Расчет тепловой нагрузки по участкам





Министерство образования Российской Федерации

Институт ядерной энергетики (филиал)

Санкт-Петербургского государственного технического университета

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по курсу «ПАРОГЕНЕРАТОРЫ И ТО»:
«ТЕПЛО-ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРА АЭС»

Выполнил:

Студент: Шишкин А. В.

Группа: 5037/9

Руководитель:

Доцент, Шанин А. Ю.

 

Сосновый Бор


СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ........................................................................................... 3

 

2. ТЕПЛО-ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРА....................... 4

2.1. Тепловой расчет .................................................................................................... 4

2.2. Гидравлический расчет ........................................................................................ 13

 

ЛИТЕРАТУРА ................................................................................................................ 13


ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

В настоящей работе приведен тепло-гидравлический расчет вертикального прямоточного парогенератора АЭС с жидкометаллическим теплоносителем. Цель работы - определение оптимальной площади теплообменной поверхности парогенератора при различный скоростях жидкометаллического теплоносителя.

где Qпг - тепловая мощность парогенератора;

k - средний коэффициент теплопередачи от натрия к воде (пару);

Dt - средний температурный напор;

Т. к. коэффициент теплопередачи в значительной мере зависит от агрегатного состояния теплоносителя II контура (вода-пар), расчет выполняется отдельно для четырех участков парогенератора (рис. 1):

I - экономайзерный (Qэк);

II - испарительный (Qисп);

III - испарительный с ухудшенным теплообменом (Qиспух);

IV - пароперегревательный (Qпп)/

 

 

Рис. 1. Расчетные участки парогенератора

 

Т. к. для заданных трубок ПГ отношение , расчет коэффициента теплопередачи производится по упрощенной формуле для плоской стенки

 

ТЕПЛО-ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРА

Тепловой расчет

Таблица 1

Расчет тепловой нагрузки по участкам

 

Параметр Формула (источник) Скорость теплоносителя (Na)
w1 w2 w2
Тепловая мощность ПГ, Qпг, кВт задано
Температура Na на входе, t1, 0С задано
Температура Na на выходе, 4, 0С задано
Температура пара на выходе из ПГ, tвых; 0С задано
Температура питательной воды, tвх, 0С задано
Температура насыщения, tS, 0С tS = f(p2) [1, прил. I] 336,6
Наружный диаметр трубок, d2, м задано 0,016
Толщина стенки трубки, dст, м задано 0,0025
Внутренний диаметр трубок, d1, м d1 = d2 - 2dст 0,011
Средний диаметр трубок, d, м 0,0135
Средняя теплоемкость Na, сp, кДж/кг К [1, прил. IV] 1,274
Расход Na, G, кг/с 20,66
Энтальпия питательной воды на входе в ПГ, hвх, кДж/кг [1, прил. I]
Энтальпия пара на выходе из ПГ, hвых, кДж/кг [1,прил. I] 3336,7
Энтальпия воды в состоянии насыщения, h’, кДж/кг [1, прил. II] 1570,9
Энтальпия пара в состоянии насыщения, h”, кДж/кг [1, прил. II] 2642,6
Паропроизводительность ПГ, D, кг/с 2,18
Тепловая нагрузка экономайзерного участка, Qэк, кВт 1157,46
Температура Na в конце экономайзерного участка, t3, 0С 373,98
Тепловая нагрузка пароперегревательного участка, Qпп, кВт 1510,42

 

Продолжение таблицы 1

Температура Na в начале пароперегревательного участка, t2, 0С 462,6
Тепловая нагрузка на участке кипения, Qкип, кВт 2332,11
Средняя плотность Na, r, кг/м3 [1, прил. IV] 847,5
Скорость Na, w, м/с принимаем
Проходное сечение Na, Fпр, м2 0,0244 0,0122 0,0081
Шаг треугольной решетки, s, м принимаем 0,028
Площадь ячейки, fяч, м2 4,78 × 10-4
Число трубок, n 25,5
Площадь корпуса ПГ, Fкор, м2 0,02518 0,013 0,00983
Диаметр корпуса ПГ, dкор, м 0,179 0,129 0,0107
Эквивалентный диаметр ячейки Na, dэкв, м 0,031 0,029 0,027
Массовая скорость теплоносителя II контура, (rw)в, кг×м2 448,99 897,97 1346,96
Граничное паросодержание, xгр0 0,672 0,475 0,388
Граничное паросодержание, xгр 0,621 0,439 0,358
Тепловая нагрузка на участке испарения, Qисп, кВт 1447,88 1023,81 835,94
Тепловая нагрузка участка ухудшенного теплообмена, Qиспух, кВт 884,23 1308,31 1496,18
Темпепература Na в конце ухудшенного участка, tух, 0С 429,0 412,9 405,7
             

