Парогенераторы

     R_ст =d_ст/l_ст=1,5*10^-3 /(18,51)=8, 1* 10^-5 (м²*К)/ Вт. 
 

     2.9. Термическое сопротивление окисных  пленок:

     2R_ок =1,5* 10^-5 (м²*К)/ Вт. 

     2.10. Сумма термических сопротивлений:

     R= R₁ + R_ст + 2R_ок= 3,66* 10^-5 + 8, 1* 10^-5 +1,5* 10^-5 =

     =13,26 * 10^-5 (м²*К)/ Вт. 

     3. Определяем коэффициент теплоотдачи  от стенки трубы к кипящей  воде во входном сечении:

     3.1. Проведем расчет методом последовательных  приближений. Первое значение  теплового потока q для расчета берем из диапазона:

     q=(0,8¸0,9)* Dt_б /R =(0,8¸0,9)* 84/13,26 * 10^-5  =(5,67 ¸6,38) * 10^-5 
 

     Принимаем: q'=6,2 

     3.2. Определяем коэффициент теплоотдачи  от стенки трубы к кипящей  воде по формуле:

     a₂'=(10,45/(3,3-0,0113(T_s - 373)))* (q')^0,7=62000 (Вт/м²*K) 

     3.3. Термическое сопротивление:

     R₂'=1/a₂'=1,61 * 10^-5(м²*K /Вт) 

     3.4. Определяем коэффициент теплопередачи  во входном сечении.

     Полное  термическое сопротивление во входном  сечении:

     R_полн'= R₁'+ R₂'=(13,26 +1.61)* 10^-5 =14,87 * 10^-5   (м²*K /Вт). 

     Коэффициент теплопередачи во входном сечении.

     k₁'= 1/ R_полн'=6720 (Вт/м²*K) 

     3.5 Удельный тепловой поток:

     q_n''= k₁'*Dt_б=6720*84=6320 (Вт/м²) 

     3.6. Определяем отношение:

     q''/ q'=1,01 <1,05.

     Точность  расчета устраивает, поэтому принимаем  окончательно:

     a₂'=62000 (Вт/м²*K),

     k₁'= 6720 (Вт/м²*K). 

     4. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи  и теплопередачи в выходном  сечении:

     4.1. Определяем коэффициент теплоотдачи  в выходном сечении:

     4.1.1 Первое значение теплового потока  для расчета методом последовательных приближений  q₂'=4,3 * 10^-5(Вт/м²)

     4.1.2 Вычисляем a₂''

     a₂''=(10,45/(3,3-0,0113(T_s - 373)))* (q')^0,7=0,48*10 (Вт/м²*K)

      

     R₂''=2,05 *10^-5

     4.1.3 Определяем коэффициент теплопередачи  и полное термическое сопротивление  в выходном сечении:

     R_полн''= R+ R₂''=(13,26 +2,08)* 10^-5   = 15,34* 10^-5   (м²*K /Вт).

     k₂''= 1/ R_полн''= 6510(Вт/м²*K) 

     4.1.4 Удельный тепловой поток в  выходном сечении:

     q_n''= k₂''*Dt_м=436000 (Вт/м²)

     4.1.5 Определяем отношение

     q''/ q'=1,01 <1,05.

     Точность  расчета устраивает, поэтому принимаем окончательно:

     a₂''=48000 (Вт/м²*K),

     k₂''= 6510 (Вт/м²*K). 

     4.1.6 Отношение коэффициентов теплопередачи  на входе и на выходе:

     k_вх/ k_вых=6,72/6,51 =1,03 <1,25, поэтому, коэффициент   теплопередачи       для всего участка рассчитываем, как среднеарифметическое этих двух значений k.

                   K=0,5(6,72+6,51)=6,615 КВТ/М*К

     5.. Определяем площадь поверхности  теплообмена, расчетную длину  труб, расчетную длину среднего  змеевика.

     5.1 Определяем расчетную площадь  поверхности теплообмена:

     H^P= Q_ПГ/(k*Dt_cр)=7,029 *10⁵/(6,615 *70,5)=1,52 *10³  м²

     5.2 Определяем среднюю расчетную  длину труб:

     L_P= H^P/(p*d_н)=1,52 *10³/(3.14*0,016)=30,5 *10³  м

     5.3 Определяем расчетную длину одной  трубы среднего змеевика:

     l_p= L_P/n=30,5 *10³ /12736=3,56 м

     5.4 Пересчитаем характеристики теплопередающей поверхности с учетом коэффициента запаса:

     К_з=1,125

     Масса 1м трубы 16х1,5 ml=0,6 кг/м

     5.5 Площадь теплопередающей поверхности  ПГ

     Н= H^P *Кз=1,52 *10³ *1,125=1,71 *10³  м².

