Расчёт теплоотдачи, теплопередачи и определение площади поверхности теплообмена
Таблица 1.3
| №
| Наименование величины
| Обозначение
| Размерность
| Расчётная формула
| Числовое
значение
| |
|
|
|
|
|
| |
| 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
| 
| -
| 
|
| | 1.7
| Число Nu на пароперегревательном участке
| 
| -
| 
|
| | 1.8
| Коэффициент теплоотдачи к стенке на экономайзерном участке
| 
| 
| 
|
| | 1.9
| Коэффициент теплоотдачи к стенке на испарительном участке
| 
|
| 
|
| |
|
|
|
|
|
| | 1.10
| Коэффициент теплоотдачи к стенке на пароперегревательном участке
| 
|
| 
|
| |
| Тракт рабочего тела
|
|
|
|
| | 2.1
| Число Re на экономайзерном участке
| 
| -
| 
|
| | 2.2
| Число Re на пароперегревательном участке
| 
| -
| 
|
| | 2.3
| Число Nu на экономайзерном участке
| 
| -
| [4]
|
| | 2.4
| Число Nu на пароперегревательном участке
| 
| -
| 
|
| | 2.5
| Коэффициент теплоотдачи от стенки на экономайзерном участке
| 
|
| 
|
| |
| поправочный коэффициент
| 
| -
| 
|
| | 2.6
| Коэффициент теплоотдачи от стенки на пароперегревательном участке
| 
|
| 
|
| | 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
| 
|
| 
|
| | 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
|  
|
| 
|
| | 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
|
|
| 
|
| |
|
|
|
|
|
| |
| Средняя температура стенок трубок на экономайзерном участке
| 
| ˚ С
| 
| 246.3
| |
| Средняя температура стенок трубок на испарительном участке
| 
| ˚ С
| 
| 254.6
| |
| Средняя температура стенок трубок на пароперегревательном участке
| 
| ˚ С
| 
| 310.06
| |
| Коэффициент теплопроводности стенок трубок на экономайзерном участке
| 
|
| [4]
| 18.15
| |
| Коэффициент теплопроводности стенок трубок на испарительном участке
| 
|
| [4]
| 18.25
| |
| Коэффициент теплопроводности стенок трубок на пароперегревательном участке
| 
|
| [4]
| 19.06
| |
| Коэффициент теплопередачи на экономайзерном участке
| 
|
| 
|
| |
| Коэффициент теплопередачи на испарительном участке
| 
|
| 
|
| |
|
|
|
|
|
| |
| Коэффициент теплопередачи на пароперегревательном участке
| 
|
| 
|
| |
| Коэффициент запаса, учитывающий эффективность использования поверхности теплообмена
| 
| -
| [4]
| 0.97
| |
| Площадь поверхности теплообмена на экономайзерном участке
| 
| м2
| 
| 14.54
| |
| Площадь поверхности теплообмена на испарительном участке
| 
| м2
| 
| 45.2
| |
| Площадь поверхности теплообмена на пароперегревательном участке
| 
| м2
| 
| 14.1
| |
| Площадь поверхности теплообмена ПГ
| 
| м2
| НЭК+НИСП+НПЕ
| 73.84
| |
| Требуемая длина навиваемых петлей
| lтр
| м
| 
| 24.3
| |
| Высота поверхности теплообмена ПГ на экономайзерном участке
| hЭК
| м
| 
| 0.301
| |
| Высота поверхности теплообмена ПГ на испарительном участке
| hИСП
| м
| 
| 0.935
| |
| Высота поверхности теплообмена ПГ на пароперегревательном участке
| hПЕ
| м
| 
| 0.292
| |
|
|
|
|
|
| |
| Высота поверхности теплообмена ПГ
| hПГ
| м
| 
| 1.528
| |
| Отношение высоты поверхности теплообмена ПГ к наружному диаметру проточной части
| 
| -
|
| 1.97
| |
| 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
| |
|
|
|
|
|
| |
| Допускаемое напряжение для выбранного материала корпуса
| 
| МПа
| справ. данное, [6]
|
| |
| Внутренний диаметр патрубка входа питательной воды в ПГ
|  
| м
| 
| 0.113
| |
| Номинальная толщина стенки патрубка входа ПВ в ПГ
| 
| м
| 
| (0.0015)
0.0035
| |
| Наружный диаметр патрубка входа питательной воды в ПГ
| 
| м
| +2
| 0.12
| |
| Внутренний диаметр патрубка входа перегретого пара из ПГ
| 
| м
| 
| 0.113
| |
| Номинальная толщина стенки патрубка выхода перегретого пара из ПГ
| 
| м
| 
| (0.0012)
0.0035
| |
| Наружный диаметр патрубка выхода перегретого пара из ПГ
| 
| м
| +2
| 0.12
| |
| Внутренний диаметр патрубка входа ТН в ПГ
| 
| м
| 
| 0.276
| |
|
|
|
|
|
| |
| Номинальная толщина стенки патрубка входа ТН в ПГ
| 
| м
| 
| 0.019
| |
| Наружный диаметр патрубка входа ТН в ПГ
| 
| м
| +2
| 0.314
| |
| Внутренний диаметр патрубка выхода ТН из ПГ
