Расчет парогенератора ПГВ-1000

 

1. Основные характеристики и конструкция парогенератора ПГВ-1000

Парогенератор ПГВ-1000 - однокорпусный горизонтальный теплообменник с погружной поверхностью теплообмена, состоящий из горизонтально расположенных труб, со встроенными паросепарационными устройствами, системой раздачи аварийной питательной воды.

Корпус ПГ - горизонтальный цилиндрический сосуд, торцы которого с двух сторон закрыты эллиптическими днищами. Материал корпуса - легированная конструкционная сталь 10ГН2МФА.

Длина корпуса 13840мм, внутренний диаметр 4000мм, толщина стенок в средней части корпуса 145мм, на концевых участках 105мм, толщина стенок днища 120мм.

Коллекторы теплоносителя первого контура предназначены для раздачи теплоносителя первого контура в теплообменные трубы ПГ. Горячий и холодный коллекторы имеют одинаковое устройство.

Коллектор состоит из двух камер: верхней - конической и нижней - цилиндрической с внутренним диаметром 834мм и толщиной стенок 171мм. Коллекторы выполнены из легированной конструкционной стали 10ГН2МФА. Внутренняя поверхность коллекторов, включая крышки фланцевых разъемов, плакированы антикоррозионной наплавкой: 1 слой - 340-8; 2 слой - ЭА 899/216.

Каждый коллектор имеет: переходное кольцо Ду - 850, для соединения с главным циркуляционными трубопроводами, штуцер Ду-20, предназначенный для непрерывной и периодической продувки, два штуцера Ду-10 - воздушник и штуцер контроля плотности фланцевого соединения первого контура.

В верхней части коллекторы первого контура имеют фланцевый разъем Ду-500, снабженный плоской, при снятии которой, возможен доступ внутрь коллектора. Уплотнение каждого фланцевого соединения осуществляется с помощью двух никелевых прокладок, герметичность уплотнений контролируется с помощью измерения давления в междупрокладочном пространстве (МПП) фланцевых разъемов, образованном двумя прокладками. Перетечка сред из одного контура в другой не допускается. Герметичность фланцевых соединений ПГ контролируется как в процессе разогрева, так и в процессе эксплуатации на отсутствие течей в контролируемых полостях.

Поверхность теплообмена ПГ выполнена из 11000 змеевиков, изготовленных из труб 16*1,5 из аустенитной нержавеющей стали 08Х18Н10Т. Змеевики скомпонованы в два U-образных пучка, имеющих по три вертикальных коридора, для обеспечения устойчивой гидродинамики циркулирующей котловой воды. Трубки в пучках размещены в шахматном порядке с шагом по высоте S1=19мм, по ширине S2=23мм. Концы змеевиков заделываются в стенки коллекторов теплоносителя путем обварки их торцов с антикоррозионным покрытием внутренних полостей аргонно-дуговой сваркой с последующей вальцовкой на всю глубину заделки в коллектор методом взрыва. Змеевики дистанционируются в трубном пучке волнистыми и плоскими пластинами из стали 08Х18Н10Т, которые в свою очередь закрепляются в опорных конструкциях, расположенных в корпусе ПГ.

В паровом пространстве ПГ установлен жалюзийный сепаратор, состоящий из набора пакетов жалюзей. Конструкция пакета включает в себя установленный за жалюзями паровой дырчатый лист. Пакеты располагаются под углом 26o к вертикали в паровом объеме ПГ на высоте около 750мм от погружного дырчатого листа. Жалюзи волнообразного профиля выполнены из стали 08Х18Н10Т.

Подвод питательной воды осуществляется через патрубок, расположенный в верхней части корпуса ПГ. К патрубкам питательной воды через проставки с трубой присоединен коллектор Ду-400, расположенный в паровом объеме ПГ, разветвляющийся на две раздающие трубы Ду-250, расположенные над погружным дырчатым листом. Питательная вода подается на горячую часть теплообменного пучка под дырчатый лист через 16 раздающих коллекторов Ду-80, соединенных раздающими трубами и имеющих по длине 38 трубок Ду-25 для выхода питательной воды. Материал системы подвода и раздачи питательной воды - сталь марки Ст20. Подвод питательной воды в аварийных режимах при работе на мощности меньшей 7% от номинальной осуществляется через патрубок расположенный на днище. К патрубку присоединен коллектор Ду-100 с раздающими трубами Ду-20. Материал патрубка - сталь 08Х18Н10Т.

Для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения в водяном объеме ПГ установлен погружной дырчатый лист, который представляет собой набор листов с отверстиями диаметром 13мм на металлической раме. Живое сечение дырчатого листа для прохода пара составляет около 8%.

Пароотводящая система включает в себя 10 патрубков Ду - 350 из стали 22К. Патрубки с помощью переходников из стали 20 соединены в общий паровой коллектор Ду - 600 из стали 16ГС.

. Теплотехнические характеристики парогенератора в номинальном режиме

№Наименование показателейВеличина1Тепловая мощность, МВт7502Паропроизводительность, кг/с (т/ч)408.05 (1470)3Давление генерируемого пара (абсолютное), МПа6.274Температура генерируемого пара, оС278.55Температура питательной воды, оС2206Температура теплоносителя, оС - на входе - на выходе 320 2897Расход теплоносителя при работе на четырёх петлях,м3/ч212008Давление теплоносителя на входе(абсолютное), МПа15.79Сопротивление ПГ по 1-му контуру при расходе теплоносителя 10000 м3/ч, МПа0.11910Сопротивление ПГ по 2-му контуру при паропроизводительности 10000 м3/ч, МПа0.10511Влажность пара на выходе из ПГ, %0.212Величина непрерывной продувки по 2-му контуру от номинальной паропроизводительности, %0.513Скорость выхода пара из зеркала (средняя), м/с0.38214Расчетное рабочее давление, МПа - по 1-му контуру - по 2-му контуру 17.64 7.8415Расчетная температура, оС - по 1-му контуру - по 2-му контуру 350 30016Давление гидроиспытаний, МПа (кгс/см2) - по 1-му контуру - по 2-му контуру 24.5 (250) 10.78 (110)

3. Тепловой расчет

Исходные данные

Паропроизводительность ;

Параметры теплоносителя:, , ;

Параметры пара: , ;

Температура питательной воды

Кратность циркуляции -

Принципиальная тепловая схема парогенератора

Рисунок 1 - Тепловая схема ПГ с водным теплоносителем

В выбранной конструкционной системе ПГ, питательная вода подается на горячую часть теплообменного пучка под дырчатый лист, где происходит частичная конденсация пара и подогрев питательной воды до температуры воды контура естественной циркуляции. Далее питательная вода попадает в опускной участок контура естественной циркуляции ПГ, где смешивается с водой, отсепарированной в жалюзийном сепараторе, поступает в межтрубное пространство теплопередающей поверхности, нагревается до температуры насыщения и испаряется на испарительном участке. Пароводяная смесь поступает в жалюзийный сепаратор, пройдя погружной дырчатый лист, где происходит отделение воды от пара. Влажность пара на выходе из ПГ равна 0,2%.

Тепловая мощность парогенератора. Расход теплоносителя. Т-Q диаграмма

Для рассчитываемого ПГ уравнение теплового баланса имеет следующий вид:

где - тепловая мощность на экономайзерном участке;

- тепловая мощность на испарительном участке;

- расход питательной воды с учетом продувки;

- КПД парогенератора;

- энтальпия пара на линий насыщения ();

- энтальпия питательной воды ( и );

r=1544.2 кДж/кг - скрытая теплота парообразования;

- энтальпия на входе теплоносителя ( и );

- энтальпия на выходе теплоносителя ( и )

Тепловая мощность ПГ:

Тепловая мощность экономайзерной части ПГ:

Тепловая мощность испарительной части ПГ

Расход теплоносителя

Определяем энтальпию теплоносителя на выходе из испарительной части ПГ:

которой соответствует температура

( и )

Определяем энтальпию рабочего тела при смешении с котловой водой

Энтальпия воды контура естественной циркуляции:

которой соответствует температура

( и )

Рисунок 2 - t-Q диаграмма ПГ

. Выбор материалов основных элементов ПГ

Выбираем следующие марки стали:

·для труб теплопередающей поверхности - Х18Н10Т;

·для коллектора теплоносителя - 10ГН2МФА, плакированная со стороны, омываемой теплоносителем, сталью Х18Н10Т;

·для элементов корпуса 10ГН2МФА

Расчет толщины стенок труб теплопередающей поверхности, горячего и холодного коллекторов теплоносителя

Толщина стенки труб теплопередающей поверхности рассчитывается по формуле:

где - расчетное давление, МПа;

- внешний диаметр, мм. Принимаем

- минимальный коэффициент прочности труб;

C - допуск увеличения к расчетной толщине, мм;

- допустимое напряжение, МПа.

Расчетное давление находим по формуле:

Для расчета номинально допустимого напряжения необходимо знать температуру стенки трубы в входном (по теплоносителю) сечении. Точное значение можно определить по формуле:

где - коэффициент теплопередачи, ;

- коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенки трубы, ;

- коэффициент теплоотдачи от стенки к рабочему телу на входном (по т/н) участке трубы, .

В первом приближении можно принять ; . Тогда

При для стали Х18Н10Т . Коэффициент прочности труб .

Где

Прибавка к толщине на минусовой допуск:

Прибавка к истончению стенки за счет коррозии .

Прибавка на технологию .

Прибавка на уплотнение изогнутой части трубы

Для расчета примем овальность труб и толщину стенки .

Прибавка к расчетной толщине:

Уточняем толщину стенки трубки:

Ближайшая большая толщина стенки по ГОСТу на трубы со стали Х18Н10Т равняется 1.8мм. Ее и примем как толщину стенки труб теплопередающей поверхности . Тогда внутренний диаметр трубки:

Площадь живого сечения трубы:

Толщина стенки входной и выходной камеры коллектора рассчитывается по формуле:

где - внутренний диаметр;

- коэффициент прочности камер;

С=1 - допуск увеличения к расчетной толщине.

Расчетная температура стенки камер . При этой температуре для стали 10ГН2МФА . В соответствии с рекомендациями выбираем шахматное расположение отверстий в перфорированной части коллектора: продольный шаг расположения отверстий ; поперечный шаг по окружности внутренней поверхности .

Для расчета толщины стенки перфорированной части коллектора рассчитываем коэффициент прочности перфорированной части коллектора.

·для продольного ряда:

Где

·для поперечного ряда:

·для диагонального ряда:

Для расчета принимаем меньшее значение коэффициента прочности

Толщина стенки коллектора будет равна:

Принимаем . Наружный диаметр коллектора равен:

Толщина стенки конусной части коллектора:

где - угол конусности.

Принимаем толщину стенки конусной части коллектора теплоносителя .

. Расчет площади теплопередающей поверхности и длинны труб испарительного участка ПГ

Таблица 1

Число труб теплопередающей поверхности

Наименование величиныОбозначение и расчетная формулаВариант123Скорость т/н на входе в трубы, м/с4.55.56.5Удельный объем т/н при P1 и t1, м3/кг1.5424Расчетное число труб теплопередающей поверхности15430.33312624.81810682.538

Расчет коэффициента теплопередачи на входе в испарительный участок

Таблица 2

Физические параметры теплоносителя во входном сечении

Физические параметры теплоносителя при ВеличинаЕд. изм.Вариант123Удельный объем м3/кг1.5424Динамическая вязкость Па/с7.5684Коэф. теплопроводности 0.4915Критерий Прандтля Pr-1.0532Число Рейнольдса Re-400908.034489998.708579089.383Коэффициент теплоотдачи 30819.45536186.37641360.485Термическое сопротивление Число Рейнольдса рассчитывается по формуле:

Коэффициент теплоотдачи будет равен:

Температура стенки принимается ориентировочно равной:

Коэффициент теплопроводности стали Х18Н10Т при ;

Термическое сопротивление стенки трубы и оксидных пленок:

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к кипящей воде рассчитывается методом последовательных приближений. Как первое значение удельного теплового потока принята величина:

Рассчитываем по формуле:

Коэффициент теплопередачи будет равен:

Удельный тепловой поток рассчитывается по формуле:

Таблица 3

Расчет коэффициента теплоотдачи

ВеличинаОбознач.ВариантЕд. изм.123Удельный тепловой поток387053.273402954.855415209.0876Коэффициент теплоотдачи67036.50168952.70370413.935Коэффициент теплопередачи7306.5087596.6257819.868Удельный тепловой поток344867.183358560.700369097.758Проверка отношений1.1221.1241.125-Если не входит в диапазон от 0.95 до 1.05, повторяем расчет, принимая Удельный тепловой поток344867.183358560.700369097.758Коэффициент теплоотдачи61834.11263542.70564844.150Коэффициент теплопередачи7240.1167526.0317745.978Удельный тепловой поток341733.459355228.671365610.158Проверка отношений1.011.011.01-Если отношение входит в диапазон от 0.95 до 1.05, то полученные значения и считаем окончательнымиФизические параметры при Удельный объем 1.3896м3/кгДинамическая вязкость8.7231Па/сКоэф. теплопроводности0.55364Критерий Прандтля0.87325-Скорость т/н на выходе из испарительного участка4.15.05.9м/сЧисло Рейнольдса351768.17428985.573506202.976-Коэффициент теплоотдачи28847.50433810.93338597.819Термическое сопротивлениеУдельный тепловой поток380139.196396384.731408983.072Коэффициент теплоотдачи66195.98968163.77969673.167Коэффициент теплопередачи7180.2107476.8167706.481Удельный тепловой поток338905.895352905.693363745.859Проверка отношений1.1221.1231.124-Если не входит в диапазон от 0.95 до 1.05, повторяем расчет, принимая Удельный тепловой поток338905.895352905.693363745.859Коэффициент теплоотдачи61083.96362839.52364184.544Коэффициент теплопередачи7115.6177407.9687634.271Удельный тепловой поток335857.116349656.091360337.597Проверка отношений1.011.011.01-Если отношение входит в диапазон от 0.95 до 1.05, то полученные значения и считаем окончательными

Коэффициент теплопередачи, площадь теплопередающей поверхности, длинна труб испарительного участка ПГ

Средний коэффициент теплопередачи испарительного участка ПГ:

Больший температурный напор:

Меньший температурный напор:

Среднелогарифмический температурный напор:

Расчетная площадь теплопередающей поверхности испарительного участка:

Таблица 4

Расчет площади теплопередающей поверхности испарительного участка

ВеличинаОбознач.ВариантЕд. изм.123Средний коэффициент теплопередачи7177.86773177690.125Больший температурный напор47.2Меньший температурный напор19.47Среднелогарифмический температурный напор31.35Расчетная площадь теплопередающей поверхности испарительного участка2779.242726.392594.11м2Расчетная длина труб участка (dср=0.013м)68085.2566790.5463549.98мРасчетная длина одной трубы испарительного участка4.45.35.9м

6. Тепловой расчет экономайзерного участка ПГ

парогенератор конструкция теплоноситель экономайзерный

Исходные данные:

Таблица 5

Физические параметры теплоносителя в выходном сечении

Физические параметры теплоносителя при ВеличинаОбозначение и формулаВариант123Физические параметры при , м3/кг1.375, Па/с8.8652, 0.56038Pr10.86212Скорость теплоносителя, м/с44.95.8Число Рейнольдса341273.13418059.583494846.037Коэффициент теплоотдачи, 28342.90633339.05238153.886Теплоотдача от стенки трубы к рабочему телу происходит в условиях продольного обтекания шахматно расположенных трубок с углом атаки . Тогда поправка на угол атаки Физические параметры при , м3/кг1.3026, Па/с9.718, 0.59579Pr2Э0.82274Скорость воды в межтрубном пространстве, м/с0.50.50.5Число Рейнольдса497684976849768Коэффициент теплоотдачи,

æ - поправка Михееваæ18176.3118176.3118176.31Средний коэффициент теплопередачи5561.7705730.2805857.327Больший температурный напор23.74Меньший температурный напор19.47Средне-логарифмический температурный напор21.61Расчетная площадь теплопередающей поверхности испарительного участка1225.611189.571163.77

