МакаровДД_с-АЭС-31_Расчет ПВД. Контрольная работа 1 Расчет пвд Определить конструкцию и технические характеристики пвд Провести тепловой конструкторский расчет пвд
![]()
|
Макаров Д.Д. с-АЭС-31 Вариант №9 Контрольная работа №1 «Расчет ПВД» 1. Определить конструкцию и технические характеристики ПВД; 2. Провести тепловой конструкторский расчет ПВД: Составить тепловую схему ПВД с расстановкой тепловых потоков по пару и питательной воде; Определить расход отборного пара; Определить температуру питательной воды по ходу ее движения через зоны ПВД; Определить тепловые нагрузки зон ПВД; Рассчитать зоны ПВД с определением площадей теплообмена и определить суммарную площадь ПВД; Произвести выбор стандартного ПВД. Исходные данные для расчета подогревателя высокого давления:
1. Тепловая схема ПВД: ![]() Рис.1. Тепловая схема ПВД по зонам нагрева. ![]() 2. Расход отборного пара: 1). Энтальпия питательной воды на входе в ОК определяется как функция, зависящая от давления и температуры питательной воды на входе в ОК: ![]() Расход питательной воды в СП: ![]() Расход питательной воды в ОК: 29% от ![]() ![]() Расход питательной воды в ОП: 50% от ![]() 2). Определение расхода отборного пара на ПВД ![]() Составляется тепловой баланс зон СП и ОК, из которого определяется расход пара на ПВД: ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Тогда, ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Расход дренажа после предыдущего ПВД: ![]() Отсюда следует, ![]() Тогда, расход питательной воды в ОП: 50% от ![]() ![]() 3. Температуры питательной воды по ходу ее движения через зоны ПВД: 1). Уравнение теплового баланса для зоны ОК без учета недогрева, т.е. ![]() ![]() Определение энтальпии питательной воды на выходе из зоны ОК: ![]() ![]() Температура питательной воды на выходе из зоны ОК: ![]() 2). Уравнение материального баланса питательной воды с учетом смешения потоков через СП: ![]() Нахождение энтальпии питательной воды на входе в СП: ![]() ![]() Определение температуры питательной воды на входе в СП: ![]() 3). Уравнение теплового баланса зона ОП: ![]() где ![]() ![]() Нахождение энтальпии питательной воды на выходе из ОП: ![]() Температура питательной воды на выходе из ОП: ![]() 4. Определение тепловых нагрузок зон ОК, СП, ОП: ![]() ![]() ![]() 5. Расчет зон ПВД с определением площадей теплообмена и определение суммарной площади ПВД: 1). Определение площади поверхности нагрева СП: Определяется изменение температуры горячего и холодного теплоносителей вдоль поверхности теплообмена и определяется среднелогарифмический температурный напор: ![]() ![]() ![]() Рис. 2. Изменение температуры горячего и холодного теплоносителей вдоль поверхности теплообмена ![]() ![]() Средняя температура питательной воды в СП: ![]() Принимается скорость движения воды в трубках ПВД в пределах 1,3 – 1,8 м/с. Примем ![]() Внешний и внутренний диаметр труб спиралей ПВД примем: ![]() Толщина стенки трубы: ![]() По давлению ![]() ![]() Коэффициент теплопроводности: ![]() Коэффициент кинематической вязкости: ![]() Показатель Прандтля: ![]() Число Рейнольдса: ![]() Re > ![]() Число Нуссельта: ![]() Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде будет равен: ![]() Сопротивление стенки трубы составит: ![]() где ![]() ![]() Температура стенки трубы будет равна: ![]() Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы равен: ![]() где ![]() ![]() с 1,13 - коэффициент, учитывающий расположение труб; 0,8 (для стальных труб); По температуре стенки трубы ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() По полученным значениям определяется коэффициент ![]() ![]() Определение температурного напора в подогревателе: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() По графику зависимости удельного теплового потока от изменения температуры, изображенном на рис. 3., определяется удельный тепловой поток при среднелогарифмическом температурном напоре в зоне СП ![]()
![]() ![]() Рис. 3. График зависимости удельного теплового потока ![]() ![]() Из графика видно, что при среднелогарифмическом температурном напоре ![]() ![]() Определение величин по полученному графически значению удельного теплового потока: ![]() ![]() ![]() Уточнение температуры стенки трубы: ![]() Погрешность между ранее рассчитанной и уточненной средней температурой стенки не должна превышать 1 %, если больше, то принимается вновь полученная ![]() ![]() В данном случае, погрешность составляет менее 1%, поэтому расчеты буду продолжены с температурой стенки трубы ![]() Определение коэффициента теплопередачи: ![]() Расчетная поверхность теплообмена зоны СП: ![]() Рабочая поверхность теплообмена должна быть на 0,5 % больше расчетной: ![]() Число спиралей в СП: ![]() где ![]() ![]() Практически число спиралей должно быть кратно 72, поэтому ![]() Расстояние между трубными досками: ![]() 2). Тепловой расчет зоны ОП: Тепловая нагрузка зоны ОП: ![]() ![]() Принимаем размер спирали в ОП такие же, как в СП и рассчитываем площадь сечения межтрубного пространства для прохода пара: ![]() где ![]() ![]() ![]() При двух потоках скорость пара в ОП рвана: ![]() где ![]() ![]() ![]() Определение теплофизических параметров пара при ![]() ![]() Коэффициент теплопроводности: ![]() Коэффициент кинематической вязкости: ![]() Показатель Прандтля: ![]() Число Рейнольдса: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Число Нуссельта: ![]() Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы: ![]() Средняя температура питательной воды в зоне ОП: ![]() По давлению ![]() ![]() Коэффициент теплопроводности: ![]() Коэффициент кинематической вязкости: ![]() Показатель Прандтля: ![]() Число Рейнольдса (для питательной воды): ![]() Re > ![]() Число Нуссельта: ![]() Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде: ![]() Коэффициент теплопередачи: ![]() ![]() ![]() Средний логарифмический температурный напор: ![]() Рис. 4. Изменение температуры горячего и холодного теплоносителей вдоль поверхности теплообмена ![]() ![]() ![]() Рабочая поверхность теплообмена ОП будет равна: ![]() Практически поверхность нагрева должна быть несколько больше за счет возможности загрязнения, коррозии и т.д., поэтому ![]() Число спиралей в ОП: ![]() ![]() ![]() 3). Тепловой расчет зоны ОК: Тепловая нагрузка зоны ОК: ![]() Средняя температура конденсата в межтрубном пространстве определится из выражения: ![]() где ![]() Принимаются размеры спирали в ОК такие же, как в СП. Площадь сечения для прохода пара равна: ![]() Удельный объем конденсата составит: ![]() Скорость конденсата в межтрубном пространстве: ![]() Определяются теплофизические параметры конденсата по температуре и давлению парового пространства: Коэффициент теплопроводности: ![]() Коэффициент кинематической вязкости: ![]() Показатель Прандтля: ![]() Принимается эквивалентный диаметр в ОК такой же, как в ОП: ![]() Число Рейнольдса (для пара): ![]() Число Нуссельта: ![]() Коэффициент теплоотдачи от конденсата к стенке трубы определится по формуле: ![]() Температура питательной воды на входе в ОК: ![]() Температура питательной воды на выходе из ОК: ![]() Средняя температура питательной воды: ![]() По средней температуре ![]() Коэффициент теплопроводности: ![]() Коэффициент кинематической вязкости: ![]() Показатель Прандтля: ![]() Число Рейнольдса (для питательной воды): ![]() Re > ![]() Число Нуссельта: ![]() Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде: ![]() Коэффициент теплопередачи: ![]() ![]() ![]() Средний логарифмический температурный напор: ![]() Рис. 5. Изменение температуры горячего и холодного теплоносителей вдоль поверхности теплообмена ![]() ![]() ![]() Рабочая поверхность теплообмена ОК: ![]() Практически поверхность нагрева должна быть несколько больше за счет возможности загрязнения, коррозии и т.д., поэтому ![]() Число спиралей в ОК: ![]() 6. Суммарная площадь ПВД будет равна: ![]() По данным табл. 1 выбирается стандартный подогреватель: ![]() Таблица 1. Каталог стандартных подогревателей высокого давления По суммарной площади поверхности теплообмена, нашим расчетам удовлетворяет подогреватель ПВ-1200-380-43-I, так как в нем достаточно свободной поверхности теплообмена для зоны ОК равной 182 м2 , зоны ОП равной 100 м2 и зоны СП равной 893 м2 , также в расчетах мы учитывали, что во избежание коррозии металла и загрязнения поверхности нагрева, ее практическая площадь поверхности нагрева должна быть больше расчетной. Конструкция подогревателя также удовлетворяет требованиям, по которым максимальное давление питательной воды не должно превышать 380 бар, в наших расчетах мы принимали 340 бар, и давление греющего пара не должно превышать 43 бар, в наших расчетах мы принимали 22,8 бар. Таким образом, по результатам расчета, наиболее подходящий подогреватель высокого давления по площади поверхности теплообмена это ПВ-1200-380-43-I. |