| 
| м
| 
| 0.418
| |
| Номинальная толщина стенки патрубка выхода ТН из ПГ
| 
| м
| 
| 0.029
| |
| Наружный диаметр патрубка выхода ТН из ПГ
| 
| м
| +2
| 0.476
| |
| Номинальная толщина стенки корпуса ПГ
| 
| м
| 
| 0.053
| |
| Наружный диаметр ПГ
| 
| м
| DПГ+2
| 0.881
| |
| Номинальная толщина стенки выпуклого днища ПГ
| 
| м
| 
| 0.048
| |
| Коэффициент, зависящий от конструкции днища
| К
| -
| справ. данное, [6]
| 0.6
| |
| Коэффициент, зависящий от размера отверстия в крышке
| К0
| -
| справ. данное, [6]
|
| |
| Номинальная толщина крышки ПГ
| 
| м
| 
| 0.166
|  
Проектирование АЗ и ТВС
2.1. Определение размеров АЗ и ТВС
Таблица 2.1
| №
| Наименование величины
| Обозначение
| Размерность
| Расчётная формула
| Числовое значение
| |
|
|
|
|
|
| |
| Удельная теплонапряжённость АЗ
| qv
| МВт/м3
| принято, [3]
|
| |
| Диаметр горючего ТВЭЛа
| dгор
| м
| принято, [3]
| 0.009
| |
| Толщина оболочки ТВЭЛа
| δ об
| м
| принято, [3]
| 0.0007
| |
| Отношение шага ТВЭЛа к диаметру
| 
| -
| принято, [3]
| 1.2
| |
| Ширина межканального зазора
| а
| м
| принято, [3]
| 0.012
| |
| Количество ТВЭЛов
| nТВЭЛ
| -
| принято, [3]
|
| |
| Коэффициент запаса
| 
| -
| принято, [3]
| 1.1
| |
| Тепловая мощность реактора
| Qр
| МВт
| 
| 87.15
| |
| Объём активной зоны
| VАЗ
| м3
| 
| 1.21
| |
| Диаметр активной зоны
| DАЗ
| м
| 
| 1.155
| |
| Высота активной зоны
| НАЗ
| м
| DАЗ
| 1.155
| |
|
|
|
|
|
| |
| Наружный диаметр ТВЭЛа
| dТВЭЛ
| м
| dгор+2δ об
| 0.0104
| |
| Расстояние между ТВЭЛами в сборке
| t
| м
| 
| 0.0125
| |
| Сторона ТВС
| S
| м
| 
| 0.09
| |
| Площадь поперечного сечения АЗ
| SАЗ
| м2
| 
| 1.047
| |
| Площадь условной ячейки для квадратного канала
| 
| м2
| 
| 0.01
| |
| Количество ТВС
| 
| -
| 
|
| |
| Принятое количество ТВС с учётом их размещения в активной зоне
| 
| -
| См. рис 2.2
|
|
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
| |
|
|
|
|
|
| |
| Температура ТН на входе в реактор
| Твх
| ˚ С
| 
| 272.12
| |
| Температура ТН на выходе из реактора
| Твых
| ˚ С
| 
| 312.12
| |
| Нагрев ТН в реакторе
| Δ Т
| ˚ С
| Твых - Твх
|
| |
| Температура насыщения ТН
| ts
| ˚ С
| справ. данное, [1]
| 342.12
| |
| Величина недогрева до кипения
| Ts
| ˚ С
| ts - Твых
|
| |
| Коэффициент допустимого увеличения мощности
| KN
| -
| справ. данное
| 1.2
| |
| Коэффициент допустимого снижения расхода
| KG
| -
| справ. данное
| 0.85
| |
| Предельная температура ТН на выходе из реактора в случае одновременного увеличения мощности и снижения расхода
| Tmax
| ˚ С
| 
| 333.6
| |
| Энтальпия ТН на выходе из реактора
| iвых
| кДж/кг
| 
|
| |
| Энтальпия ТН на входе в реактор
| iвх
| кДж/кг
| 
|
| |
| Расход ТН через АЗ
| GТН
| кг/c
| 
|
|
2.3. Разработка схемы ТВС
Таблица 2.3
| №
| Наименование величины
| Обозначение
| Размерность
| Расчётная формула
| Числ. знач-ие
| |
|
|
|
|
|
| |
| Проходное сечение ТВС
| 
| м2
| 
| 0.0036
| |
| Средняя температура ТН
| Тср
| ˚ С
| 
| 292.12
| |
| Средний удельный объём ТН
| Vср
| м3/кг
| [1]
| 0.00135
| |
| Средняя скорость теплоносителя
| Wср
| м/с
| 
| 1.5
| |
| Площадь поверхности теплообмена для всех ТВЭЛов реактора
| Fто
| м2
| 
| 194.156
| |
| 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
| |
|
|
|
|
|
| |
| Эффективная добавка
| δ эф
| -
| [4]
| 0.1
| |
| Эффективная высота АЗ
| Нэф
| м
| НАЗ+2δ эф
| 1.355
| |
| Эффективный диаметр АЗ
| Dэф
| м
| Нэф
| 1.355
| |
| Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по радиусу АЗ
| Kr
| -
| 
| 2.012
| |
| Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по высоте АЗ
| Kz
| -
| 
| 1.368
| |
| Объёмный коэффициент неравномерности тепловыделения
| Kv
| -
| 
| 2.752
| |
| Максимальный тепловой поток
| qmax
| МВт/м2
| 
| 1.23
| |
| Средняя тепловая мощность ТВС
| Qср
| МВт
| 
| 0.83
| |
|
|
|
|
|
| |
| Тепловая мощность центральных рабочих каналов
| QЦРК
| МВт
| 
| 1.67
| |
| Расход ТН через ЦРК
| GЦРК
| кг/с
| 
| 8.067
| |
| Скорость ТН в ЦРК
| WЦРК
| м/с
| 
| 3.025
|
Популярное:
|