 

 


Рис. 2. t-Q диаграмма прямоточного парогенератора

 

Критерий Нуссельта для жидкометаллического теплоносителя, омывающего трубный пучок

(2.1)

 

Таблица 2

Экономайзерный участок

Параметр Формула (источник) Скорость теплоносителя (Na)
w1 w2 w2
Средняя температура Na, tNaср, 0С 352,0
Плотность Na, rNa , кг/м3 [1, прил. IV] 865,5
Динамическая вязкость Na, mNa, Па×с [1, прил. IV] 3,05 × 10-4
Теплопроводность Na, lNa, Вт/м×К [1, прил. IV] 71,77
Критерий Прандтля Na, PrNa [1, прил. IV] 0,0054
Критерий Рейнольдса Na, Re 88500,2 164107,3 232584,3
Критерий Нуссельта Na, NuNa формула (2.1) 14,35 17,76 20,67
Коэффициент теплоотдачи от Na к стенке, a1, Вт/м2К 33021,9 44093,0 54304,9
Средняя температура воды, tвср, 0C 288,3

Продолжение таблицы 2

Динамическая вязкость воды, mв, Па×с [1, прил. I] 9,52 × 10-5
Теплопроводность воды, lв, Вт/м×К [1, прил. I] 0,581
Критерий Прандтля воды, Prв [1, прил. I] 0,875
Критерий Рейнольдса, Reв 51878,7 103757,3 155636,0
Критерий Нуссельта воды, Nuв 128,98 224,57 310,61
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде, a2, Вт/м2К 6812,5 11861,2 16406,0
Теплопроводность стенки, lст, Вт/м×К [1, прил. IX] 28,0
Коэффициент теплопередачи от Na к воде, k, Вт/м2К 3754,3 5094,9 5929,3
Средний логарифмический температурный напор, Dtл, 0С 59,9
Площадь теплообмена экономайзерного участка, Fэк, м2 5,15 3,79 3,26

 

Таблица 3

Испарительный участок

 

Параметр Формула (источник) Скорость теплоносителя (Na)
w1 w2 w2
Средняя температура Na, tNaср, 0С 401,5 393,4 389,9
Плотность Na, rNa , кг/м3 [1, прил. IV] 853,6 855,6 856,4
Динамическая вязкость Na, mNa, Па×с [1, прил. IV] 2,81×10-4 2,85×10-4 2,87×10-4
Теплопроводность Na, lNa, Вт/м×К [1, прил. IV] 68,6 69,1 69,3
Критерий Прандтля Na, PrNa [1, прил. IV] 0,0052 0,00523 0,00524
Критерий Рейнольдса Na, Re 94738,1 173614,8 244572,7

 

Продолжение таблицы 3

 

Критерий Нуссельта Na, NuNa формула (2.1) 14,48 17,95 20,89
Коэффициент теплоотдачи от Na к стенке, a1, Вт/м2К 31847,5 42903,9 52982,3
Теплопроводность стенки, lст, Вт/м×К [1, прил. IX] 28,0
Средний логарифмический температурный напор, Dtл, 0С 60,8
Тепловой поток, q, Вт/м2 из уравнения (2.2)
Коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме, aбо, Вт/м2К   155420,8 162979,0 167516,3
Динамическая вязкость воды, mв, Па×с [1, прил. I] 7,62 × 10-5
Теплопроводность воды, lв, Вт/м×К [1, прил. I] 0,4675
Критерий Прандтля воды, Prв [1, прил. I] 1,289
Критерий Рейнольдса, Reв 64814,8 129628,6 194442,8
Критерий Нуссельта воды, Nuв 179,96 313,32 433,37
Коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене, aw, Вт/м2К 7648,1 13316,1 18418,4
Отношение aбо/aw   20,3 12,2 9,1
Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, a2, Вт/м2К 108794,6 114085,3 117262,8
Коэффициент теплопередачи от Na к пару, k, Вт/м2К 7699,6 8240,0 8569,9
Площадь теплообмена испарительного участка, Fисп, м2 3,09 2,04 1,6
           

 

 

Уравнение для определения теплового потока q на испарительном участке ПГ

(2.2)

 

 

Таблица 4





Читайте также:
Решебник для электронной тетради по информатике 9 класс: С помощью этого документа вы сможете узнать, как...
Функции, которые должен выполнять администратор стоматологической клиники: На администратора стоматологического учреждения возлагается серьезная ...
Книжный и разговорный стили речи, их краткая характеристика: В русском языке существует пять основных...
Основные идеи славянофильства: Славянофилы в своей трактовке русской истории исходили из православия как начала...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-03-24 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.019 с.