Парогенератор АЭС реактора БН-600

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