Средняя температура питательной воды в ОД:
tв.ср=0.5(tвых.одпв+tвхпв)= 199,0 °С
Параметры ПВ при температуре tв.ср
ν=f(pпв,tв.ср)= 1,57.10-07м2/с
λ=f(pпв,tв.ср)= 0,670Вт/(м.К)
μ=f(pпв,tв.ср)= 1,37.10-04Па.с
Pr=f(pпв,tв.ср)= 0,909
Re=W.dв/ν=2,29.10+05
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:
α2=0,023λ.Re0,8.Pr0,4/dв=11999,4 Вт/(м2.К)
Коэффициент теплопередачи:
kод=(1/α1+δ/λ+1/α2)-1=4441,7 Вт/(м2.К)
Среднелогарифмический температурный напор:
Δtб=tдр-tвхпв=18,9 °С
Δtм=tк-tвых.одпв= 22,1 °С
Δtод=(Δtб-Δtм)/ln(Δtб/Δtм)= 20,4 °С
Площадь поверхности теплообмена:
Fод=Qод/(kод.δtод)= 35,5 м2
Суммарная площадь:
F=Fсп+Fод= 3588,4 м2
По F=3588,4 м2 площади поверхности теплообмена, pв=81,6 кгс/см2, давлению основного конденсата и pп=24,6 кгс/см2 греющего пара, соответственно выбираем по[4] типоразмер ПНД 7:
2 подогревателя ПВ-2500-97-28А.
ПНД4
Расход греющего пара Dп4= 84,80 кг/с
давление греющего пара pп4= 0,587 МПа
расход основного конденсата Gок= 1363,7 кг/с
температура основного конденсата на входе tвхок= 124 ⁰С
температура основного конденсата на выходе tвыхок= 154 ⁰С
давление основного конденсата pок= 0.889 МПа
диаметр и толщина стенок трубок dв* δ=16*1 мм
наружный диаметр трубок dн= 18 мм
материал трубок – легированная сталь (08Х18Н10Т);
Потери теплоты в окружающую среду оцениваются коэффициентом ηтп= 0.99
число ходов ОК в ПНД z=2
Параметры конденсата и пара в ПНД 4:
tп=158 °С
hn=2823,2 кДж/кг
hk=666,9 кДж/кг
hвхпв=521,3 кДж/кг
hвыхпв=649,8 кДж/кг
Тепловая мощность ПНД 4:
Qп4=Gок.(hвыхок-hвхок)/η=177004,9 кВт
Среднелогарифмический температурный напор:
Δtб=tп-tc= 4 °С
Δtм=tп-tвыхпв= 34°С
Δtср=(Δtб-Δtм)/ln(Δtб/Δtм)= 14 °С
Принимаем скорость движения воды в трубках W= 1,5 м/с
Из уравнения сплошности определим количество трубок в ПНД 4:
n=Gок/(ρ-Fтр.W)= 4,522 шт
Общее число труб N в двухходовм ПНД 4:
N=n.z=9044 шт
Задаемся длиной трубок (7...11 м) в подогревателе – Lтр = 10 м. (первое приближение)
Средняя температура воды:
tок.ср=0.5(tвыхок+tвхок)= 139 °С
Средняя температура стенки трубок:
tст.ср=0.5(tк+tок.ср)= 148,5°С
Средняя температура слоя конденсата на поверхности трубок:
tпл.ср=0.5(tк+tст.ср)= 153,3°С
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке подсчитываем по эмпирической формуле:
α1=(5500+65tпл.ср-0,2t2пл.ср).((tк-tст.ср)Lтр)-0,25=3447,8 Вт/(м2.К)
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:
α2=1,16(1400+18tок.ср-0,035t2ср.ср).W0,8.dв-0.2=11834,2 Вт/(м2.К)
Теплопроводность стенки из стали 08Х18Н10Т -λст= 18 Вт/(м.К)
Таблица 3.
Коэффициент, учитывающий накипь и загрязнения стенки:
| Характеристика поверхности теплообмена и условия ее работы | Кз |
| Нормальные чистые (новые) трубки | 1 |
| Латунные трубки, работающие в условиях прямотока на чистой воде | 0,85 |
| Латунные трубки, работающие в условиях обратного водоснабжения или на химочищенной воде | 0,8 |
| Латунные трубки, работающие на грязной воде и возможном образовании минеральных и органических отложений | 0,75 |
| Стальные трубки, покрытые слоем окиси и накипи | 0,7 |
Кз=1
Коэффициент теплопередачи:
k= Кз (1/α1+δ/λ+1/α2)-1=2325,1 Вт/(м2.К)
Площадь поверхности теплообмена:
F=Q/(k.δt)= 5430,7 м2
Расчетная длина трубок:
L=F/(N.π.dн)= 10,62 м
По F=5430,7 м2 площади поверхности теплообмена, pв= 9,1 кгс/см2, pп=6,0 кгс/см2 давлению основного конденсата и греющего пара, соответственно выбираем типоразмер ПНД 4:
2 подогревателя ПН-3000-25-16-ІVА.
В заключении приведено сравнение расчетних значений с номинальными значениями по [4] в таблице 4.
Таблице 4.
сравнение расчетних значений с номинальными значениями
| № | Показатель | Номинальное зн. | Расчетное зн. | Отклонение от наминального, % | |
| 1 | Мощность, МВт | 1100 | 1119.9 | 1.78 | |
| 2 | Началное довление, МПа | 6 | 5.718 | 4.70 | |
| 3 | Началная температура, ºС | 274.3 | 272.5 | 0.67 | |
| 4 | Разделительное довление, МПа | 1.2 | 1.27 | 6.08 | |
| 5 | Давление перед ПП1, МПа | 1.17 | 1.22 | 4.49 | |
| 6 | Давление перед ПП2, МПа | 1.16 | 1.1859 | 2.23 | |
| 7 | Давление перед ЦСД, МПа | 1.2 | 1.127 | 6.06 | |
| 8 | Температура после ПП1, ºС | 210 | 197.4 | 5.98 | |
| 9 | Давление пара в отборах, МПа | I | 2.87 | 2.506 | 12.69 |
| II | 1.822 | 1.810 | 0.65 | ||
| III | 1.122 | 1.273 | 13.46 | ||
| IV | 0,582 | 0,628 | 7,98 | ||
| V | 0,312 | 0,275 | 11,91 | ||
| VI | 0,08 | 0,103 | 28,61 | ||
| VII | 0,021 | 0,031 | 49,80 | ||
| 10 | Расход пара в отборах, кг/с | I | 92,72 | 61,61 | 33,55 |
| II | 76,47 | 62,65 | 18,07 | ||
| III | 50,55 | 63,66 | 25,94 | ||
| IV | 44,91 | 84,80 | 88,81 | ||
| V | 76,41 | 65,64 | 14,10 | ||
| VI | 56,44 | 70,89 | 25,61 | ||
| VII | 49,75 | 59,66 | 19,92 | ||
| 11 | Удельный расход тепла, МДж/(кВт.ч) | 10,237 | 10,205 | 0,31 | |
| 12 | Типоразмер ПНД4 | ПН-3000-25-16-ІVА | ПН-3000-25-16-ІVА(2шт.) | ||
| 13 | Типоразмер ПВД7 | ПВ-2500-97-28А (2шт.) | ПВ-2500-97-28А (2шт.) | ||
Расчетная мощность отличается от номинальной вследствие отличия заданных расходов от номинальных. При расчете начального давления учитываются потери давления в паровпускных устройствах, которые колеблются в пределах 0,03...0,05. Выбор разных значений этих потерь, вызывает отклонение начального давления от номинального значения. Следовательно, начальная температура в свою очередь откланяется. Давления перед ПП1, ПП2, ЦСД и разделительное давление зависят от давлений в отборах. Значения давлений пара в камерах отборов Т, работающей на номинальной нагрузке в проектном расчете, определяются по соответствующим температурам ОК и ПВ на выходе из ПНД и ПВД. Для расчета тепловой схемы ТУ использовали параметры (давление, температуру и энтальпию) греющего пара отборов непосредственно на входе в регенеративные подогреватели, дренажей конденсата греющего пара, нагреваемой среды (основного конденсата, питательной воды и перегреваемого пара в СПП). Расчет этих параметров выполнялся с заданными исходными данными и по рекомендациям, поэтому значения давлений пара в камерах отборов отличаются от номинальных значений. Это объясняет отличие между расчетными и номинальными значениями расходов и удельного расхода тепла и КПД.
1. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Учебник для вузов.– 4-е изд., перераб. и доп.–М.: Высш.шк., 1984.–304 с.: ил.
2. Трояновский Б.М. и др. Паровые и газовые турбины атомных электростанций: Учеб. пособие для вузов.– М.: Энергоатомиздат, 1985.–256 с.: ил.
3. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина.– 2-е изд., перераб.– М.: Энергоатомиздат, 1989.– 608 с.: ил.– (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3).
4. Киров В.С. Тепловые схемы турбоустановок АЭС и их расчеты: Учебн. пособие для вузов.– изд. 2-е, испр.– Одесса: Астропринт, 2004.– 212 с.
5. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара.–М.: Энергия, 1980.– 424 с.: ил.