Расчет парогенератора АЭС

Число Рейнольдца в пароперегревателе для пара: 

 

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к водяному пару, продольно обтекающего  пучок труб: 

 

Теплоотдача от натрия к воде:

 
 
 
 
 

Геометрия перегревательного участка:

Разница между выходом  натрия в пароперегреватель  и выходом воды(большая)  

 

Разница между входом натрия в пароперегреватель  и выходом воды(маленькая)  

 

Среднелогарифмический температурный напор в пароперегревателе:

 
 
 

Общая площадь пароперегревателя: 

 
 

Общая длина трубок пароперегревателя: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Площадь теплопередающей  поверхности, длина  и масса труб. 

Общая расчётная площадь  теплообмена:

  .

Поскольку в процессе эксплуатации парогенератора возможно образование отложений, течей  в отдельных трубках и их заглушка, то фактическая площадь теплопередающей  поверхности рассчитывается с некоторым запасом.

Значение коэффициента запаса выбирается из интервала от 1,1 до 1,25.

Примем  =1,15.

Тогда . 

Общая длина трубки с учётом коэффициента запаса равна:  

. 

Длина испарительного участка:  

Длина экономайзерного  участка:   

Длина пароперегревательного  участка:   
 

Масса одного метра трубы равна: . 

Плотность стали 15ХМ (по ГОСТ 8731-87) равна            

Отсюда   

Масса труб:  
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Гидравлический  расчёт. 

Целью данного расчета ПГ является определение гидравлических сопротивлений препятствующих движению теплоносителя и рабочего тела. 
 

5.1 Гидравлическое сопротивление. 

По  теплоносителю.

Сопротивления трению: 

Экономайзерный  участок:

По формуле  Дарси-Вейсбаха: .                 

.

Коэффициент сопротивления  трению:

 

.

. 
 

Испарительный участок:

гидравлические  расчеты сопротивления, при движении в трубах для потока гомогенной смеси рассчитывается по отношению: 

 

 
 
 
 
 
 
 

Пароперегревательный  участок:

По формуле  Дарси-Вейсбаха: .                 

.

Коэффициент сопротивления трению:

 

.

. 

По  рабочему телу. 

Сопротивления трению: 

Экономайзерный  участок:

По формуле  Дарси-Вейсбаха: .

Коэффициент сопротивления  трению:

 

.

.

Испарительный участок:

гидравлические  расчеты сопротивления, при движении в трубах для потока гомогенной смеси  рассчитывается по отношению:

 

Испаритель  до точки кризиса теплообмена

,

         Испаритель после точки кризиса теплообмена

        ,

Пароперегревательный  участок:

По формуле  Дарси-Вейсбаха: .                 

.

Коэффициент сопротивления  трению:

 

.

. 
 

Местные сопротивления:

  .

1. Внезапное расширение 

,

2. Внезапное сужение

,

3. Вход в трубки

,

 

4. Выход из трубок

,

 
 

Сумма всех потерь по 2-му контуру: 

 
 

5.2 Мощность питательного  насоса.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Конструкционный  расчёт ПГ. 

1. Расчётное давление:

- расчётное давление i-го контура.

 

Принимаем номинальное  допустимое напряжение для стали  10ГН2МФА:

Принимаем номинальное  допустимое напряжение для стали 15ХМ:  

2. Входной и выходной патрубки теплоносителя: 

Внутренний  диаметр: 

выберем внутренний диаметр патрубка по скорости теплоносителя 

,

Откуда   
 
 

Толщина стенки:

- коэффициент прочности 

3. Толщина стенки защитного кожуха:

 
 

4. Внутренний диаметр выходного патрубка перегретого пара: 

выберем внутренний диаметр патрубка по скорости пара

,

Откуда   

Толщина стенки:

5. Корпус ПГ: 

Толщина:

Наружный  диаметр:

 
 

6. Трубные доски: 

Толщина:

Диаметр: 

Диаметр трубной  доски принимаем равным наружному  диаметру корпуса ПГ.

 
 
 

7. Крышка и днище ПГ: 

-минимально допустимая высота днища (крышки)

 

8. Внутренний диаметр входного патрубка питательной воды: 

выберем внутренний диаметр патрубка по скорости теплоносителя

,

Откуда   

Толщина стенки: