Исследование усовершенствованной сепарационной системы пгв1500 Н. Б. Трунов, В. В. Сотсков
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
ИССЛЕДОВАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ СЕПАРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПГВ-1500 Н.Б. Трунов, В.В. Сотсков, ФГУП ОКБ "ГИДРОПРЕСС", г. Подольск, Россия А.Г. Агеев, Р.В. Васильева ФГУП ЭНИЦ, г. Электрогорск, Россия Ю.Д. Левченко ГНЦ РФ ФЭИ, г. Обнинск, Россия В настоящем докладе приведены основные результаты расчетного обоснования системы отвода пара из парогенератора ПГВ-1500 двумя патрубками, выполненного на основе инженерных методик, а также основные результаты экспериментальных исследований на аэродинамической модели по оптимизации переменной перфорации ППДЛ. В заключении отмечено, что использование ППДЛ и ПДЛ с переменной перфорацией обеспечивает получение проектной влажности пара ПГВ-1500, однако, для окончательного ответа о работоспособности рассчитанной выше сепарационной схемы указанного ПГ и определения ее эксплуатационных возможностей, целесообразно провести сепарационные испытания натурного парогенератора. 1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время в новых проектах парогенераторов ПГВ-1000М (ПГВ- 1000М(В), ПГВ-1000МК) используется сепарационная схема, которая основана на использовании гравитационной сепарации и в которой для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения используется погруженный дырчатый лист (ПДЛ), а вместо жалюзийного сепаратора устанавливается плоский пароприемный дырчатый лист (ППДЛ). Аналогичная сепарационная схема применена и на еще более мощном перспективном парогенераторе ПГВ-1500 реакторной установки с ВВЭР-1500. Однако в парогенераторе ПГВ-1500 в отличие от ПГВ-1000М существенно изменилась схема вывода пара из парогенератора. Вместо 10 пароотводящих патрубков, распределенных равномерно по верхней поверхности корпуса парогенератора ПГВ-1000М, в ПГВ-1500 устанавливается 2 патрубка (рисунки1,2) [1]. 9 9 6 Рисунок 1. Парогенератор ПГВ-1500 1 - корпус с патрубками различного назначения; 2- пучок теплообменных труб с элементами крепления и дистанционирования. 9 Рисунок 2. Парогенератор ПГВ-1500. Поперечный разрез 3- коллектор первого контура; 5- устройство подвода и раздачи питательной воды в аварийных режимах; 6- пароприемный дырчатый лист; 7- погруженный дырчатый лист; 8- устройство подачи химических реагентов; 9 – патрубки отвода пара. Уменьшение количества патрубков приводит к появлению неравномерности отвода пара из парогенератора, и вследствие этого, к ухудшению сепарационных характеристик ПГ. Для устранения этой неравномерности ППДЛ, устанавливаемый в верхней части парового пространства, должен иметь переменную по длине ПГ перфорацию. Кроме того, в парогенераторе ПГВ-1500 выше, чем в парогенераторе ПГВ- 1000, как паровая нагрузка зеркала испарения, так и неравномерность паровой нагрузки зеркала испарения. В принятых габаритах парогенератора для уменьшения локальной скорости выхода пара с зеркала испарения и влажности пара на выходе из ПГ необходимо снижение остаточной неравномерности нагрузки зеркала испарения, которое может быть обеспечено за счет совершенствования конструкции ПДЛ. Это, в первую очередь, использование переменной перфорации ПДЛ, соответствующей изменению нагрузки зеркала испарения по сечению ПГ, а также оптимизация конструкции опорных элементов (рамы ПДЛ), которые не должны препятствовать свободному перетоку пара под ПДЛ от зон с большой паровой нагрузкой к зонам с меньшей паровой нагрузкой. В докладе приведены: • результаты исследования по повышению равномерности выхода пара с ПДЛ; • основные результаты расчетного обоснования системы отвода пара из парогенератора ПГВ-1500 двумя патрубками, выполненного на основе инженерных методик; • основные результаты экспериментального исследования ППДЛ парогенератора ПГВ-1500. 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ РАВНОМЕРНОСТИ ВЫХОДА ПАРА С ПДЛ Как было отмечено выше, для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения в сепарационной схеме горизонтальных парогенераторов (ПГ) используются ПДЛ с равномерной перфорацией. Скорость пара, генерируемого теплообменным пучком, с учетом конденсации части пара за счет подачи питательной воды в парогенераторе ПГВ-1000 изменяется от 0,76 м/с в районе «горячего» коллектора до 0,12 м/с в районе «холодного» коллектора. ПДЛ с равномерной перфорацией всей площади пластин ПДЛ представляют собой выравнивающее распределительное устройство с высоким коэффициентом гидравлического сопротивления, одинакового для всего ПДЛ. Коэффициент гидравлического сопротивления перфорации определяется ее живым сечением. Исследования натурных парогенераторов ПГВ-1000 показали, что при указанной выше исходной неравномерности под ПДЛ, коэффициент остаточной неравномерности составляет 1,25, и при средней расчетной скорости пара на зеркале испарения W о ″ = 0,33 м/с локальное значение скорости пара в наиболее теплонапряженной зоне в районе «горячего» коллектора составляет 0,41 м/с. Это значение скорости пара является определяющим при расчете сепарационной схемы ПГ. В парогенераторе ПГВ-1500 скорость пара по длине теплообменного пучка с учетом конденсации части пара питательной воды изменяется от 1,2 м/с (районе «горячего» коллектора) до 0,07 м/с («холодная» сторона). Повысить эффективность выравнивания паровой нагрузки ПГВ-1500 при исходной более высокой начальной неравномерности по сравнению с ПГВ-1000 можно с помощью переменной перфорации отдельных зон ПДЛ, обеспечивающей выравнивание паровой нагрузки за счет перетока пароводяной смеси под ПДЛ из более нагруженных зон к менее нагруженным. Гидродинамика двухфазного потока между горизонтальной пластиной ПДЛ и трубным пучком в связи со значительной неравномерностью тепловыделений по его длине отличается значительной сложностью и не может быть рассчитана с помощью известных кодов. Поэтому для обеспечения выравнивания нагрузки зеркала испарения предложена приближенная методика расчета переменной перфорации ПДЛ горизонтального парогенератора, основные положения которой представлены в настоящем докладе. Расчет переменной перфорации ПДЛ предлагается проводить в следующей последовательности: 1) Условное разделение всей площади ПДЛ на определенное количество расчетных зон с выделением зоны с наибольшими нагрузками зеркала испарения. 2) Определение для зоны с наибольшими нагрузками зеркала испарения следующих параметров: а) общей площади пластин ПДЛ; б) объемного расхода пара, генерируемого в зоне; в) средней скорости пара; г) объемного расхода пара при заданной номинальной скорости пара на зеркале испарения; д) излишка пара, равного разности между объемным расходом пара, генерируемым в зоне, и объемным расходом пара при заданной номинальной скорости пара на зеркале испарения, который необходимо отвести из зоны за счет перетока пароводяной смеси под ПДЛ; е) определение коэффициента гидравлического сопротивления пластин ПДЛ по формулам, приведенным в [2] для случая решеток с большой неравномерностью поля скоростей с одной стороны решетки и равномерного поля скоростей с другой ее стороны; ж) определение, в соответствии с рекомендациями [3,4], степени перфорации пластин ПДЛ, соответствующей полученному коэффициенту гидравлического сопротивления пластин ПДЛ; з) определение площади отверстий в листах ПДЛ; и) определение скорости пара в отверстиях по объемному расходу пара при номинальной скорости пара на зеркале испарения; к) определения гидравлического сопротивления отверстий в листах ПДЛ. 3) Выполнение расчетов по п.п. 2а)-2г) для каждой из последующих расчетных зон, в которые должна перетечь пароводяная смесь из зоны с наибольшими нагрузками зеркала испарения. 4) Определение объемного расхода пара, который может перетечь из зоны с наибольшими нагрузками зеркала испарения в каждую из остальных расчетных зон и который равен разности между объемным расходом пара, генерируемым в зоне, и объемным расходом пара при заданной номинальной скорости пара на зеркале испарения. 5) Выбор степени перфорации пластин ПДЛ в каждой из последующих расчетных зон и определение по [3,4] коэффициента гидравлического сопротивления решетки, соответствующего ей. 6) Определение перепада статического давления в каждой расчетной зоне на перфорированных пластинах ПДЛ при заданной номинальной скорости пара на зеркале испарения. 7) Определение гидравлического сопротивления отверстий в листах ПДЛ каждой расчетной зоны, при этом расчет производится с учетом выноса с паром воды через отверстия. 8) Определение перепада статического давления под ПДЛ между зоной с наибольшими нагрузками зеркала испарения и остальными расчетными зонами, который необходимо создать для обеспечения перетока излишка пара, определенного в п. 2д). 9) Определение гидравлического сопротивления участков под ПДЛ, по которым происходит отвод излишков пара в соседние расчетные зоны, при этом рассматривается переток не чистого пара, а пароводяной смеси со средним паросодержанием ϕ = 0,75 в соответствии с опытными данными [5]. 10) Сравнение величины перепада статического давления под ПДЛ между зонами, определенной по п. 5, с величиной гидравлического сопротивления участков, определенной по п. 6. При разнице величин менее 25% расчет считается оконченным. При большей разнице – расчет повторяется при новых значениях степени перфорации пластин ПДЛ в каждой расчетной зоне. По указанной выше приближенной методике был выполнен расчет ПДЛ горизонтального парогенератора ПГВ-1500, основные результаты которого приведены ниже. В качестве исходных данных использовалось расчетное распределение паровой нагрузки под ПДЛ в ПГВ-1500, показанное на рисунке 3. Рис. 3. Расчетное распределение паровой нагрузки по зеркалу испарения парогенератора ПГВ-1500, м/с Для расчета вся площадь ПДЛ была разделена (рисунок 4) на четыре расчетные зоны: • зона 1 - в районе «горячего» коллектора, включающая в себя пластины 41-45, 51-55, 61-65, 71-75 рядов 5, 6, 7, 8; • зона 2 - в районе «холодного» коллектора, включающая в себя пластины 46-50, 56-60, 66-70, 76-80 рядов 5, 6, 7, 8; • зона 3 - пластины «холодного» торца ПГ и прилегающие к нему пластины рядов 2, 3, 4 соответственно пластины 1-40; • зона 4 - пластины «горячего» торца ПГ и прилегающие к нему пластины ряда 9, соответственно пластины 81-100. Рис. 4. Расположение типоразмеров пластин и расчетных зон ПДЛ В результате расчета были получены значения перфорации для каждой зоны, а также число отверстий пластин ПДЛ и шаг между отверстиями при квадратной ячейке для каждого типоразмера пластин ПДЛ, приведенных на рисунке 4. Зона №2 (перфорация = 0,07) ГК ХК Номер типоразмера пластины ПДЛ Зона №4 (перфорация = 0,065) Зона №3 (перфорация = 0,09) Зона №1 (перфорация = 0,05) Зона №2 Зона №3 Зона №1 Зона №4 35 66 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ХК ГК Номер пластины ПДЛ Скорость пара, м/с Таким образом, инженерная методика расчета перфорации ПДЛ горизонтального парогенератора, основные положения которой приведены выше, позволяет достаточно быстро получить необходимые данные по величинам перфорации ПДЛ, обеспечивающим выравнивание нагрузки зеркала испарения, однако необходима экспериментальная проверка результатов расчета по ней в условиях стендовых испытаний. Планируется выполнить экспериментальные исследования при номинальных параметрах второго контура на модели парогенератора, представляющую собой вырезку верхней части корпуса ПГ и состоящую из погруженного дырчатого листа, имитатора теплообменного пучка и системы создания неравномерности паровой нагрузки. Модель расположена внутри прочного корпуса внутренним диаметром 1700 мм и длиной 3500 мм. Эксперименты предполагается выполнять на стенде ФГУП «ЭНИЦ», который оснащен соответствующим оборудованием для пароприготовления и сброса отсепарированного пара, поддержания уровня воды в модели, необходимыми контрольно-измерительными приборами, системой управления АСУ ТП. В экспериментах будут получены данные о влиянии неравномерности перфорации и конструкции опорных элементов ПДЛ на его выравнивающую способность для исходной неравномерности нагрузки, характерной для теплообменного пучка ПГ. На основе полученных данных будет выполнена верификация кодов, используемых для расчетов паросепарации и гидродинамики второго контура парогенератора. В итоге будет теоретически подтверждена возможность обеспечения проектной влажности для заданной конструкции опорных элементов и степени неравномерности перфорации ПДЛ. 3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ СИСТЕМЫ ОТВОДА ПАРА ИЗ ПАРОГЕНЕРАТОРА ПГВ-1500 ДВУМЯ ПАТРУБКАМИ Расчетное обоснование системы отвода пара из ПГВ-1500 было выполнено с помощью двух инженерных методик. В работе [6] приведены аналитические зависимости, которые были использованы при проведении расчетов с помощью инженерной методики Майзеля [7] и методики расчета коллекторных систем промышленных аппаратов [2]. Расчет системы отвода пара заключается в расчете изменения ширины щели (площади сечения перфорации) ППДЛ. Одно из принятых допущений состояло в отсутствии влияния неравномерности поля скоростей выхода пара с поверхности испарения на профиль перфорации ППДЛ. Патрубки отвода пара с внутренним диаметром d y = 0,62 м размещаются в верхней части корпуса ПГ с внутренним диаметром 4,8 м на центральной продольной оси. Собирающий коллектор системы отвода пара, образованный пространством между ППДЛ и верхней частью корпуса ПГ, имеет два равных плеча длиной 6,0 м. Каждое плечо в свою очередь включает в себя два плеча: короткое плечо длиной l =1,74 м (от оси патрубка до торца ППДЛ) и длинное плечо длиной l = 4,26 м от оси патрубка до центральной оси ПГ. ППДЛ отстоит от верхней части корпуса на расстоянии 0,334 м, ширина ППДЛ равна 2,45 м. Расчет проводился для одного плеча l = 6,0 м, при симметричном расположении пароотводящих патрубков. Начальная точка x = 0 принималась в центральном поперечном сечении ППДЛ. Сравнение расчетов профиля щели по указанным выше методикам показал (рисунок 5), что для короткого плеча результаты расчета профиля щелей практически совпадают. Рисунок 5. Профили расчетной щели по длине пароприемного дырчатого листа ПГВ-1500, рассчитанные по методикам [2,7] 1 – расчет по методике [7], 2 – расчет по методике [2]. Особенностью короткого плеча является то, что в этом плече коллекторный эффект незначителен, так как проходное сечение самого коллектора F no = 0,553 м 2 существенно превышает площадь щели (F щк = 0,211 м 2 ). Для длинного плеча коллектора относительное сечение щели F щд /F no = 1,66. Для плеча с такими характеристиками коллекторный эффект значителен, что подтверждают расчеты по [7]. Некоторое количественное различие расчетных профилей щели для длинного плеча, определенного по [7], обусловлено различными методиками расчета, а также влиянием эмпирических коэффициентов, использованных в аналитических зависимостях [2]. Эти коэффициенты получены при испытаниях коллекторов с отбором потока не через щель или перфорацию, а через боковые фиксированные ответвления. Вместе с тем различие в расчетах профиля щели длинного плеча по различным методикам не превышает 25 %. В работе [6] отмечено, что сравнительный анализ результатов расчетного обоснования системы отвода пара парогенератора ПГВ-1500 двумя патрубками, выполненное на основе апробированных инженерных методик [2,7], показывает, что расчет перфорации по рядам листов пароприемного листа ПГВ-1500 более целесообразно выполнять по профилю щели, определенной по методике [7], которая основывается на результатах испытаний щитов котельных барабанов. При этом окончательную оптимизацию профиля переменной перфорации ППДЛ необходимо произвести по результатам испытаний на аэродинамическом стенде. Исходя из профиля щели, полученного по методике [7], была рассчитана перфорация каждой пластины ППДЛ парогенератора ПГВ-1500 - ε ППДЛ (профиль перфорации см. рисунок 11), а также число отверстий пластин и шаг между отверстиями при квадратной ячейке для каждого типоразмера пластин ППДЛ. 0,4 , м 6 5 2 1 0,3 0,2 4 3 2 1 0 0 0,1 4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРОПРИЕМНОГО ДЫРЧАТОГО ЛИСТА ПГВ-1500 Экспериментальные исследования проводились в ГНЦ РФ - ФЭИ на аэродинамической модели, имеющей линейный масштаб М1:5. Модель парового объема высотой Н М =244 мм между имитаторами погруженного дырчатого листа (ПДЛ) и пароприемного дырчатого листа (ППДЛ) включала вытеснители - имитаторы двух коллекторов первого контура и трубопроводов питательной воды. Исходные величины перфорации дырчатых листов в ППДЛ-модели были следующими: ε ПДЛ =0,12; ε ППДЛ =0,087. Экспериментальная ППДЛ-модель приведена на рисунке 6. Рисунок 6. Экспериментальная ППДЛ-модель в контуре аэродинамического стенда Исследования проводились в два этапа: • при неравномерной паровой нагрузке зеркала испарения, которая имеет место в существующих парогенераторах с ПДЛ, имеющих равномерную перфорацию; • при равномерной паровой нагрузке зеркала испарения, которая является предельным случаем выравнивания нагрузки за счет использования ПДЛ с переменной перфорацией. Таким образом, экспериментальные исследования проводились при двух крайних состояниях паровой нагрузки зеркала испарения, которые ограничивают диапазон возможного ее изменения в парогенераторе. На первом этапе испытаний с целью учета влияния неравномерности паровой нагрузки зеркала испарения, полученный расчетным путем профиль скоростей выхода пара с зеркала испарения был задан в экспериментальной ППДЛ-модели подобным профилем скорости потока воздуха через отверстия ПДЛ. Перфорированная поверхность ППДЛ условно разделялась на 26 поперечных участков, пронумерованных в направлении "х" со стороны "горячего" коллектора. Таким образом, участки 1-13 относились к " половине с "горячим" коллектором, 14-26 – с "холодным". Подбор перфорации ППДЛ производился методом последовательных приближений путем перекрытия отверстий в ППДЛ, расположенных симметрично относительно центральной оси, при этом отверстия, вдоль которых производились измерений скоростей, не перекрывались. Более подробное описание конструкции экспериментальной модели, схема размещения измерительных датчиков, метода анализа экспериментальных результатов приведено в [8]. Там же приведены результаты расчетного анализа поля давления и векторов скорости, линий токов при течении пара в паровом пространстве ПГ, выполненного с помощью трехмерного расчетного кода FLUENT для дополнительного обоснования экспериментально подобранной оптимизированной перфорации ППДЛ-модели. Расчетами было показано, что с помощью ППДЛ обеспечиваются снижение влияния отводящих патрубков на поле скоростей пара в объеме парогенератора и уменьшение продольных составляющих вектора скорости, при этом максимальная эффективность достигается путем создания переменной по длине ППДЛ перфорации и перфорированных боковых стенок. Перфорация ППДЛ по длине была подобрана таким образом, чтобы профиль скорости в отверстиях ППДЛ был примерно одинаковым с профилем в отверстиях ПДЛ. При совпадении профилей скорости (на участке проекции ППДЛ на ПДЛ) проекции векторов скорости воздуха (в модели) и пара в натурном ПГ на продольную ось минимизируются. По рекомендации [8] перфорация боковых стенок сепарационного устройства модели была принята равной 0,25. На рисунке 7 дан опытный профиль относительных средних скоростей по длине ППДЛ, который сопоставлен с исходным профилем по длине ПДЛ (сплошная кривая), при этом видно, что исходный и подобранный в опытах профили согласуются между собой. 