукавицы.

Проведение электросварочных работ разрешается при наличии эффективной вентиляции.

При выполнении электросварочных работ соблюдать меры безопасности в соответствии с требованиями РД5. 9823 и применять следующие средства защиты:

1) спецодежду;

2) обувь специальную;

3) каску строительную;

4) щитки защитные лицевые для электросварщиков со светофильтром;

5) СИЗОД -ФП- 110, респиратор ШБ-1 "Лепесток-200" ГОСТ

12.4.028 или респиратор противопылевой "КАМА-200"-в аварийных случаях при малой эффективности общеобменной местной вентиляции. Сварочное оборудование должно быть заземлено.

Список литературы

1. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.:Энергия, 2010г.

2. Аин Е.М. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам “Теоретические основы судовой энергетики” и “Гидрогазодинамика и теплообмен”. Северодвинск: Севмашвтуз, 1998 г.

3. Пейч Н.Н. Тепловой расчёт активной зоны водо-водяного реактора. Л.: ЛКИ, 2008г.

4. Маковеев И.В. Судовое главное энергетическое оборудование. Паропроизводящие установки. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Северодвинск: Севмашвтуз, 2009.

5. Кузнецов В.А. Судовые ядерные энергетические установки (конструкции и особенности эксплуатации). Л.: Судостроение, 1989г.

6. Шаманов Н.П., Пейч Н.Н., Дядик А.Н. Судовые ядерные паропроизводящие установки. Л.: Судостроение, 2010г.

7. Кравченко В.С. Монтаж судовых энергетических установок. Л.: Судостроение, 1975г.

8. Баранов В.В. Монтаж, техническое обслуживание и ремонт судовых энергетических установок. СПб.: Судостроение, 2011г.

9. Кузнецов В.А. Судовые ядерные реакторы. Л.: Судостроение, 1988г.

10. Манько П.А., Солоимский Б.Е. Производство судовых реакторов и парогенераторов. Л.: Судостроение, 2009г.

Размещено на Allbest.ur


Подобные документы

  • Расчет рабочего контура ядерной энергетической установки

    Уравнения материальных и тепловых балансов для теплообменных аппаратов и точек смешения сред в рабочем контуре ядерной энергетической установки. Определение расхода пара на турбину, паропроизводительности парогенератора и мощности ядерного реактора.

    контрольная работа [177,6 K], добавлен 18.04.2015

  • Теплогидравлический расчёт ядерного реактора мощностью 3070 МВт

    Теплотехническая надежность ядерного реактора: компоновка, вычисление геометрических размеров его активной зоны и тепловыделяющей сборки. Определение координат и паросодержания зоны поверхностного кипения. Температура ядерного топлива по высоте ТВЭл.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.06.2011

  • Физический расчет ядерного реактора

    Конструкция реактора и выбор элементов активной зоны. Тепловой расчет, ядерно-физические характеристики "холодного" реактора. Многогрупповой расчет, спектр и ценности нейтронов в активной зоне. Концентрация вещества в гомогенизированной ячейке реактора.

    курсовая работа [559,9 K], добавлен 29.05.2012

  • Расчёт парогенератора для атомных электростанций

    Предназначение и конструктивные особенности ядерного энергетического реактора ВВЭР-1000. Характеристика и основные функции парогенератора реактора. Расчет горизонтального парогенератора, особенности гидравлического расчета и гидравлических потерь.

    контрольная работа [185,5 K], добавлен 09.04.2012

  • Проектирование реакторной установки

    Особенности разработки судовой реакторной установки ВБЭР-300 мощностью 300 МВт (эл.) с использованием технологий судовых блочных реакторов. Направления оптимизации структуры и масштаба строительства АС с РУ ВБЭР-300 атомной паропроизводящей установки.

    дипломная работа [1023,0 K], добавлен 26.03.2015

  • Параметры основных элементов ядерной энергетической установки

    Определение параметров ядерного реактора АЭС, теплообменивающихся сред в парогенераторе, цилиндров высокого и низкого давления турбоагрегатов. Компоновочные и конструктивные особенности главного конденсатора и расчет поверхности его теплопередачи.

    контрольная работа [501,3 K], добавлен 18.04.2015

  • Энергетическая установка с реактором РБМК-1500

    Тепловая схема и основные принципы работы контура многократной принудительной циркуляции реакторной установки АЭС. Гидродинамические процессы в барабан-сепараторе реактора РБМК. Совершенствование контроля энерговыделения по высоте активной зоны реактора.

    курсовая работа [446,4 K], добавлен 21.12.2014

  • Расчет парогенератора, обогреваемого водой под давлением

    Уравнения теплового баланса для парогенератора при прямоточной схеме генерации пара. Выбор скоростей и расчет трубного пучка. Расчет толщины трубки и геометрии межтрубного пространства. Тепловой расчет и расчет на прочность элементов парогенератора.

    контрольная работа [211,0 K], добавлен 04.01.2014

  • Расчет рабочего контура

    Расходы пара на систему теплофикации и турбину турбопитательного насоса. Уравнения материальных балансов пароперегревателя. Параметры теплообменивающихся сред рабочего контура. Паропроизводительность парогенератора и тепловая мощность ядерного реактора.

    контрольная работа [267,2 K], добавлен 18.04.2015

  • Водное хозяйство ТЭС и расчёт мощности ВПУ

    Расчёт производительности ВПУ. Выбор типа предварительной очистки воды и ионообменной части фильтра. Расчет предварительной очистки ВПУ. Водно-химический режим котельной, расчет осветителей. Анализ результатов расчета ВПУ, компоновка оборудования.

    курсовая работа [342,5 K], добавлен 17.09.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены