Парогенератор АЭС реактора БН-600

Атомная энергетика
Описание атомной станции малой мощности
Описание реакторной установки
Параметры реакторной установки
Основные решения по конструкции активной зоны
Парогенератор обеспечивает выработку пара
Компенсатор давления
Описание систем реакторной установки
Системы аварийной остановки реактора
Система аварийного охлаждения активной зоны
Локализующие системы безопасности
Обеспечивающие системы безопасности
Технологическая схема сборки твэла
Ионизирующие излучения
Принцип работы атомных электрических станций
Надежность АЭС
Реакторы типа РБМК-1000
Реакторы типа ВВЭР
(водо-водяные энергетические реакторы)
Принцип работы теплоэлектрических
преобразователей
Характеристики
современных термоэлектропреобразователей
.
Проект второй очереди Нововоронежской АЭС
Повышение безопасности энергоблока №4 НВАЭС
Особенности ядерных реакторов
Основные этапы ядерного топливного цикла

Топливо ядерных реакторов

Парогенератор АЭС реактора БН-600.
Задача: найти расход теплоносителя,
тепловую мощность
Задача: рассчитать толщину стенок труб
теплопередающей поверхности
Задача: рассчитать геометрические
размеры парогенератора.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТИПЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Парогенератор.

Гидроэлектрические станции
 

Расчет площади теплопередающей поверхности основного пароперегревателя

Выбор материала и наружного диаметра труб теплопередающей поверхности, расчет толщины стенки.

Для труб теплопередающей поверхности принимаем сталь – 12Х18Н10Т с допускаемым напряжением .

Принимаем, так же как и для испарителя, dн=м. Так как то в качестве расчетной температуры принята температура т.е. Расчетная толщина стенки принимаем толщину стенки труб пароперегревателя

Внутренний диаметр:

3.16.2.Выбор числа модулей пароперегревателя и числа труб в модуле.

Принимаем, что число модулей пароперегревателя равно числу модулей испарителя, и по конструкции  модуль пароперегревателя аналогичен модулю испарителя, т.е.

Число модулей

Расход пара через модуль: 

Расход калия через модуль:

Число труб в модуле: 157 шт.

Живое сечение труб:  м2.

Живое сечение межтрубного пространства: .

Температура пара:

Температура смеси:

Большая разность температур:

Меньшая разность температур: 

, то средний температурный напор на участке:

Средняя температура смеси:

Расчет коэффициента теплоотдачи от калия к стенке трубы. Физические параметры калия при :

плотность кг/м3;

теплоемкость кДж/();

коэффициент теплопроводности

вязкость

коэффициент температуропроводности

число Прандтля

Скорость калия

эквивалентный диаметр:

  

критерий Пекле

критерий Нуссельта

коэффициент теплоотдачи

Термическое сопротивление

Термическое сопротивление окисных пленок:

Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к пару ().

Физические параметры пара при и

Удельный объем

Коэффициент теплопроводности

Вязкость

Число Прандтля

Скорость воды  

критерий Рейнольдса

  коэффициент теплоотдачи (формула (6,4) в [1]) при Сt=1 и Сl=1

термическое сопротивление

Средняя температура стенки трубы:

Коэффициент теплопроводности  стали 12Х18Н10Т при равен 23,35 Вт/м*К.

Термическое сопротивление стенки трубы:

Термическое сопротивление окисных пленок

Площадь теплопередающей поверхности второго экономайзерного участка: (расчетная)

Теплопередающая поверхность пароперегревателя с 10%-ым запасом:

Общая длина труб модулей пароперегревателя:

Длина одной трубы модуля пароперегревателя:

3.17.Расчет площади теплопередающей поверхности промежуточного пароперегревателя (промпароперегревателя).

Ранее были получены следующие характеристики промпароперегревателя:


3.17.1.Выбор материала, диаметра, расчет толщины стенки труб теплопередающей поверхности промпароперегревателя.

Для изготовления промпароперегревателя берем сталь 12Х18Н10Т.

Так как плотность пара в промпароперегревателе значительно меньше плотности пара в основном пароперегревателе, то для получения приемлемого значения скорости пара целесообразно увеличить диаметр труб теплопередающей поверхности для промпароперегревателя. Принимаем dн=25мм=25*10-3 м.

Расчетная толщина стенки равна:

Где

-расчетное давление =

Для стали 12Х18Н10Т при температуре =10,1 кгс/мм2;

коэффициент прочности  

С=С1+С2+С3+С4, где С1=прибавка на минусовый допуск на толщину стенки.

С1=

С2=0-прибавка на коррозию;

С3=0-утолщение стенки по технологическим соображениям;

С4=0,074мм-прибавка на утонение стенки в месте изгиба при овальности 12%;

Тогда

ИЗ технологических соображений толщина принимается равным 2мм.

Внутренний диаметр трубы:

3.17.2. Выбор числа модулей промпароперегревателя, числа труб в модуле, геометрии межтрубного пространства.

Принимаем число модулей промпароперегревателя равным числу модулей пароперегревателя: Так как расход калия через промпароперереватель меньше расхода калия через основной пароперегреватель, то можно расположить трубы с меньшим шагом внутри корпуса.

  Принимаем  тогда  При числе труб на главной диагонали , внутренний диаметр кожуха равен   а число труб (по формуле 11,17 в [1]).

Живое сечение труб:

Живое сечение межтрубного пространства:

 

При средней температуре пара его скорость в трубках равна

 

Скорость калия в межтрубном пространстве (при ):

3.17.3.Расчет площади теплопередающей поверхности промперегревателя.

Больший температурный напор:

Меньший температурный напор: 

Средний температурный напор:

 

Средняя температура калия и воды:

 

эквивалентный диаметр:

 

критерий Пекле

критерий Нуссельта

коэффициент теплоотдачи

Критерий Рейнольдса для пара:

коэффициент теплоотдачи (формула (6,4) в [1]) при Сt=1 и Сl=1

Коэффициент теплопроводности стенки

Термическое сопротивление стенки

Термическое сопротивление окисных пленок  

Толщина железоокисных отложений

Теплопроводность отложений

Термическое сопротивление отложений

Отношение

Коэффициент теплопередачи

Общая расчетная теплопередающая поверхность модулей

Теплопередающая поверхность испарителя с 10%-ным запасом:

Общая длина труб модулей промпароперегревателя:

Длина одной трубы модуля промпароперегревателя:

Основные результаты теплового расчета модулей.

Величина

Обозначение

Значение

Испаритель

Тепловая мощность модуля, кДж/c

QИМ

37,7·103

Длина одной трубы модуля, м

lИМ

13,55

Число модулей

m

6

Число труб в модуле

n

157

Расчетная площадь теплопередающей поверхности модуля, м2

HИМ

86,89

Пароперегреватель

Тепловая мощность модуля, кДж/c

QИПЕ

12,6·103

Длина одной трубы модуля, м

lИПЕ

7,2

Число модулей

m

6

Число труб в модуле

n

157

Расчетная площадь теплопередающей поверхности модуля, м2

HИПЕ

46,98

Промежуточный перегреватель

Тепловая мощность модуля, кДж/c

QИПП

41,6·103

Длина одной трубы модуля, м

lИПП

14,8

Число модулей

m

6

Число труб в модуле

n

140

Расчетная площадь теплопередающей поверхности модуля, м2

HИПП

136,1

Атомная энергетика