     5.6 Длина труб ПГ:

     L_P= L_P *1,125=30,5 *10³ *1,125=34,6 *10³  м

     5.7 Средняя длина одного змеевика:

     l= l_p*1,125=3,56 *1,125=4,05 м

     5.8 Масса трубчатки

     l_p=L*ml*10^-3  =34,6 *0,6=20,76тн

 

      4. Гидравлический расчет ПГ 

     

1. Гидравлический  расчет первого контура ПГ

     Исходные  данные:

     Удельный  вес и вязкость теплоносителя  на входе:

     t₁  = 318 °C

     n₁'=1,694*10^-3  м³/кг

     m₁'=83,7*10^-6  Па/кг

     Удельный  вес и вязкость теплоносителя  на входе:

     t₂  =291

     n₂'=1,371*10^-3  м³/кг

     m₂'=92,7 *10^-6  Па/кг

     Удельный  вес и вязкость теплоносителя  при средней температуре теплоносителя  ПГ (t_1ср=301):

     n_1cр=1,425 *10^-3  м³/кг

     m=88,3*10^-6  Па/кг

     Абсолютная  шероховатость поверхностей из стали  Ох18Н10Т принята равной d_ш £ 0,05 мм. 

     

1. Определяем  гидравлическое сопротивление входного коллектора
1. Определяем переходное число Рейнольдса

     Re_пер =120*(d_вк/d_ш)=120*1000/0,05=24*10⁵ 

     

2.  Определяем  переходное число Рейнольдса  входного сечения

     Re_вк ==(W_1вх*d_вх)/( n₁'*m₁')=(7,8 *1)/( 1,694*10^-3 *83,7*10^-6)=55,1 *10⁶

     Re_вк > Re_пер 

     

3. Для режимов  течения с Re > Re_пер коэффициент трения x определяется по формуле:

     x=(1,74+2*lg(r _в /d_ш)) ^-2= (1,74+2*lg(500/0,05)) ^-2=10,5*10^-3 

4. Длина коллектора теплоносителя:

     l_к=l_{перф. части}+l _{уч. присоед. к патр}.=2130+760=2890 м

5. Определяем сопротивление трения входного коллектора теплоносителя по формуле:

     DP_T= x*( l_к/d)*(1/n₁')*( W₁''²/2)=

     =10,5*10^-3 * (2890/1000)*(1/1,694*10^-3)*(7,8 ²/2)=0,545 kРа 

     

2. Определяем  гидравлическое сопротивление выходного  коллектора
1. Переходное число Рейнольдса

     Re_пер =120*(d_вк/d_ш)=120*1000/0,05=24*10⁵ 

     

2.  Определяем  переходное число Рейнольдса  выходного сечения

     Re_вых==(W_1вых*d_вых)/( n₁''*m₁'')=(6,52 *1)/( 1,349*10^-3 *92,7 *10^-6)=51,3 *10⁶

     Re_вк > Re_пер 

     

3. Коэффициент трения :

     x=(1,74+2*lg(r _в /d_ш)) ^-2= (1,74+2*lg(500/0,05)) ^-2=10,5*10^-3 

4. Длина выходного коллектора:

     l_к=2890 м

5. Определяем сопротивление трения выходного коллектора :

     DP= x*( l_к/d)*(1/n₁'')*( W₁''²/2)=

     =10,5*10^-3 * (2890/1000)*(1/1,349*10^-3)*(6,52 ²/2)=0,471 kРа 

     

3. Определяем  гидравлическое сопротивление труб теплопередающей поверхности
1. Переходное число Рейнольдса

     Re_пер =120*(d_вк/d_ш)=120*13,2/0,05=0,317*10⁵

2. Скорость теплоносителя в трубах:

     W_тр=G/(f_тр*n*r_1ср)=

     =(19*10³)/(3,6*1,33*10^-4  * 12736*0,799*10^-3)=3,7 м/с. 

     

3. Число Рейнольдса

     Re_тр=(W_тр*d_в)/( n_1ср*m_1ср)=(3,7 *0,013)/( 1,425 *10^-3 *88,310^-6)=3,88 *10⁵