7. Площадь теплопередающей поверхности, длинна и масса труб ПГ

Таблица 6

Наименование величиныОбозначение и формулаВариант123Площадь теплопередающей поверхности ПГ, м24004.853915.963757.88Площадь теплопередающей поверхности ПГ с учетом запаса на износ трубок поверхности теплообмена, м24505.4564405.4554227.615Длина труб ПГ, м ()110373.74107923.93103567.25Длина одной трубы, м7.158.559.7Масса труб, кг59489.5858169.1855821

. Гидравлический расчет ПГ

Гидравлическое сопротивление первого контура ПГ

Плотность и вязкость теплоносителя на входе:

;

Плотность и вязкость теплоносителя на выходе:

;

Плотность и вязкость т/н при средней температуре т/н ПГ ():

;

Абсолютная шероховатость поверхности стали ОХ18Н10Т принята равной k=0,01 мм. P1=15.5 МПа

Таблица 7

Наименование величиныОбозначение и формулаВариант123Скорость т/н на входе в коллектор, м/с4.8Сопротивление на входе в коллектор, Па1070.6Коэффициент сопротивления входа в коллектор0.14Изменение напора вдоль перфорированной части коллектора, Па319.6Коэффициент сопротивления перфорированной частиA0.04Изменение напора вдоль коллектора на уровне среднего ряда труб, Па215.3Скорость входа т/н в средний ряд труб, м/с4.5255.9Спадание напора на входе в средний ряд труб, Па388.79531130.2Средняя скорость в трубах, м/с4.35.36.3Коэффициент трения труб0.019Потери напора на трение в трубах, Па11690.717473.124409.8Потери напора на преодоление поворота трубчатки, Па1201.91798.42491.3Скорость выхода потока из среднего участка, м/с4.15.15.9Потери напора на выходе из среднего участка труб, Па8023.19801.313725.9Скорость т/н в выходном коллекторе, м/с4.5Потеря напора на выходном коллекторе вдоль перфорированного участка, Па292.7194.8Потеря напора на выходе из коллектора в ГЦК, Па694.6999.11369.5450.8695.8900.4Суммарные потери напора по тракту т/н, Па18136.128945.639987.7

Гидравлический расчет ПГ по 2-му контуру

Гидросопротивление по2-му контуру складывается из сопротивления подачи питательной воды, сопротивления погружного дырчатого листа, сопротивления жалюзийного сепаратора, сопротивления пароотводящих труб и коллектора пара.

Сопротивление входа питательной воды из входного патрубка питательной воды

Скорость воды в патрубке питательной воды:

Коэффициент сопротивления при повороте трубопровода на 35о:

Коэффициент сопротивления при распределении потока на короткий и длинный отводы:

Живое сечение трубки

Живое сечение одного отвода с учетом 38шт.

f(dу80) = n''' (dу25) = 1,87 10-2 м2

Живое сечение короткого отвода при шести и длинного - при десяти

fкор = n' f(dу80) = 0,112 м2;

fдл = n'' f(dу80) = 0,187 м2

Сумма живых сечений всех трубок .

Sfтр = fкор + fдл = 0,298м2

Затрата питательной воды в коротком и длинном отводах:

Скорость потока в коротком и длинном отводах:

м/с;

м/с.

Потери напора по длине отводящих труб:

xвх = 0,7;lтр = 0,515;xпов = 0,33.

Определим скорость потока в коротком и длинном отводах:

м/с;

м/с.

Определим скорость питательной воды на выходе из трубы dу25:

м/с;

м/с.

Потери напора в раздающих трубах

Коэффициент сопротивления входа в трубки xвх = 0,7.;

Коэффициент гидравлического трения lтр = 0,515

Коэффициент сопротивления при повороте потока xпов = 0,33;

Потери напора в выходных трубах dу25

Суммарные потери напора по тракту питательной воды

S DP2 = DРп.у + DPвх + DPвх + DP2 + DP2 + DP3 + DP4 = 55748 Па.

