р (1067700), страница 16
Текст из файла (страница 16)
При проектировании и эксплуатации ПГ необходимо обеспечить условия, при которых Ы в каждой трубке поверхности нагрева было бы возможно меньшими. Это достигается обоснованным выбором материала и размеров труб, поддержанием режимов, обеспечивающих расчетные значения коэффициентов теплоотдачн и тепловых потоков и исключающих выпадение отложений.
Б 8.2. ТЕПЛОВАЯ РАЗВЕРКА В ПОВЕРХНОСТЯХ ТЕПЛООБМЕНА Тепловой и гидравлический расчеты определяют обычно средние условия протекания процессов по всей поверхности теплообмена. В действительности режимы работы отдельных труб могут быть существенно различными. Отклонения действительных режимов работы трубок от средних расчетных наиболее определенно характеризуются приращением энтальпии рабочего тела Лй Дж/кг, в каждой из параллельно включенных трубок Лй„= 4~5„/)2„. (8.5)' Для средних расчетных условий приращение энтальп~н Лй,р, Дж/кг, определяется через соответствующие средние величинй Лйср = Чср5орФср' (8.5) В (8.5) и (8.6) д и д,р — удельные тепловые потоки рассматриваемой трубки и работающей в средних условиях, Вт/мз; 5 р и 5,р — площадь поверхности одной трубки, рассматриваемой и 145 отсюда тЬ=Р П -Ъ~Р,э/Р,э)6~й ) .
Расхождение значений приведенных коэффициентов гидравлического сопротивления трубок (каналов) обусловливается разницей суммы местных сопротивлений, неодинаковой шероховатостью, различием диаметров. Гидравлическую неравномерность следует учитывать не только в поверхностях нагрева ПГ, но и в параллельных трубках, по кочорым рабочие среды поступают в сборные коллекторы (камеры). В этом плане, например, необходимо оценить влияние гидравлической неравномерности трубок, отводящих пар в паровой сборный коллектор ПГ ВВЭР-1000, и ее связь с работой парового объема ПГ. Расчеты показывают, что индивидуальное шайбование их существенно помогает выравниванию скоростей пара по всему .паровому объему.
Заметное изменение средних удельных объемов для ПГ АЭС менее вероятно. Оно связано с наличием тепловой неравномерности в поверхности теплообмена. Тепловая неравномерность. При правильном конструкционном оформлении поверхности теплообмена ее тепловая неравномерность практически несущественна для большинства типов ПГ АЭС.
Исключение составляют ПГ с 1/-образными поверхностями, выполненными по типу изображенного на рис. 4.10 и др., где т(„неизбежна. Пренебрежение требованиями оптимального конструирования и монтажа может привести к возникновению тепловой неравномерности в ПГ любых типов. В связи с этим в тракте первичного теплоносителя необходимо: обеспечить постоянство местных сопротивлений для всех трубок и каналов другой формы, исключить неравномерность обтекания в криволинейных участках, применять рациональные формы опорных конструкций. Большое .значение для предотвращения возникновения тепловой неравномерности в поверхности теплообмена имеет исключение гидравлической неравномерности по первичному теплоносителю, которая может возникнуть при его большой скорости н раздающих и собирающих камерах.
Причина тепловой неравномерности может быть и эксплуатационного характера. При неправильной организации водного режима и гидродинамики рабочего тела возможно «48 (8 16) сопротивления. Изменение давления по длине коллекторов с/~едует учитывать только при больших скоростях среды. Пренебрежение нивелирным сопротивлением может дать заметную погрешность для прямых вертикальных поверхностей с существенной разностью высот входа и выхода. Для большинства поверхностей теплообмена с достаточной степенью точности гидравлическая неравномерность может быть определена при упрощении уравнения (8.14): АурВтротр = ЙсрКреар (8.15) неравномерное отложение примесей воды по трубкам, вследствие чего их тепловосприятие будет различным. Тепловая неравномерность тесно связана с гидравлической.
Возникновение тепловой неравномерности в поверхностях теплообмена неизбежно приведет к появлению и гидравлической неравномерности, даже при равенстне приведенных гидравлических сопротивлений. При Ь',р —— И,ь Ч~ = Ф п«р/о«э (8.17) что свидетельствует об уменьшении расхода в трубках (каналах), имеющих больший удельный объем среды. При этом гидравлическая неравномерность будет с течением времени увеличиваться. Методы предотвращения тепловой разверки. Из (8.16) следует, что уменьшение гидравлической и тепловой неравномерности, а следовательно, и тепловой разверки может быть достигнуто при приближении подкоренного значения к единице.
Эксплуатационные мероприятия этой задачи решить не смогут, так как основные причины тепловой разверки связаны с конструкцией. В связи с этим единственный путь снижения ее значения — искусственное изменение гидравлического сопротивления труб. Наиболее целесообразное мероприятие — установка во входных или выходных участках вставок с малыми проходными сечениями. Такие вставки называют дроссельными шайбами. Гидравлическое сопротивление дроссельной шайбы, Па, Лр =К Озо,, (8.18) где К,,р--коэффициент гидравлического сопротивления шайбы, определяемый ее конструкционными размерами; й,р — расход среды через рассматриваемую трубу (канала), кг/с; для трубы, работающей в средних расчетных условиях, эти величины будут обозначаться соответственно И„,р и Ю,р, о,„— удельный объем среды на входе в поверхность теплообмепа, м'/кг. Перепад давления в зашайбованной трубе-канале будет расходоваться и на преодоление сопротивления шайбы, поэтому (8.151 примет вид /~ Фи.,+/~ш..
1) овх=/~.,О', и.,+йш.ь,о'Р. (8.18) Тогда гидравлическая неравномерность зашайбованных каналов поверхности теплообмена будет выражаться зависимостью т1 — еР— 1 Лсраср/ьвх+ ~йш.сь (8.20) л / +л Из (8.20) следует, что установкой шайб с соответствующим сопротивлением можно получить т1,=1. В трубках с большим обогревом о, /и, больше, чем в других, поэтому для них необходимо предусматривать шайбы с меньшим сопротивлением. Установку в каждую трубу (канал) шайбы с определенным «своимэ сопротивлением называют индивидуальным шайбовани- 149 ем, которое представляет собой сложную н дорогостоящую работу.
Более просто осуществляется уравнительное шайбование, при котором во все трубки устанавливают шайбы с одинаковым сопротивлением. Очевидно, что при уравнительном шайбовании т1, тем ближе к единице, чем больше /Тдс,р-†А'„с,р. Стремление получить возможно меньшую гидравлическую неравномерность при уравнительном шайбовании потребует соответствующего увеличения перепада давления, а следовательно, приведет к большим эксплуатационным расходам нлн даже снижению параметров пара. При уравнительном шайбовании не следует предусматривать т1,=1; т1„должна иметь такое значение, которое обеспечивало бы тепловую разверку, допустимую для конкретных условий работы поверхности теплообмена, ДопУстимаЯ тепловаЯ РазвеРка т1д, опРеделЯетсЯ максимальным по условиям надежности приращением энтальпий в разверенной трубе; Чдсд — ( /"сд)масс/ /'ср* (8.21) т1д,д зависит от назначениЯ повеРхности теплообмена, темпеРатУ- ры теплоносителя, допустимой температуры стенки, условий выпадения примесей воды, условий перехода к ухудшенным режимам теплоотдачи.
Б 8.3. ТЕПЛОВЫЕ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА С ОДНОФАЗНОЙ СРЕДОЙ Водяные экономайзеры. Водяные экономайзеры ПГ АЭС некипящие (вторая ступень экономайзера Белоярской АЭС вЂ” исключение). Они включаются в выходную по теплоносителю часть ПГ и имеют наименьшие температуры теплоносителей, стенок трубок и рабочего тела. Следовательно, эти элементы ПГ работают в более легких условиях по сравнению с испарителями и пароперегревателями. Их конструкционные схемы разнообразны, по для всех типов желательно при возможности осуществлять восходящее движение воды, которое обеспечивает лучшие условия для отвода газов, выделяющихся из воды при нагреве, а также пара, образующегося в наиболее теплонапряженных трубках при большой тепловой разверке.
В схемах с многократным перекрестным смыванием горизонтальных трубных пучков нисходящее движение неизбежно. Пря этом для надежной эвакуации газовых (паровых) пузырей необходимо обеспечить соответствующие скорости движения. Хотя принципы выбора скорости воды в экономайзерах гедда с различными теплоносителями неодинаковы, практически для всех мощных ПГ оптимальные значения вес„близки друг к другу и лежат в пределах 1 — 3 м/с. Общим критерием, ограничивающим минимальную скорость воды в них, является требование снижения интенсивности коррозионных процессов.
При сравнительно небольших скоростях возможна задержка газовых (паровых) пузы- рей на стенках из-за нх шероховатости, а также в местах поворота потока. Нарушение бесперебойного удаления газов с поверхности усиливает коррозию. Равенство вр,д=0,5 м/с при восходящем движении обеспечивает полный вынос газовых и паровых образований. При такой скорости потока ае составляет 3000 Вт/(мс.К), что для ПГ с органическими и газовыми теплоносителями существенно превышает аь Однако в мощных ПГ обеспечить такую скорость воды в экономайзерах затруднительно по конструкционным соображениям.
Для них более целесообразна сед,„=1 —:2 м/с. При такой скорости воды ад составит уже не менее 5000 Вт/(мд.К) и исключается застой газовой (паровой) фазы в опускпых участках. Для экономайзеров ПГ, обогреваемых водой под давлением, адс„ следует выбирать из условий сближения величин а~ и ам что для мощных ПГ приводит к тем же пределам изменения аъд. Для ПГ с жидкометаллическими теплоносителями ае в экономайзере намного ниже а~ и выбор ш„„станет более сложной задачей. Для каждого конкретного случая существует оптимальное соотношение между а~ и ам дающее минимум суммарных капитальных затрат и эксплуатацонных расходов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