5 10 15 20 25 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 W i /< W ПП ДЛ > n i номер участка ППДЛ 1. Исходные данные Эксперимент Рисунок 7. Профили средних скоростей по длине ППДЛ. 1- профиль, полученный по исходным данным для ПДЛ Непрерывная кривая изменения величины перфорации ППДЛ по длине ППДЛ-модели дана на рисунке 8. Максимальное значение перфорации, равное 0,087, получено в центральной части ППДЛ, наименьшее значение, равное 0,005 на участке 1 – торцевом участке со стороны "холодного" коллектора. Под "выходным " патрубком на стороне "горячего" коллектора степень перфорации получена равной примерно 0,06, под другим патрубком – 0,022. Профиль перфорации ППДЛ существенно несимметричен, при этом максимальные значения перфорации сдвинуты в сторону "горячей" половины ППДЛ-модели. Это объясняется различием в количестве пара, генерируемом на "горячей" и "холодной" сторонах парогенератора. 5 10 15 20 25 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 "холодная" сторона ПГВ "горячая" сторона ПГВ оси выходных патрубков ε n i участок ППДЛ перфорация ППДЛ Рисунок 8. Экспериментальный профиль перфорации по длине ППДЛ для минимизации "х"-компоненты вектора скоростей потока пара в пространстве между дырчатыми листами Необходимо отметить, что, несмотря на различные проходные сечения обеих половин ППДЛ, расходы воздуха в выходных патрубках экспериментальной модели были практически одинаковыми. Таким образом, избыточная часть воздуха, прошедшая через ППДЛ на "горячей" стороне попадала в выходной патрубок на "холодной" стороне модели. На стадии наладочных опытов было произведено выравнивание расходов по обоим патрубкам с помощью дросселей. При итерационном подборе перфорации ППДЛ от равномерной и равной 0,087 до неравномерной и равной в среднем 0,056 равенство расходов воздуха по обоим патрубкам сохранялось без корректировки. Причина этого факта в примерном равенстве гидравлических потерь на обоих участках ППДЛ-патрубок–сборный воздухопровод экспериментальной модели и незначительной доле изменения гидравлических потерь на ППДЛ при изменении перфорации с 0,087 до 0,056. Кривая на рисунке 8 не является окончательной, т.к. она должна быть представлена в виде гистограммы перфорации, постоянной на площади отдельных листов натурного ППДЛ. Таким образом, по результатам первого этапа экспериментальных исследований на аэродинамической модели можно сделать следующие основные выводы: • влияние выходных патрубков на течение пара в объеме между дырчатыми листами минимально при несимметричном профиле перфорации ППДЛ. При этом достигается минимизация продольных скоростей пара и обусловленный ими унос влаги; • в опытах установлено, что через «горячую» и «холодную» стороны ППДЛ модели проходит 0.61 и 0,39 от всего расхода воздуха, соответственно; • несмотря на несимметричность перфорации и поля скоростей расходы воздуха через оба патрубка примерно одинаковы. На втором этапе экспериментальных исследований на аэродинамической модели была проведена оптимизация профиля перфорации ППДЛ при равномерной паровой нагрузке на зеркале испарения. На рисунках 9 и 10 показаны предварительные результаты второго этапа испытаний: профиль перфорации ППДЛ и гистограмма перфорации, постоянной на площади отдельных листов натурного ППДЛ. 0,0 2,6 5,2 7,8 10,4 13,0 15,6 18,2 20,8 23,4 26,0 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 ε ППДЛ i-й участок ППДЛ ε ППДЛ <ε ППДЛ >=0.053 Рисунок 9. Экспериментальный