9. Достаточность парового пространства для сепарации пара

Высота уровня воды в ПГ над ПДЛ h=0.1 м.

Расстояние от ПДЛ к нижней кромке ЖСП Нжс=0.75 м.

Плотность среды, которая проходит через ЖСП: rs = r = 34,4кг/м3; r = 746,3 кг/м3.

Влажность на входе

Коэффициент a = 0,65 - 0,0039 ×Ps =0,38

Таблица 8

Наименование величиныОбозначение и формулаВариантIIIIII12345Площадь зеркала испарения, м220.923.0224.9Скорость пара при прохождении ЖСП, м/с0.570.520.48с запасом, м/сwз=1,2× wдз0.680.620.58Поправочный коэффициент0.60.580.56Запас повышения уровня, м0.3750.3570.341Вспомогательная функции плотности пространства40420Граничная высота ЖСП, мHкр = 0.087× [wдз × F(r)]1,33.923.813.47Высота парового объема, мHг = Hжс- Hнб0.3750.3930.409Критический запас скорости, %0.030.040.04Площадь прохода ЖСП, м2Fжс = D/(wкр × r)17.619.320.6

Гидравлический расчет парового тракта

Расчет сопротивления ПГ по паровому тракту состоит в пребывании сопротивлений внутрикорпусных устройств: погружного дырчатого листа, жалюзийного сепаратора, элементов вывода и подачи пара в паропровод.

Площадь прохода дырчатого листа:

Коэффициент сопротивления дырчатого листа

xд.л = 2,74;

r = 34.4 кг/м3

Скорость пара при прохождении ПДЛ:

м/с.

Потери напора при прохождении пара через ПДЛ:

Па.

10. Жалюзийный сепаратор

Площадь прохода ЖСП Fжс = 17.6 м2.

Коэффициент сопротивления ЖСП:

xс = 0.05; xсвх120 = 1.67; xсвх60 = 0.65.

Sxс = xз + xсвх120 +xсвх60 = 0.05 + 1.67 + 0.65 = 2.37.

Скорость пара при прохождении ЖСП:

м/с.

Потери напора при прохождении пара через ЖСП:

Па.

Скорость пара на входе в патрубки:

м/с

Потери напора в пароотводящих патрубках:

Па, вх = 1.5.

Скорость пара в пароотводящих патрубках:

м/с

Потеря напора при повороте трубы на 80°:

Па

где пов80 = 0.2 -коэффициент сопротивления при повороте трубы на 80°.

Потеря напора на входе в пароотводящий коллектор:

Па;

где xвхп.п.к = 1 - коэффициент сопротивления пара на входе в пароотводящий коллектор.

Скорость пара в паровом коллекторе:

м/с

Потеря напора на преодоление сопротивления парового коллектора:

;

Изменение напора вдоль парового коллектора для среднего ряда труб:

DРк.п = 2/3 × DРп.к=2/3 × 57398=38265 Па

Полная потеря напора на преодоление парового тракта ПГ:

DPПГп.тракту = DРд.л + DPжс +SDPпп + DPвхп.о + DPпов + DPвхп.к + DРк.п --

DРп.к = 2443+17.7+4227+3479+17393+38265-57398=8427 Па

Мощность ГЦН, затрачиваемая на преодоления потерь по 1-му контуру ПГ.

Вт;

Вт;

Вт

где hГЦН = 0.76 - адиабатический КПД ГЦН

Мощность ТПН, затрачиваемая на преодоление потерь по 2-му контуру ПГ.

