р (1067700), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Например, ПГ АЭС с ВВЭР и РЮК выполнены как однокорпусные с погруженной в водяной объем поверхностью нагрева. Подъем пароводяной смеси осуществляется по каналам межтрубного пространства, а опускание воды в периферийной части Пà — в пространстве между поверхностью нагрева н обечайкой корпуса Однако знание «классической» системы естественной циркуляции, ее характеристик, методов их определения является необходимым для понимания сущности процессов, протекающих в любом контуре циркуляции, в том числе н с многократной принудительной циркуляцией, широко применяющей в современных одноконтурных АЭС, На рнс.
8.16 представлена схема простого циркуляционного контура в самом общем виде. Основными геометрическими характеристиками контура (в метрах) являются: Н,— полная высота контура (разность высот уровня воды в барабане и нижнего сечения подвода опускных труб); Н„„Н,б — соответственно высота необогреваемого и обогреваемого участков подъемных труб: Н,,— высота точки закипания (расстояние по вертикали между сечениями начала обогрева и начала закипания); Н,— высота пароотводящих труб; Н р — высота превышения самой верхней точки подъемной системы над уровнем воды в барабане. Это звено не участвует в создании движущего напора, более того, оно является дополнительным сопротивлением в контуре.
В реальных схемах испарителей ПГ АЭС могут отсутствовать один или несколько из перечисленных выше участков. Получающийся в контуре пар массой Е> отводится, а в контур добавляется из экономайзера (или сразу из регенератнвной системы турбины) соответствующее количество воды Н,„, Для анализа работы циркуляционного контура можно принять О =Х)ак, В действительности П -(1,005 —:1,03) Р. Количество воды, поступающей на вход в подъемную систему, 1)п превышает паропроизводительность. Паросодержание среды, поступающей в сепарационный барабан, различно для разных контуров. Величину Ь„= = Ип~Р = 1/х называют кратностью циркуляции.
При установившемся режиме работы испарителя массовый расход среды в опускной и подъемной системах является постоянным, равным Рп, кг/с. В соответствии с этим можно записать Хщ„Р / = ХУ Р,„/, = Хы„р,д/ = й„(8.55) ГДЕ Шоп, Гбсм, бр, — СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ СООтВЕтСтВЕННО В ОПУСКНЫХ трубах, на входе и в рассматриваемом сечении подъемных труб, м/с; /овв /под /вк пло|цади поперечных сечений в рассматриваемых сечениях контура, м', Р,, р„„, р, — плотность рабочей среды в тех же сечениях контура, кг/ма. Движущий напор рд„Па, применительно к рис. 8.16 можно представить в виде Рдв = Нпйроп Нпйрпод» где Р„,д — средняя плотность рабочей среды для всей высоты подьемной системы (кроме Н р). Разбив полную высоту контура на характерные участки, уравнение (8.56) можно переписать в следующем виде: Рдв = НпоЯроп + (Ноб Нт.а) Яроп + Нт.айроп + Ндойроп Ндойрвт— — Нт.вйрак — (Ноб — Нт.а) яром — Нпоярсм", (8.57) где Ра, Рс ° Р— соответственно плотность воды на экономайверном участке, средняя плотность пароводяной смеси на участке Н,б — Н,в И ПЛОтНОСтЬ Паранадяиай СМЕСИ На ВЫХОДЕ ИЗ ОбОГРЕ- ваемого участка, кг/ма.
Уравнение (8.57) при учете р, =Р, более целесообразно представить следующим образом: рдв = (Ноб — Нт.а) й'(Р Рс ) + Нпой (Роп — Ром ) + Нтлй(роп — Рак). (8.58) Из (8.58) следует, что в общем случае движущий напор создается на парообразующем р„',"» пароотводящем Р'", и экономайзерном Р~ участках. Для среднего и высокого давлений с достаточной степенью точности можно принять р, =Р,„=р'. При отсутствии пароотводящих труб для этих параметров движущий напор создаетсн только на парообразующем участке контура: Рп (Ноб Нт.а) й'(Р Ром) (8.59) Движущий напор затрачивается на преодоление сопротивлений как в подъемной, так н в опускиой системе: Рдв = арпад+ арок. (8.60) Разницу между движущим напором и сопротивлением подъемных труб называют полезным напором: Рооп = Рдв арпад = прок» (8.61) Р = Р "— А~" + Р~ — Ар"„; =Ар, .