профиль перфорации по длине ППДЛ при равномерной паровой нагрузке на зеркале испарения 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 Степень перфорации для натурного ППДЛ i-й участок ППДЛ ε ППД Л Рисунок 10. Гистограмма перфорации, постоянной на площади отдельных листов натурного ППДЛ Сравнение профилей перфорации ППДЛ, полученных в результате экспериментальных исследований с результатами расчета переменной перфорации с помощью инженерных методик приведены на рисунке 11. Рисунок 11. Профили перфорации ППДЛ, полученные расчетным путем с помощью инженерных методик и в результате экспериментальных исследований: 1 – расчет по методике [7]; 2 – расчет по методике [2]; 3 – эксперимент при неравномерной паровой нагрузке; 4 – эксперимент при равномерной паровой нагрузке. Предварительный анализ приведенных выше профилей перфорации, полученных расчетным и экспериментальным путями, показывает, что максимальные, средние значения перфорации ППДЛ, полученные расчетным путем, а также их отношение, выше, чем аналогичные значения перфорации ПДЛ, полученные в результате эксперимента. После обработки результатов экспериментальных исследований необходимо провести сравнение гидравлических сопротивлений ППДЛ, полученных расчетным и экспериментальным способом для оценки влияния профиля перфорации ППДЛ на величину его гидравлического сопротивления. С учетом этого будет выбран оптимальный профиль перфорации ППДЛ. С целью уменьшения гидравлического сопротивления ППДЛ парогенератора целесообразно выполнить перфорацию вертикальной стенки его сепарационного устройства. 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Предложено решение по выравниванию паровой нагрузки на зеркале испарения путем применения переменной перфорации ПДЛ и инженерная методика расчета оптимальной перфорации. Для подтверждения результатов расчетов целесообразно проведение испытаний на стенде. Проведены расчетные и экспериментальные исследования по оптимизации перфорации ППДЛ, позволяющие улучшить сепарационные характеристики ПГ и снизить гидравлическое сопротивление ПГ по второму контуру. Для подтверждения проектной величины влажности в ПГ, целесообразно провести сепарационные испытания натурного парогенератора. 4 3 2 1 ппдл Оси пароотводящих патрубков 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0,14 0,13 0,12 0,11 0,09 0,08 0,07 0,06 0,01 0,02 0,03 0,04 0 0,05 0,15 0,10 Список литературы 1. Драгунов Ю.Г., Лукасевич Б.И., Трунов Н.Б., Харченко С.А., Сотсков В.В. Парогенератор ПГВ-1500. Новые задачи и решения. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. Выпуск 9. Реакторные установки с ВВЭР, Подольск, 2005, с. 3 - 14. 2. Идельчик И.Е. Аэродинамика промышленных аппаратов, Издательство «Энергия», М.-Л, 1964 г. 3. Рябов Г.А., Карасев В.Б., Козлов Ю.В. Экспериментальные исследования гидравлического сопротивления дырчатых листов на пароводяной смеси. Теплоэнергетика, № 7, 1984. 4. Идельчик И.Е. Учет влияния вязкости на гидравлическое сопротивление диафрагм и решеток. Теплоэнергетика, № 9, 1960. 5. Агеев А.Г., Карасев В.Б., Серов И.Т., Титов В.Ф. Сепарационные устройства АЭС, «Энергоиздат», М., 1982. 6. Трунов Н.Б., Сотсков В.В., Агеев А.Г., Васильева Р.В. Расчетное обоснование сепарационной схемы парогенератора ПГВ-1500. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. Выпуск 13. Реакторные установки с ВВЭР, Подольск, 2006. 7. Майзель С.С. Организация равномерной загрузки парового объема барабанов котлов, Электрические станции, № 6, 1954 г. 8. Безруков Ю.А., Кабанова Л.С., Сотсков В.В., Трунов Н.Б., Боронин А.А., Ефанов А.Д., Колесник В.П., Левченко Ю.Д. Оптимизация перфорации пароприемного дырчатого листа. Четвертая международная научно-техническая конференция "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", Подольск, ФГУП ОКБ "ГИДРОПРЕСС", 23-25 мая 2005. |