Вт

где hПН = 0.82 - адиабатический КПД питательного насоса

11. Размеры и масса основных узлов корпуса коллектора и ВКУ

P1P = 17.1 МПа

Для ВКУ: P2P = 1.35×P1=8.9MПа; Tрасч=350°С; С = 8;

rст = 7500; s = 185; j = 0.636

Таблица 9

Наименование величиныОбозначение и формулаВариант12312345Внутренний диаметр корпуса, ммdвн299827112494Толщина центральной обечайки, мм125114106Расчетная толщина центральной обечайки, мм138126116Длина центральной обечайки, мL ц.об =l/32.73.23.6Внешний диаметр центральной обечайки, ммdЗ ц.об Сбок = 0.62; j = 0.84328329712734Толщина стенки боковой обечайки, мм8980,574,5Расчетная толщина боковой обечайки, мм9888.682Длина боковой обечайки, мlб.об = lц.об3.13.64.2Внешний диаметр боковой обечайки, мdЗб.об319928942663Объем центральной обечайки, м3Vц.об3.83.73.6Объем боковой обечайки, м3Vб.об2.62.52.4Масса центральной обечайки, кгMц.об = Vц.об × rст285002775027000Масса боковой обечайки, кгMб.об = Vб.об × rст195001875018000Высота эллиптического днища, ммH = 0.25 ×dвн Сб.об = 20.62; j = 0.85;750678624Толщина стенки эллиптического днища, м0.01850.01850.0185Внешний диаметр эллиптического днища, мdЗе.д3.272.9342.682Объем эллиптического днища, м3Vе.д0.80.5350.381Масса эллиптического днища, кгM = Vе.д × rст600040132858Длина корпуса ПГ, мм104371179313285

12. Масса коллектора

Высота коллектора по паспорту - 4.97 м

Высота перфорированной и цилиндрической частей - 3.42 м

Высота перфорированной части - 2.2 м

Высота цилиндрической части - 1.22 м

Высота конической части - 1.55 м

Объем перфорированной части для трех вариантов:

= 1.4 м3;

.55 м3;

.65 м3.з = 1.69 м;вн = 1.26 м;

м3;з = 1.58 м; dвн = 1.26 м;

;

R = 0.7 м; r = 0.3 м;

;вн = 0.42 м; rвн = 0.5 м.

Масса коллектора для трех вариантов:

Mкол = (Vперф + Vцил + V.кон) × r = 33750кг;

кг;

35625 кг.

Толщина крышки люка коллектора первого контура (Ду - 600):

;= 0.6; k0 = 1;

Расчет эллиптического днища крышки люка второго контура:

м;

м3;

м3;

Vе.д = VЗ - Vвн = 0.04 м3.

Масса элементов, кг:

масса днища - 921.6;

масса коллектора пара - 6480;

масса коллектора питательной воды - 1024;

масса сепараторных устройств - 4950;

масса погружного дырчатого листа - 705.

Таблица 10

Масса основных узловых деталей

W1 (м/с)4,55,56,5кгткгткгтЦентральная обечайка2850028.52775027.752700027Боковая обечайка1950019.51875018.751800018Эллиптическое днище корпуса6000640134.01328582.858Коллектор3375033.753487534.8753562535.625Крышка 1-го контуру6260.6266260.6266260.626Эллиптическая крышка 2-го контура2480.2482480.2482480.248Паровой коллектор72000.7272000.7272000.72Коллектор ПВ10241.02410241.02410241.024Сепарационные устройства55005.555005.555005.5Углубленный дырчатый лист7830.7837830.7837830.783Трубы т/п поверхности7802778.0277364573.6456993969.939Масса ПГ139997139.997135925135.925132789132.789

13. Расчет стоимости ПГ

Стоимость центральной обечайки:

.

Стоимость боковой обечайки:

.

Стоимость эллиптического днища:

.

Стоимость корпуса:

Ц корп = Ц ц..об + 2 × Ц б.об + 2 × Ц ел..

Стоимость коллектора питательной воды:

.

Стоимость погружного дырчатого листа:

.

Стоимость жалюзийного сепаратора:

.

Стоимость трубного пучка:

.

Стоимость парового коллектора

.

Стоимость ВКУ:

Ц ВКУ = Ц КЖВ + Ц ПДЛ + Ц ЖСП + Ц ТП + Ц ПК .

Стоимость парогенератора

Ц ПГ = Ц корп + Ц ВКУ .

