Анализ существующей на Балаковской АЭС системы очистки трапных вод (стр. 5 из 8)

Рассчитаем поверхности теплопередачи выпарного аппарата и доупаривателя:

;(3.3.2.1)

;

Определяем толщину тепловой изоляции ВА и ДУ

из условия равенства теплового потока через стенку аппарата и слой тепловой изоляции и потока, уходящего от поверхности изоляции в окружающую среду:

(3.3.2.2)

где

=35°С - температура изоляции со стороны окружающей среды (для аппаратов, работающих в закрытых помещениях);

=9,3+0,058 =11,33 Вт/(м²К) –

коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду;

- температура изоляции со стороны аппарата, °С, ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции примем ;

=20°С - температура окружающего воздуха в помещении;

- коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м*К) [13, с.316].

Теплоизоляционный материал совелит с коэффициентом теплопроводности

=0,093 Вт/(м*К) [7,с.269], [9, с.264].

Для ВА и ДУ

=130°С;

(3.3.2.3)

3.4 Расчет дефлегматора сдувок

В трубках циркулирует охлаждающая техническая вода, в корпусе -парогазовая сдувка.

Парогазовая сдувка имеет следующие параметры: давление пара Р_п=0,12 МПа, его температура

°С, энтальпия пара h_п=2683,8кДж/кг, энтальпия

конденсата h_к=439,36кДж/кг [3], температура конденсата на выходе из дефлегматора t_к=50°С.

Начальная и конечная температуры охлаждающей воды:

°С, °С. Средняя температура воды

°С.

Схема движения теплоносителей прямоточная.

Тепловая мощность дефлегматора определяется из уравнения теплового баланса:

[14,с.20] (3.4.1)

где W_ДФ - расход парогазовой сдувки, кг/с;

W_ДФ =0,165кг/с (согласно технологическому процессу (0,161+0,004)кг/с);

С - удельная теплоёмкость жидкого горячего теплоносителя, С=4225 Дж/(кг*К);

G_в - расход охлаждающей воды, кг/с;

С_в - удельная теплоёмкость воды, С_в=4174Дж/(кг*К) при t_в=42,5°С;

Q_ДФ=0,165(2683,8-439,36)10³+0,165*4225(104,81-50)=408542Вт.

Расход охлаждающей воды:

(3.4.2)

Средний температурный напор:

(3.4.3)

°С

Средняя температура в корпусе

t_ср=t_в+

=42,5+33,61 =76,11 °С.

Определим коэффициент теплопередачи графоаналитическим методом, т.к. не имеем значения температуры стенки. [6, с.35,69]

По формуле Нуссельта при

°С среднее значение коэффициента теплоотдачи для пара

(3.4.4)

Поверхностная плотность теплового потока от пара к стенке, Вт/м²:

Вт/м².

Дефлегматор выполнен из стали 12Х18Н10Т с

=26,ЗВт/(м*К), d_н/d_вн⁼25/20мм, толщина стенки 2,5мм. Для накипи примем значения 2 Вт/(м*К) и 0,2мм.

Поверхностная плотность теплового потока через стенку трубы:

(3.4.5)

Поверхностная плотность теплового потока через накипь:

Вт/м² .

Поверхностная плотность теплового потока от стенки к воде:

Вт/м²;

для вертикальных труб

=0,636Вт/(м*К);

=1,5м/с - принятая скорость в трубах;

=0,633* 10^-6 м²/с - кинематическая вязкость воды при t_в=42,5°С;

(3.4.6)

4739310⁴<Rе< 10⁶, движение турбулентное;

(3.4.7)

[6,с.36,59].

Строим график зависимости

(рисунок 3.2).

При

=33,61°Сq=96000Вт/м²

Коэффициент теплопередачи дефлегматора:

2856 Вт/(м²*К).

Площадь поверхности теплообмена:

4,26 м².

Рисунок 3.2 - Построение зависимости

при графоаналитическом методе расчета дефлегматора

Примем количество уходящих несконденсировавшихся газов 0,028кг/с (производственные данные), тогда в конденсатор-дегазатор возвращается конденсат в количестве 0,165-0,028=0,137кг/с.

3.5 Расчет конденсатора-дегазатора

3.5.1 Расчет конденсатора

В трубках циркулирует техническая вода, в корпусе - вторичный пар после выпарного аппарата и доупаривателя.

Вторичный пар поступает в количестве 0,9W=1,452кг/с и имеет следующие параметры: давление пара Р_п=0,12 МПа, его температура t^/_п=104,81°С, энтальпия пара h_п=2683,8кДж/кг, энтальпия конденсата h_к=439,36кДж/кг, температура конденсата на выходе из конденсатора t_К=50 °С.

Схема движения теплоносителей простая смешанная (один ход в межтрубном пространстве и два хода в трубном).

Начальная и конечная температуры охлаждающей воды: t^/_в=28°С, t^//_в=47°С. Средняя температура воды

t_в=0,5(t^/_в+t^//_в)=0,5(28+47)=37,5°С.

Определим среднюю разность температур [4,с.170].

При противотоке

104,81-47=57,81 =50-28=22;

(3.5.1.1)

(3.5.1.2)

31,52°С

Средняя температура в корпусе t_ср=t_в+

=37,5+31,52=69,02 °С.

Тепловая мощность горизонтального теплообменника конденсатора определяется из уравнения теплового баланса:

Q_к=0,9W[(h_п-h_к)+C(t^/_п-t_к)]=G_вC_в(t^//_в-t^/_в) [14.с.20],(3.5.1.3)

где 0,9W - расход вторичного пара в горизонтальный теплообменник конденсатора после ВА и ДУ;

С - удельная теплоёмкость жидкого горячего теплоносителя, С=4225 Дж/(кг*К);

G_в - расход охлаждающей воды, кг/с;