Физические принципы атомной энергетики

КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ

Задача: рассчитать геометрические размеры парогенератора.

Размеры и масса основных деталей парогенератора

Внутренний диаметр патрубков для входа и выхода теплоносителя принимается равным:

 

Плотность теплоносителя на входе и выходе:

Скорость теплоносителя во входном и выходном патрубках:

 

 

Толщина трубы патрубков для рабочего тела:

Удельный объем рабочего тела на входе и выходе:

 

Скорость рабочего тела во входном и выходном патрубках:

 

 

Внутренний диаметр корпуса принимаем:

Толщина корпуса парогенератора:
Расчетное давление:  

(сталь 10ГН МФА);

По конструктивным соображениям принимаем толщину стенки корпуса 20мм.

Толщина трубы патрубков для теплоносителя:

По конструктивным соображениям принимаем толщину стенок патрубков 45мм.

Расчетное давление:  

Толщина днища:

К0=1;

Принимаем =70,мм.

Толщина трубных досок:

 

(из графика);

Принимаем

=80мм.

Оценка массы парогенератора:

Длина отрезка трубы, прилегающей к трубной доске:
 

Длина отрезка трубы, завальцованного в трубной доске:
 

Тогда полная длина одной трубы:

 

 

 

Плотность стали равна:

Масса труб одного модуля:

Испарителя:

 

Пароперегревателя:

 
Промпароперегревателя:
 

Масса труб всех модулей:

Испарителя:

Пароперегревателя:

Промпароперегревателя:

Масса корпуса испарителя:

Масса трубных досок:

Масса модуля испарителя:
 

5.РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

Гидравлический расчёт контура парогенератора проводится с целью определения надёжности работы контура при заданных размерах и тепловых характеристиках

Гидравлическое сопротивление определяется по формуле

Потери давления от трения вычисляются по формуле

, Па.

Потери давления от местных сопротивлений вычисляются по формуле

, Па,

где ξТ и ξм – коэффициент сопротивления на трение и коэффициент местного сопротивления, соответственно; ρ – плотность теплоносителя, кг/м3; ω – скорость теплоносителя, м/с, dГ – гидравлический диаметр трубы, м, L – длина трубы, м.

Полное сопротивление движению потока в канале

Потери давления на ускорение вычисляются по формуле

, Па,

где -скорости теплоносителя на входе и на выходе; - плотности теплоносителя на входе и на выходе.

Нивелирное сопротивление потока

, Па,

где  - средняя по высоте плотность теплоносителя; - высота участка; - ускорение свободного падения.

5.1Гидродинамический расчет по тракту теплоносителя

Параметры теплоносителя

Плотность теплоносителя на входе и на выходе:

Средняя плотность теплоносителя:
 

Скорости теплоносителя на входе и на выходе:

 

 

Средняя скорость теплоносителя:

Удельный объем:

Эквивалентный диаметр:
 

Критерий Рейнольдса:

 

Шероховатость материала (12Х18Н10Т):

 

Для режимов течения

 

Тогда потери на трение рассчитываются по формуле:

Нивелирные потери:

Потери на ускорение:

Согласно справочнику по гидравлическим сопротивлениям: вход в межтрубное пространство и выход из него происходит с сопротивлением:
 

Коэффициент потерь на местные сопротивления при прохождении одной дистанционирующей решетки:

FБ = 0,135 м, площадь межтрубного пространства

Fм=0,089 м, площадь пространства без учета площади трубок и площади дистанционирующих решеток.

, где 0,9 м, это шаг расположения дистанционирующих решеток.

Тогда потери давления от местных сопротивлений при прохождении всех дистанционирующих решеток, с учетом количества решеток:

Гидравлические потери:
 

Полное сопротивление движения потока в испарительном модуле:
 

Гидродинамический расчет по тракту рабочего тела

Плотность рабочего тела на входе и на выходе, средняя плотность:

Коэффициенты трения и гидравлические сопротивление трения участков:

экономайзер

испаритель

Удельные объемы рабочего тела на входе и выходе:

Гидравлические сопротивления трения для экономайзерного и испарительного участков:

Где

Местные потери:

Коэффициенты местных потерь на выходе из подводящего патрубка и на входе в отводящий:

 

Нивелирные потери:

Потери на ускорение:

Полное сопротивление движения потока в испарительном модуле:
 

Атомная энергетика