р (1067700), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Затем по зависимости !р=)(1,) определяют на границах каждого из и интервалов температуры теплоносителя. По найденным температурам находят значения коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи, среднее значение температурного напора и, наконец, площади теплопередающей поверхности интервалов и всего рассчитываемого элемента. Аналогичные алгоритмы расчета могут быть использованы и для испарителя. Необходимость применения ЭВМ может возникнуть и при определении гидравлического сопротивления ПГ. Формула (7.5) для расчета сопротивления трения получена для изотермического течения жидкости„ плотность которой постоянна по длине канала. Как следует из табл. 11.1, в реальных ПГ изменение плотности как теплоносителя, так и рабочего тела может быть значительным. При расчете сопротивления двухфазному потоку необходимо учитывать нелинейцыи характер изменения паросодержания по длине канала.
Расчет гидравлического сопротивления в этих случаях можно вести с использованием формул численного янтегрирования. Так, известная формула для расчета сопротивления трения однофазному потоку может быть преобразована к виду Рвхывх Г сУ (11.46) может быть совмещено с тепловым расчетом по любому из описанных выше алгоритмов. Поверочные расчеты. Поверочный (или обратный) расчет заключается в определении параметров теплоносителя и рабочего тела в каждом элементе, уже спроектированного в результате конструкторского расчета ПГ при работе его на мощностях, отличных от номинальных. При этом в числе других показателей становятся известными закономерности распределения температур, тепловых потоков по всей поверхности теплообмена, значения которых во многом определяют условия надежности и экономичности ПГ.
Определение параметров теплообменных поверхностей элементов и ПГ в целом при частичных нагрузках необходимо также для построения его динамической модели, на основе которой выбирается и рассчитывается система автоматического регулирования. Поверочный расчет ПГ не относится к классу оптимизационных задач и имеет по рассматриваемым характеристикам единственное решение.
При уменьшении паропроизводительности ПГ параметры теплоносителя и рабочего тела не остаются постоянными. Характер их изменения связан с принятым на АЭС принципом регулирования мощности блока реактор — парогенератор — турбина. Так дли ПГ АЭС с ВВЭР могут быть осуществлены разные программы регулирования мощности: одна из них основана иа поддержании постоянной средней температуры теплоносителя, вторая — постоянного давления вырабатываемого пара. Уравнение теплопередачи для однокорпусного ПГ, обогреваемого водой под давлением, может быть записано в следующем виде: Я = и (!гср (с) З (11.47) Анализ этого уравнения показывает, что прн ггср — — сопз1 уменьшение мощности Я ПГ сопровождается ростом 1„а следовательно, ростом давления пара.
Такая программа регулирования принята для 1 и П блоков Нововоронежской АЭС. Для 1П и 1У блоков этой АЭС принята программа регулирования, основанная на поддержании постоянства давления пара, а следовательно, 1, сопв1. При этом с уменьшением мощности ПГ будет уменьшаться !гср. Обе программы регулирования имеют свои достоинства и недостатки, Для блоков АЭС с ВВЭР-1000 осуществлена комбинированная программа. Из (11.47) следует, что для определения давления пара прн изменении мощности ПГ потребуются итерационные расчеты, так как и й, и г зависят от давления.
При изменении мощности ПГ, вырабатывающих перегретый пар, возможны различные комбинации изменения параметров теплоносителя и рабочего тела (могут быть известны либо начальные параметры теплоносителя и рабочего тела, либо все параметры одного из них и один параметр другого и т. д.). Расчет характеристик переменных режимов работы ПГ, состоящего из экономайзера, испарителя, пароперегревателя, промежуточного перегревателя, в услови- ях зависимости физических параметров сред от температуры возмо)кен только на ЭВМ. Разработанные алгоритмы поверочного расчета теплообмеиных аппаратов основаны на интервальном мегоде (141 Рассмотрим пример такого расчета.
Предположим, что поверочнЬ|й расчет приводится при заданных расходах теплоносителя б и рабочего тела Р и значениях их температур на входе в ПГ (или Его элемент) !'1 и Г'г. Температуры теплоносителя и рабочего тела на выходе легко определяются, если теплоемкости обоих потоков и коэффициент теплопередачи постоянны в пределах рассчитываемого элемента или меняются незначительно. Для противоточного экономайзера илн пароперегревателя такой расчет проводится по формулам !г = !г+ (!г — 6) У 91 ( (11.48) схр 12М (1 — й)1 — Й !1 = (г — (!г — !г)/гУ» (1! .49) где И=Сср|Ч/(Псрг); И=АЗ/(26сргЧ). Значения теплоемкостей и коэффициента теплопередачи определяются при известных температурах на входе.
