Выбор основного оборудования электростанции Расчёт пароводяного подогревателя. Реакторы на быстрых нейтронах и их роль в становлении «большой» атомной энергетики


Важным является то, что впервые в СССР были открыты новые, неизвестные в мире типы весьма крупных урановых месторождений - U-Mo в палеовулканических кальдерах, U-фосфатные редкоземельные в остатках и чешуе палеорыб, U-селеновые полиметальные в палеоруслах древних рек и предгорных впадин и др. с запасами в сотни тыс. т урана

Расчетная часть.

Расчёт пароводяного подогревателя.

температура нагреваемой воды при входе в подогреватель t2/= 65 °С, давление сухого насыщенного водя­ного пара р= 0,45 Мпа (tн= 147,73°С); мощность Q=2,2*106 ккал/час)

Решение. Расход воды опре­деляем по формуле (теплоемкость воды "с" по справочнику)

=2,2*106/(1*(95-65))=73400 кг/час

где теплоемкость воды с=1 ккал/кг, (с=4.19 кДж/кг)

или

V= 73,4 м3/час.

Число трубок в одном ходе

=73,4/(3600*1*3.14*0.0142 /4)=133 шт.

где dв внутренний диаметр теплообменных труб

и всего в корпусе

п=по*z=133 •2=266 шт,

  Рис. 1. Размещение трубок в трубной решетке трубчатого подогревателя.

а — по вершинам равносторонних треугольников;

б—по концентрическим окружностям.

Принимая шаг трубок s=25 мм, угол между осями трубной систе­мы a =60° и коэффициент использования трубной решетки Y=0,7, опре­деляем диаметр корпуса:

=1.13*0.025*((266 sin(600))/0.7)0.5=0,512 м или 512 мм.

Определяем также диаметр корпуса по табл. рис. 1-4 при ромбическом размещении трубок.

Для числа трубок n==n/==266 находим в табл.1.7 значение D//s =18 и, следовательно, D/==18•25=450мм.

Диаметр корпуса составит (см рис 1):

D= D/+dН+2k=450+16+2 * 20=506 мм.

Где dН –наружный диаметр трубки,

k » (0,8 …1) s

Приведенное число трубок в вертикальном ряду

=2661/2= 16 шт.

Определяем коэффициент теплоотдачи aп от пара к стенке.

Темпе­ратурный напор

 =(95-65)/ln((147,73-65)/ (147,73-95))=67,7 °С

Средние температуры воды и стенки (для стенки значение температуры ориентировочное, в последствии она будет пересчитана и уточнена при необходимости):

=147,73-67,7=85,03°C;

=0,5*(85,03+147,73)»116,38 °C.

Режим течения пленки конденсата определяем по приведенной дли­не трубки (критерий Григулля) для горизонтального подогревателя, равной:

  (1-1)

где т—приведенное число трубок в вертикальном ряду, шт.; dН—на­ружный диаметр трубок, м;

=147,73 – 116,38=31,35 0С

  ( 1/м 0С) - температурный множитель, значение которого выбирается по табл. 1.1

 

Таблица 1.1

Значения температурных множителей в формулах для определения коэффициентов теплоотдачи

Конденсирующийся пар Н2О

Вода при турбулентном

движении

Температура насыщения, t, °С

A1, формула (1-1)

А2, формула (1-2)

А3, формула (1-6)

A4*103. фор­мула (1-7)

Температу­ра t, 0С

A5, формула (1-3)

20

5,16

1,88

20

1746

30

7,88

2,39

30

1909

40

11,4

2,96

40

2064

50

15.6

3.56

50

2213

60

20,9

4,21

60

2350

70

27,1

4,91

70

2490

80

34,5

7225

10439

5,68

80

2616

90

42,7

7470

10835

6,48

90

2740

100

51.5

7674

11 205

7,30

100

2850

110

60,7

7855

11524

8,08

110

2957

120

70,3

8020

11 809

8.90

120

3056

130

82,0

8140

12039

9,85

130

3150

140

94,0

8220

12249

10.8

140

3235

147,73

104

8282

12346

11,6

148

3295

150

107

8300

12375

11.8

150

3312

160

122

8340

12469

12,9

160

3385

170

136

8400

12554

14,0

170

2450

180

150

8340

12579

15,0

180

3505

  При tн= 147,73° С имеем A1=104 (м*град)-1, тогда L=16*0,016* 67,7*104 ==1802, т. е, меньше величины Lкр=3900 (для горизонталь­ных труб), следовательно, режим течения пленки ламинарный.

Для этого режима коэффициент теплоотдачи от пара к стенке на горизонтальных трубках может быть определен по преобразованной формуле Д. А. Лабунцова:

= 8282/4√16*0.016(147,73-116,38) = 4921 (ккал/м2* ч* град)

При tн==147,73°С по табл. 1.1 находим множитель A2==8282

Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки к воде. Режим течения воды в трубках турбулентный, так как

=1*0,014/0,347*10-6= 40346,

где коэффициент кинематической вязкости воды (по справочнику) n =0,347 • 10-6 м2/c, при средней температуре воды t=85,03° С.

Коэффициент теплоотдачи три турбулентном движении воды вну­три трубок.

 

при tср=85,03° С по табл. 1.1 множитель A5=2678, следовательно,

aВ=2678 * 10,8 / 0,0140,2 = 6289 ккaл/м2* ч*гpaд.

Расчетный коэффициент теплопередачи (с учетом дополнительного теп­лового сопротивления dз/lз) определяем по формуле для плоской стенки, так как ее толщина меньше 2,5 мм:

=1/(1/4921 + 0,001/90 + 0,00015 +1/6289) = 1911ккaл/м2-ч-гpад

Уточненное значение температуры стенки трубок

=(147,73 *4921 + 85,03 * 6289)/(4921 + 6289)»113°С.

Поскольку разница между уточненным значение tст соcтавляет 2,6% (< 3%) от принятого для предварительного расчета, то пересчета величины aп не производим.

Термодинамика базируется на двух основных законах (началах) термодинамики: I закон термодинамики - закон превращения и сохранения энергии; II закон термодинамики - устанавливает условия протекания и направленность макроскопических процессов в системах, состоящих из большого количества частиц. Техническая т/д, применяя основные законы к процессам превращения теплоты в механическую работу и обратно, дает возможность разрабатывать теории тепловых двигателей, исследовать процессы, протекающие в них и т.п.
Теплотехника