Полезный напор затрачивается на преодоление сопротивлений в опускной системе. Уравнение типа (8.61) называют уравнением циркуляции. Определение величин, входящих в уравнение циркуляции. Высота точки закипания. Вода в подъемной системе закипает только на выходе из экономайзерного участка, так как на входе в подъемную систему она недогрета до кипения. Энтальпия насыщения на выходе из экономайзерного участка соответствует давлению Р,,„Па, которое может быть определено как Рт.в = Рб + (Нп Ндо Нт.а) ЯР' (Арок + Арнт.а + Арко)» (8 62) где рб — давление в сепарационном барабане.
Пренебрегая сопротивлением на экономайзерном н необогреваемом участках (Арада и Арко), из (8.62) можно получить Р,,— Р =АР =(Н ЯР' — АР ) — Р'ЯНтл 1'огда энтальпия насыщения, Дж/кг, на выходе из экономайзерного участка Ь, = Ьо+ (дЬ'/др) Ар, а. (8.64) где Ь'б — энтальпия насыщения, соответствующая давлению в сепарационном барабане, Дж/кг; с(Ь'/Ыр — изменение энтальпии насыщения воды в зависимости от давления, (Дж/кг)/Па. В подъемную систему вода входит с энтальпией Ь,„, Если опускные трубы не обогреваются, то Ь„равна энтальпии на вы- ходе иэ сепарационного барабана. Чтобы вода закипела на выходе из экономайзерного участка, необходимо на участке подъемных труб высотой Нее повысить Ь, на величину дд' ЛЬ д — ܄— Ь„= Ь»+ — Лр,.о — Ь„.
(8.65) дР Разность Ь'б — Ь =ЛЬ» называют недогревом воды в сепарационном баРабане. Если ЛЬ»ох )О, то в опУскнУю системУ контУРа входит вода с энтальпией меньше Ь'о. Это может быть при некипящем водяном экономайзере и подаче питательной воды в сепарационный барабан непосредственно в зону опускных труб. Могут существовать циркуляционные контуры с обогреваемой опускной системой (см., например, рис. 8.20). При обогреве опускной системы энтальпия воды перед входом в подъемную систему ЛЬ о Дж/кг, повышается на величину ЛЬ, = () Рц.
(8.66) Общий недогрев при этом снижается и составляет (8.67) . дря В соответствии с этим количество тепла ЛЯ»»о, Вт, необходимого для подогрева воды до температуры насыщения в сечении оакипания, ЛЯ = ЛЬое )г~„. (8.68) Из теплового расчета испарителя известно полное количество тепла Я„о,, переданного в нем. Предполагая равномерное распределение тепла по высоте испарителя, можно записать ЛЬ цРц=()о Н,,/Н,б (8.69) (8.70) Подстановка в (8.70) значения ЛЬ„ец из (8.63) и (8.67) дает расчетную формулу для определения Н,,„м, для самого общего случая Не.о,, ° (8 71) а~4ед' Зэоп+ (дз'/дР) (О»бор »Рой Яооо/(Нобйц)1+ ар (дй /др) Недогрев воды до температуры насыщения в сепарациопном барабане можно определить из уравнения теплового баланса. В барабан поступают: из экономайзера вода массой Р с энтальпией из подъемной системы вода массой (Ьо' — 1)Р с энтальпией Ь'б и пар массой Р и энтальпией Ь"б.
(К сепарационному барабану может быть подсоединено несколько циркуляциониых контуров разных паропроизводительности, кратности циркуляции Ь„ и расходов циркуляционной воды. Поэтому Ь,"; †средн для всего )7Е ПГ кратность циркуляции.) Из барабана выходят два потока: в опускную систему вода в количестве Ьц" Р с энтальпией Ь „, в пароперегреватель илн турбину — пар в количестве Р с энтальпией Ь"б. Следовательно, РЬ,„"+ (Ь"„" — 1) РЬ. '+ РЬ, = И,+ Ь,"'РЬ„ Ь =(1/Ь".') 1Ь "+ Ь,'(Ь"„' — 1)]. (8.72) Учитывая, что ЛЬ,„д — — Ь'о — Ь ~, из (8.72) можно получить ЛЬ „= (Ь» — Ь~")/Ьц .
(8.73) Из (8.71) и (8.73) следует, что при прочих заданных условиях Н,.=/(;, ЬГ). Для испарнтелей ПГ АЭС, объединенных с сепарационным барабаном одним циркуляционным контуром (см. рис. 4.4, 4.5, 4.8 н др ), Ьц' =Рц/Р и Н .о=/(Рц) при прочих заданных условиях— функции одной величины. Для ПГ с многоконтурными (и-контурнымн) циркуляционными системами (см. рис. 3.7, 4.22, 4.32) с одинаковыми конструкциоиными, тепловыми, а следовательно, и циркуляцнонными характеристиками Ь,","= (Р~(Р) =(пРц/пР,) =Р /Р и Нцо также функция, только Р„: Н,, /(Рц) (Є— паропроизводительность одного циркуляционного контура, Р„=Р/и).
Движущий напор. Кроме высоты точки закипания для определения движущего напора необходимо также знать среднюю плотность пароводяной смеси на паросодержащем участке обогреваемых труб и в пароотводящих трубах. В пароотводящих трубах плотность по высоте не меняется, и р",'„определяется по уравнению (7.30) при подсгановке в него значения д,ц„, подсчитанного для выходного сечения парообразующих труб. В парообразующнх трубах ~Р меняется от нуля в сечении закипания до «р„, . Для парообразующих труб в (7.30) подставляется усредненное значение Чоор, определяемое из (7.48), <ро»=С»1)ор. Для определения 8,» в (7.35) подставляется усредненная скорость пара те"о.
С достаточной для расчета циркуляции точностью может быть примерно арифметическое усреднение й о 0,5 (ш,оо +бв ), ш оо =0 и о ш о=05 тра . где гро,,ц — приведенная скорость пара на выходе из обогреваемых труб. Скорость циркуляции оао зависит от Рц: во=/(Рц). Приведенная скорость пара определяется паропроизводительностью циркуляционного контура, которая для данного количества подводимого тепла зависит от высоты точки закипания: во ое =/(Нее) = =/(Ьц; Р ). Следовательно, объемное паросодержание (р ц~, 8»р) ~ доля сечения, занятая паром (<ромм 'тор) и движущий напор являются при прочих постоянных условиях функциями Ь„и Рц. 177 )тлел драл д/т аа Рл а 4 а) Рвс.
8Л7. Графпческое решеине уравкекпв ииркулядки длп простого контура бев пароотводвщнх труб (а) в с вароотводящвмв трубамв (б); « — полеаный напор контуре; у — полетный напор обогренаемых труб.. а — пол«нный напор пароотаоднщнх труб Для ПГ АЭС с одноконтурной н многоконтурной (с одинаковыми контурами) системами естественной циркуляции ц«е, „— величина постоянная, определяемая паропронзводительностью и площадью поперечного сечения нспарнтеля: цу"о=Р/(ры/но ).
Поэтому движущий напор — функция одной величины (при прочих заданных): Ран=/Яп). Сопротивленйе подъемных труб. В общем случае МР, = Л/у,"„"+ АРнеп + АР + АР,„ (8.74) где АР"'" — гидравлическое сопротивление на подогревательном участке, рассчитываемое по (7.1), (7.5) и (7.7), Па; Лр„,„, Лр,— гидравлическое сопротивление в парообразующих участках подьемной системы и в пароотводящнх трубах, рассчитываемое по (7.50), Па; Лр р — сопротивление, вызванное подъемом рабочей среды выше уровня воды барабана„Па. Опо может быть определено при рассмотрении баланса снл в подъемной и опускной ветвях данного звена.
При пренебрежении силами трения Лр р, Па, равно АР = И,, Р,-„— Н.,ДР = И й (Р™ — Р') = = Н рй«(Р' — «рных(Р' — Рт) — Р1 = Нпр)Г(1 — «Р,ых) (Р' — Рл). (8.75) Для сложных систем естественной циркуляции Ьр,д зависит от й,", и )?„, а для одноконтурных и многоконтурных систем с одинаковыми контурами — от )?и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