Формулы (11.48) и (11.49) получены совместным решением следующих уравнений теплового баланса и теплопередачи: Я =Ос Ч(!г — !г); (11.50) (с' = Рс (гг — гг) (11.51) 'с ЗАА2ср' (11.52) Если в процессе теплообмена теплофиэические свойства теплоносителей изменяются существенно, то для расчета конечных температур должен быть использован интервальный метод. Для бесконечно малого интервала уравнения (11.50) — (11.52) можно переписать в дифференциальной форме: Щ = бор Чйгср (11.53) с(Я Пор й (11.54) Жи = »иб!ср.,Ф. (11.55) Здесь А(,р„—— (М „+!г! ')72; А! и М „— температурные напоры в начале интервала и в конце (см. Г, 9-диаграмму на рис.
11.6). Можно считать, что приравняв правые части уравнений (11.54) и Ма.и = ~"1и.и + И(ги ~!!ис) (1! 56) с(!ги = ~!и !ги = !7пргиг(!ги1бср гиЧ' (11.57) (11.55), подставив в полученное уравнение выражения (11.56) и (11.57), после преобразований и замены дЯ на ЛЗ получим для рабочего тела !р„= !р„+ А!и ~!((7ср,и/А„ЬЯ вЂ” (Юпр и„!Гтср „~ — 1)12). (11.58) 2б9 и ггн еычосление пс г, и ггт Серн Ст гни о рн С гн.ли 5 Вычисление по Фт„тс61и,спгн п.
гз лоррекг(ил14йметй- (гти-йт) ,4а Да йоиСВОЕ~ио,екитопт((212 2Е1, 15 р а .Гт От Гн го стима)и т "гн=сгн Енатат о г 1» гн Ватчислекие по Гти и Сги ° и «инеи аин.аги сити. саги Рнс. 11.6. Структурная схема поннтервального (поверочного) расчета противо- точного теплообменннка н его 1, 12-диаграмма 1 Веоб р'око нык аннин рт '11» 21,рг.аг,тт.а'г а'н.Вот.бр.п Заранее числа интербилод т, точности расчета темперип усы ер и коеффоггаентам блл коррекйии гти(тмВ вычисление дзийгтр и на чала рык поиулиженай гтн;ргн пс фрррр лам (11об) и (11.ро7 йрисбд ануе ел а чекой 2=он еги=22.гтй Ст«сттн=сгти* ссги=с4гн„сртн сртн,срги=сргн еычксленре ки,сги,гти по формилам (11.557 и (гх ео! нет В 2 мт-1 и Вот Ф1н-г1! се рои теплоносителя на входе ( ь Это связано с тем, что начальное ЛР(тближеиие темпеРатУРы на выходе (нп, (в сечении, с котоРого начинается интервальный расчет) определяется по формуле, не учйтывающей изменения свойств теплоносителя с изменением темперртуры, В алгоритме предусмотрены итерации до совпадения рассчитываемой Рп, и заданной ('1 температур с точностью до некоторой выбранной величины е1.
Коррекцию температуры пРедЛагаетсЯ пРовоДить по Разнице значений Г'гн и ('ь взЯтой с некоторым весом н. От коэффициента и, очевидно, будет зависеть скорость сходимости итераций; оптимальное его значение может быть получено при пробных расчетах. Определение теплофизических свойств сред и коэффициента теплоотдачи при заданных давлении и температуре может быть оформлено в виде подпрограмм. Прн этом количество вычислительных операций не изменится, но упростится процесс составления и отладки всей программы расчета.
Значительное сокращение числа операций будет иметь место, если применить способ линеаризации при расчете коэффициента теплопередачи. В этом случае определяются коэффициенты тепло- отдачи только во входном и выходном сечениях теплообменника: амо аьо пахи аа„. На гРаницах интеРвалов коэффициенты теплоотдачи определяются линейной интерполяцией этих значений по соответствующим температурам. Например, для теплоносителя а =а +(а — а ) ((1и — 1)/(т, — '1)), (11.60) Особенно эффективным способ линеаризации оказывается при ручном счете. К поверочным относятся также расчеты механических напряжений, возникающих в элементах корпуса, в трубах и других деталях и узлах ПГ при номинальном режиме и отклонениях от него. Расчеты эти трудоемки и в полной мере стали выполняться .только при использовании ЭВМ. Аналогичное уравнение может быть получено и для теплоносителя (,„= (,„+ Ы„„((Ссо т„т1/(тнбЯ вЂ” (1 — Сортах!(Всо р„)/2).
(11.69 Если известны температуры потоков на одном из концов теплообменника, нап име Р'1 и Рт, то используя последние два уравне- р Р ния н переходя от интервала к интервалу, можно определить температуры потоков на другом конце. Структурная схема возможного алгоритма поверочного расчета противоточного теплообменника представлена на рис, 11.6. Вычисление начальных значений коэффициентов теплоотдачи И тЕПЛОПЕрЕдаЧИ (апп ат„ йп), а таКжЕ ЗНаЧЕНИЙ ЭТИХ КОЭффнциентов на очередном интервале (аьн оа„, йа„) (блоки 8, б, 7) проводится по формулам гл. 6 и ф 11.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
