Физические принципы атомной энергетики

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
 

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