Стоимость основных узлов ПГ (в грн)

Таблица 11

W1 (м/с)4.55.56.5Центральная обечайка605503589568573634Боковая обечайка414291398357382423Эллиптическое днища корпуса1396809342366534Корпус171344515731281471548Коллектор ПВ209222092220922Погружной дырчатый лист142481424814248Жалюзийный сепаратор128040128040128040Трубный пучок805841768463741555Паровой коллектор147110147110147110ВКУ111616110787831051875Парогенератор282960626519112523423

14. Расчетные затраты и выбор оптимальной скорости теплоносителя

Оптимальная скорость т/н определяется по наименьшим приведенным затратам

В = ЕнК + S ® min,

где Ен = 0.4 - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, год-1,

К - стоимость изготовления ПГ, тыс.грн;- эксплуатационные расходы, тыс.грн/год.

Для ПГ эксплуатационные затраты складываются из амортизационных отчислений Sам, расходов на текущий ремонт Sп.р, Общестанционные расходы Sз и электроэнергию для прокачки теплоносителя и рабочего тела ПГ - Sе:

S = Sам + Sп.р + Sз + Sе.

Первые три составляющие рассчитываются в зависимости от К следующим образом:

ам = 0.07 К;п.р = 0.15 Sам = 0.0105 К;з = 0.2 (Sам + Sп.р) = 0.016 К.

Затраты на электроэнергию (тыс. грн / год) при проведении технико-экономических расчетов определяются по формуле

е = Текспл × Ве × (N1 + N2) × 10-5,

где Текспл = 7000 часов - количество часов работы АЭС в год;и N2 - мощность ГЦН и ЖН, необходимая для преодоления сопротивления первого и

второго контуров ПГ, кВт;

Ве - замыкающие затраты на электроэнергию, (кВт ч), для энергосистемы Украины

Ве = 2.5 (кВт ч). Приведенные затраты равны

В = 0.4ЦПГ + 7000 × (N1 + N2) × Ве × 10-5 = Sк + Sе

Зависимость приведенных затрат от скорости теплоносителя

Название величиниОбозначение и формулаВариантIIIIII12345Средняя скорость т/н у трубах теплопередающей поверхности, м/с4.35.26.2Капитальная складовая наведенных затрат, тыс. грн/годSк = 0.2171?ЦПГ614307575730547835Складовая наведенных затрат на электроэнергию, тыс. грн/годSе = 7000 × (N1 + N2) × Ве × 10-5 =7000?(94103+37532)?2,5?10-5230363021839568Наведенные затрати, тыс. грн/годВ = 0,4×Sк + Sе268759260510258702

Заключение

В данном курсовом проекте мы провели расчет горизонтального парогенератора, что обогревается водой под давлением.

Тепловая мощность нашего парогенератора составляет 780 МДж / с.

В результате технико-экономического расчета мы получили значение составляющей расходы на электороэнергию

23036 тыс. грн./час при скорости теплоносителя 4.5 м / с

тыс. грн./час при скорости теплоносителя 5.5 м / с

-39568 тыс. грн./час соответственно при скорости теплоносителя 6.5м/с. Капитальная составляющая приведенных затрат составила - 614307 тис. грн./час, 575730 тыс. грн./час., 547835тис. грн./час. Как показывает нам график зависимости расчетных расходов от скорости теплоносителя оптимальная скорость в нашем случае является 6.5м/с, но для нахождения оптимального расхода надо увеличивать скорость т/н.

Стоимость парогенератора в нашем случае составляет 2523423 грн.

Список литературы

1. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине: «Теплотехническое оборудование АЭС» для студентов специальности 7.090.502. Атомная энергетика. - B. Кравченко, В.Е. Туркив - Одесса. ОПТУ, 1999.

. «Термодинамические свойства воды и водяного пара» - Ривкин С.Л., Александров А.А. - Москва Издательство стандартов, 1984.

. «Парогенерирующие установки атомных электростанций» - Рассохин НХ. - Москва, Энергоиздат, 1987.

. «Основы компоновки и теплового расчета ПГ АЭС» - Ремжин Ю.Н. - Ленинград. Издательство ленинградского университета. 1982.

1. Основные характеристики и конструкция парогенератора ПГВ-1000 Парогенератор ПГВ-1000 - однокорпусный горизонтальный теплообменник с погружной поверхно

Больше работ по теме: