Поверочный тепловой расчет на ввэр

Лекция 16

Поверочный тепловой расчет на ввэр

Цель: определение параметров первого и второго контуров режимах, отличных от расчетного. Нагрузка обычно изменяется в сторону снижения до 30% от номинальной.

1 этап.

Выбор программы совместного регулирования параметров первого и второго контуров и определение t₁^’, t₁^’’, t_2S, P₂.

2 этап.

Уточнение коэффициентов теплоотдачи a₁ и a₂, среднелогарифмической температуры и перепада температур Dt, паропроизводительности Д_пг при постоянной площади поверхности теплообмена и постоянном расходе теплоносителя (т.к. ГЦН не регулируется и работает в номинальном режиме).

Уравнение теплового баланса и теплопередачи:

Рекомендуемые материалы

Идет уменьшение мощности фактически до 30%, а теоретически до 0%. В первом уравнении постоянен расход, теплоемкость, зависящая от давления и температуры. Можно также считать постоянной, следовательно, при уменьшении мощности до 0% можно добиться перепада температур равным нулю.

Во втором уравнении постоянна площадь, k=f(a_1,a₂).

a₁~Re^0,8~G^0,8

a₂~q^0,7

Поэтому средняя логарифмическая температура тоже стремится к нулю.

Выбор программы регулирования

Т.к. среднелогарифмическая температура и перепад температуры теплоносителя Dt₁ стремятся к нулю, то при мощности, стремящейся к нулю, t₁^’= t₁^’’= t_2S, то необходимо решить, какую температуру нужно поддерживать постоянной с помощью системы автоматического регулирования. Для системы автоматического регулирования необходимо задать статистическую программу регулирования. В настоящее время имеется 4 разновидности программ.

1. Средняя температура теплоносителя постоянна.

Реактор работает при постоянной средней температуре и нет циклических напряжений в конструкционных материалах реактора, что является несомненным плюсом. Однако данная программа плоха для второго контура. С уменьшением нагрузки необходимо увеличивать параметры перед турбиной. Эта программа регулирования была реализована на первых реакторах PWR.

2. Постоянна температура насыщения t_2S=Const. В настоящее время по этой программе работают 3 и 4 блоки Нововоронежской АЭС.

3. Компромиссная программа, т.е. одинаковое изменение средней температуры теплоносителя и средней температуры рабочего тела.

Цена не очень дорогая, и ядерный реактор менее подвергается циклическим температурным напряжениям.

4. Комбинированная программа.

Данная программа главным образом используется на маневренных АЭС. На них ежесуточно происходит снижение мощности до 80% и один раз в год до 0% на ремонт и перегрузку. При высоких нагрузках поддерживается постоянная средняя температура теплоносителя, а при малых – температура насыщения.

Q_пг>Q_изл,

где Q_изл – точка излома программы проектирования.

Q_изл приблизительно 50-85% от Q_пг

5. Была и пятая программа – это программа скользящего давления.

Сравним hs-диаграмму для второй программы и этой.

При уменьшении нагрузки уменьшается и начальное давление, однако эта программа не нашла применение, т.к. идет резкое изменение параметров первого контура.

Алгоритм поверочного теплового расчета

1. Принимаем среднюю температуру теплоносителя постоянной (или любую другую) при условии, что температура линейно зависит от мощности.

2. Необходимо уточнить

 при  , предварительно рассчитав a₁, a₂ и k.

3. Определение температуры насыщения  при различных мощностях

.

4. Уточнение теплоемкости, считая температуру теплоносителя переменной.

5. Определение новых t₁^’ и t₁^’’

6. Построение tQ-диаграммы.

Сепарационные и паропромывочные устройства

Цели:

þ разделение пароводяной смеси;

þ осушка выделившегося пара;

þ уменьшение солесодержания в оставшихся каплях влаги.

Сепарационные устройства и в устройства для промывки пара используются в ПГ с ЕЦ или МПЦ. Эти ПГ всегда имеют БС.

На рисунке представлена принципиальная схема устройства с барботажем пара.

1 – погруженный дырчатый лист ПДЛ;

2 – паро-промывочный лист ППЛ;

3 – жалюзи;

4 – дырчатый пароприемный потолок;

5 – коллектор разбрызгивания питательной воды.

Пар подводится под погруженный дырчатый лист 1. Его основное назначение - это равномерное распределение пара по всему сечению барботера.

Смысл этого устройства заключается в установке на пути движения паровых струй элемента с гидравлическим сопротивлени­ем. Дырчатый лист не полностью перекрывает все сечение барботера, оставляя по периферии его свободные каналы для опускного движения во­ды.

Гидродинамика течения пароводяной смеси над дырчатым листом зависит от процессов формирования паровых пузырей на вы­ходе из отверстий и отрыва их, определяемых в основном соотношением гравитационных сил и сил поверхностного натяжения.

С ростом расхода пара изменяются условия течения паровых образований, и при чрезмерном расходе его может наступить кризис барботажа. При кризисе барботажа дырчатый лист покрыва­ется сплошным паровым слоем, отделяющим его от водяного объема. Такой режим недопустим.

Дырчатый лист может эффективно работать только при нали­чии под ним паровой подушки определенной толщины, образую­щейся из-за сопротивления листа. Для облегчения ее формирова­ния дырчатый лист имеет кромки.

При проходе пара через паро-промывочный лист ППЛ капельки котловой воды, уносимые вместе с паром, заменяются на капли питательной воды, что уменьшает солесодержание.

Жалюзи служат для досушки влажного пара, если гравитационной сепарации недостаточно.

Дырчатый пароприемный потолок служит для выравнивания нагрузки выходных патрубков за счет дополнительных гидравлических сопротивлений.

Принципы разделения пароводяной смеси

q Гравитационный - пароводяная смесь над уровнем зеркала испарения

q Барботажный - пароводяная смесь под уровнем зеркала испарения

В этих двух случаях необходимо уменьшить кинетическую энергию. В барботажном принципе разделения она гасится сама собой.

q Инерционный - при высоких нагрузках

Барботажное устройство состоит из двух объемов: один занят двухфазной средой (происходит барботаж), а другой - однофазной средой (паром). Эти объемы отделяются зеркалом испарения.

Проблемы расчета

1. Потери давлений DР₂ – суммарное гидродинамическое сопротивление по тракту рабочего тела, которое состоит из местных сопротивлений по трубопроводу, сопротивлений пограничного дырочного листа, сопротивлений паро-промывочного листа, сопротивлений жалюзей, сопротивлений пароприемного потолка и местных сопротивлений по пару (патрубки и коллектор).

2. Определение истинного паросодержания на уровне зеркала испарения и паро-промывочном щите j_б.

Рекомендуем посмотреть лекцию "Психологическая мысль XVIII в".

3. Проверка отсутствия кризиса барботажа, т.е. запаривания ПДЛ – под ПДЛ образуется паровая подушка больших размеров и пар идет вблизи корпуса, тормозя токи воды и соответственно уменьшая естественную циркуляцию ЕЦ.

Условия отсутствия кризиса

Приведенная скорость пара через отверстие ПДЛ меньше критической скорости.

W₀^’’<W_кр

4. Определение действительного уровня зеркала испарения по водоуказательному стеклу.