р (1067700), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Однако и для этого типа экономайзеров шд,„определяется диапазоном скоростей 2 — 3 м/с. В связи с большими значениями пе в водяных экономайзерах ПГ с газовыми и органическими теплоносителями /с, близка к температуре воды, протекающей через экономайзер. В экономайзерах, обогреваемых водой, 1„будет иметь значения, близкие к средним между /, и /ь В экономайзерах, обогреваемых жидкими металлами, 1„ближе к 1„но, учитывая относительно низкие значения /, на входе в экономайзер, для них нет основания предполагать варианты конструкций с 1~>/"'~. Экономайзеры пе требуют мероприятий для увеличения ад в целях снижения 1с, Допустимая тепловая разверка в водяных экономайзерах определяется условиями, псключающими отложения примесей воды.
Выпадение примесей интенсивно происходит при х~0,9, а следовательно, Ьд, — -й'+0,9 г. Для экономайзеров средних параметров т1дсд=4,5, а для сверхвысоких т1д,д — — 2,5. Следовательно, допустимая тепловая разверка водяных экономайзеров велика. Тепловая неравномерность в элементах ПГ АЭС незначительна. Гидравлическая неравномерность их при правильном конструкционном оформлении определяется только гидравлической нестабильностью трубок, которая, конечно, пе может достигнуть существенных значений. Если допущен отход от основных принципов конструирования экономайзеров и по каким-либо причинам в качестве поверхностей теплообмена выбраны прямые вертикальные панели с опускным движением воды, то следует проверить значения нивелирных сопротивлений.
Отношения нивелирных сопротивлений и сопротивлений трения зависят от длины трубок, скорости воды и разности высот входных и выходных коллекторов ЬН. Если для грубой оценки при- 151 как всегда будет соблюдаться г,( 4;", Такие пароперегреватели нет оснований проверять и в отношении тепловой разверки, так как пдоа длЯ них имеет бесконечно большое значение. Это пРактически означает допустимость режимов с полным отсутствием пропуска пара через поверхность или какую-либо ее часть.
Факторами, снижающими надежность низкотемпературных пароперегревателей, могут быть: вибрация трубок, отложения примесей, унесенных насыщенным паром, циклические смещения границ зоны досушки пара до х=1. Однако при правильном конструкцнонном оформлении и эксплуатации влияние этих факторов несущественно. Наибольшее внимание должны привлекать коррозионные процессы под слоем отложений, но интенсивность протекания их в паровой фазе умеренных параметров значительно ниже, чем в воде.
Реальная надежность низкотемпературных пароперегревателей должна быть оценена весьма высоко, но это пе может являться основанием для снижения точности их расчета и тщательности изготовления и монтажа. Высокотемпературные пароперегреватели работают в наиболее сложных условиях по сравнению с другими поверхностями тепло- обмена ПГ. Их допустимая тепловая разверка лимитируется допустимой температурой стенки, 'С, связь которой с соответствующей температурой рабочего тела определяется на основании (8. 2) /~з'" = Р;" — д(1/<х, + б„/А„,).
Удельные тепловые потоки зависят от параметров пароперегревателей и вида теплоносителей. Например, в пароперегревателях с жндкометаллнческнми теплоносителямн д может достигать значения примерно (50 —:80) ° 10з Вт/мз и даже выше, а для ПГ с газовымн теплоносителями умеренных параметров они не будут превышать (15 —:30) .10з Вт/мз. Коэффициенты теплоотдачи аз определяются скоростью и давлением пара. Так как высокотемпературные пароперегреватели целесообразны для ПГ высоких и сверхвысоких параметров, то даже при умеренных скоростях пара 15 — 20 м/с можно рассчитывать на аз=(2 —:2,5) 10з Вт/(мз К). На основании приведенных выше ориентировочных данных можно оценить примерные значения допустимых тепловых разверок высокотемпературных пароперегревателей различных типов (приняв 6„/1., постоянными для всех случаев и равными 0,0003 мз К/Вт).
Для пароперегревателей, выполненных из углеродистой стали„ 1",' =475'С, что позволяет иметь температуру пара на выходе около 420'С. Приняв 4=30.10" Вт/мз, аз=2000 Вт/(мз К) н рз= =3,5 МПа, получим допустимую тепловую разверку около 16 %. Если принять для тех же условий /"э=450'С, то ~д, ~1 Ча. В пароперегревателях высоких параметров (рз>10 МПа; 1"з~510'С) можно рассчитывать на применение легированных хромомолибде- мовых сталей.
Если г~'" =560'С, то для наименьших значений указанных и остальных необходимых параметров, использованных в предыдущем примере, пдщ,=6 /э„ При тепловых потоках, превышающих 30.10з Вт/мт, допустимые тепловые разверки для высокотемпературных пароперегревагелей при тех же /~'," еще меньше. На практике т~д, >10'тз допускать не следует. Опыт конструирования и эксплуатации трубчатых теплообменников показал, что из-за различия значений шероховатости б отдельных трубок коэффициент гидравлической неравномерности достигает 5 — 8 Ъ. В связи с малым значением т~„, для высокотемпературных пароперегревателей тепловая неравномерность должна быть исключена полностью. Для максимального снижения гидравлической неравномерности необходимо обеспечить постоянство диаметров и суммы сопротивлений для всех трубок поверхности теплообмена.
Для нх изготовления пригодны только трубки особой поставки с незначительным разбросом по шероховатости. При расчете следует учитывать все составляющие суммарных сопротивлений, а также перепады давления для каждой трубки. В связи с большими скоростями пара в трубках сопротивления ускорения и нивелирные сопротивления в них малы по сравнению с гидравлическими. Но высокие значения скорости пара могут привести к довольно большим различиям в перепадах давления между трубками.
Изменение давления по длине коллекторов зависит от схем подвода и отвода пара, возможные варианты которых представлены на рис. 8.4. Варианты, изображенные на рис. 8.4, а и б, имеют подводы и отводы пара с торцов коллекторов, а вариант на рис. 8.4, в характерен рассредоточением подводящих и отводящих трубопроводов по их длине. Частным случаем варианта Ь является подвод и отвод от середины коллекторов одной трубой (рис. 8.2). Связь между статическим давлением и динамическим напором в крайних сечениях коллекторов на основании закона Бернулли можно представить в виде ро+ ртй2 = Ра + рп42 ~ Л/т„, (8.24) где ро†статическое давление в сечении подсоединения подводящего нли отводящего трубопровода к коллектору (сечение О), Па; вэ — осевая скорость пара в сечении О, м/с; р — плотность пара, кг/мз; р, †статическ давление в сечении коллектора, соответствуюшем месту подсоединения последней трубки, Па; и.- — осевая скорость пара в сечении а, и/с; Лрг — гидравлическое сопротивление на участке от сечения 0 до сечения гч подсчитанное по средней осевой скорости пара, Па: (8.25) / 2 155 л У(У (В.ПР .
а — а-о —,' + (Уа.-(( — ) о ~ = -р —,' ~у Р (у(а+(-,"— ).((р (Р 27( л'. Р РУ' -Р,— (р;рлр (=(Р,-а( — л РР' =(У(.Р ЛР ( — Р— О( — РР~-ЬЮ ( (ал(( л п(р .аал( (Р.ЫР "Р УР (ела(. л, л/( (. Р( — ЛР-~ — '~.рл:Влрул, (ало( л О.', а р рул й 8.4. ТЕПЛОВЫЕ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ ИСПАРИТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ РАБОЧЕГО ТЕЛА Й = д~/г и 0' = до1/г, (8.31) где 0ь кг/(с м), и 0', кг/с — паропроизводительность труб соответственно длиной 1 и 1 м.
Прн Ь„=Ь' 0'=сопз1 и не зависит от расхода воды через трубку, а следовательно, и в"о не зависит от 0 (или, что то же самое, от во). Вид гидродинамической характеристики для этого случая может быть ориентировочно определен при рассмотрении зависимости Ьр, = И/Яр(в,/2) (во+ (1 — ра/р') во1. Если для диапазона изменения давления от низкого до среднего Рас. 8.6, Схема парообрааующой трубы $58 Гидродннамнческая нестабильность.
Обеспечение равномерной раздачи среды по параллельным каналам для испарительных поверхностей усложняется. Для них помимо гидравлической неравномерности необходимо иметь в виду н возможную неоднозначность зависимости Ьрг от 0 (Ьр,=/(О) — гидродинамическая характеристика поверхности теплообмена1. Для изотермического режима движения, а также для исех случаев движения однофазной среды имеет место однозначная зависимость сопротивления от расхода Ьр, (0а).
При движении двухфазного потока в обогреваемых трубах квадратическая зависимость не единственна. Нарялу с однозначными зависимостями могут быть и многозначные Ьр, (0а). Однозначные гидродинамические характеристики называют стабильными, многозначные— несгабальнама. Нестабильные гидродинамические характеристики могут существовать только в испарительных поверхностях нагрева, имеющих экономайзерный участок 1,„. Схема движения среды в трубке такой поверхности представлена на рис. 8.6.
Прн поступлении в трубы воды с температурой насыщения, соответствующей давлению на входе (х=0), или пароводяной смеси (х>0) сразу же начинается парообразование. При постоянной плотности теплового потока паросьем с единицы ее длины постоянен: считать рх))р" (а следовательно, во~вне), то с определенной степенью точности (которая тем выше, чем больше х) можно принять (во+ (1 — р"/р') во1 = во+ во = во. Для высоких и сверхвысоких давлений с точностью, достаточной для данного анализа, можно принять р'=р", тогда (во+ (1 р /Р ) во1 = во.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
