1 Парогенераторы АЭС Тема. Гидродинамические процессы в

1 Парогенераторы АЭС Тема. Гидродинамические процессы в ПГ. Потери давления при движении однофазного теплоносителя

2 Основные вопросы 1. Задачи гидродинамики ПГ АЭС 2. Определяющие факторы 3. Общая схема расчета потерь давления 4. Потери давления при движении однофазной среды

3 Задачи и вопросы гидродинамики ПГ АЭСЭксплуатационная надежность ПГ АЭС во многом связана с гидродинамическими процессами теплоносителей и рабочих тел. Нет таких ПГ, где не использовалось бы движение жидкостей или газов для транспортировки и передачи тепловой энергии от теплоносителя к рабочему телу. Гидродинамические процессы определяют уровень и стабильность температурного поля в узлах и деталях ПГ. Этими же процессами обусловлено появление вибраций, эрозионных разрушений, кавитационных явлений, силовых воздействий на элементы конструкций ПГ и т. д. .

4 Задачи и вопросы гидродинамики ПГ АЭС Основная задача – определение потерь давления при движении среды ( при заданном расходе, с учетом параметров, при выбранных конструктивных размерах ). Дополнительные вопросы: расчет распределения расходов и скоростей среды; обеспечение теплогидравлической устойчивости течения и др.

5 Главный определяющий фактор Структура потока ( режим движения ): для однофазной среды — турбулентное и ламинарное течение (аналитические и эм-пирические зависимости; для двухфазной среды – режимы (не менее 5 -8) течения (эмпирические зависимости)

6 Общая схема расчета потерь давления Полное сопротивление по отдельным участкам каждого тракта ПГ (теплоноситель, раб. тело) определяется по схеме, (1)тракт вх тп i выхp p

7 Общая схема расчета потерь давления Любое слагаемое формулы (1) можно представить как, , , jгидр j нив j уск jp p

8 Гидравлическое Сопротивление поверхности теплообмена (труб, каналов, продольно омываемых пучков труб), , , гидр i тр i м ip p p

9 Сопротивление поверхности теплообмена (при поперечном омывании пучков труб), , гидр i поп ip p

10 Потери давления в однофазном потоке

11 Алгоритм выбора формулы для расчета потерь давления в однофазном потоке Потери давления при движении однофазного потока Сопротивление ускорению Гидравлические сопротивления при течении в каналах Потери на трение Потери на местн. сопрот. при обтекании пучков труб Потери прод. обтекании Потери поп. обтекании Нивелирные сопротивления

Выбор оптимальной скорости 12 Факторы, ограничивающие максимальную скорость: — увеличение гидравлических потерь (рост затрат энергии на обеспечение циркуляции); — эрозионный износ; — возникновения вибрации Факторы, ограничивающие минимальную скорость: — ухудшение теплоотдачи; — опасность появление застойных зон; — нарушение ЕЦ

Выбор оптимальной скорости 13 Рекомендуемая скорость пара : — высокого (выше 9 МПа) давления 10… 20 м/с; — среднего (до 9 МПа) давления 20… 30 м/с Рекомендуемая скорость теплоносителя : — водяного 2… 5 м/с ; — ЖМТ 1. . 3 м/с Рекомендуемая скорость рабочего тела (воды): — при вынужденном движении 2… 5 м/с; — при естественной циркуляции 0, 5… 1,

14 Потери на трение Общее выражение 2 2 2 тр г г L w L G p d d

15 Коэффициенты (сопротивления) трения Круглые трубы , турбулентный режим. Ф-ла Альтшуля Данные о эквивалентной шероховатости ∆: нержавеющая сталь… 1∙ 10 -5 м; углеродистая сталь…. 8∙ 10 -5 м, (новые трубы); углеродистая сталь…. 2∙ 10 -4 м , (трубы с незнач. коррозией); 0, 25 00, 11 68 Re ; Гd

16 Коэффициенты трения квадратная упаковка Пучки круглых стержней треугольная упаковка; 1 x 10 exp 152. 01 x 19. 059. 0 0 ; d. Sx; 1 x 27, 1 d 1 x 4 dd 22 Г ; 1 x 1 Re 210, 032. 0 25. 0; 1 x 103, 1 d 1 x 32 dd 22 Г

17 Потери на местных сопротивлениях Общее выражение 2 w p 2 ММ

18 Коэффициенты местных сопротивлений Вид сопротивления Формула Резкое сужение сечения М = 0, 5 · [ 1 – f М /f Б ] Резкое расширение сечения М = 1, 1 · [ 1 – (f М /f Б ) 2 ] Решетка внутри трубы Поворот на угол 90 0 0, 2 ÷ 0, 41 на угол 180 0 0, 26 ÷ 0, 6 Вход или выход из МТП 1, 5 Вход в трубы из коллектора 0, 5 Выход из труб в коллектор 1, 0 2 МББММ 1 f/ff/f 1/707,

19 Потери давления в поперечно омываемых пучках труб Для шахматных пучков Для коридорных пучков ПРИМЕЧАНИЕ. В поперечно омываемых пучках находят суммарное гидравлическое сопротивление. Общее выражение 21 28, 0 2 ПОП SSпри. Re. Z 4, 34, 5 SSпри. Re. Z 6, 64 23, 0 Н 1 26, 0 2 ПОПd. SRe. Z 96 2 w p 2 ПОППОП

20 Потери давления на ускорение потока Пример. P пв =13 МПа; t пв =200 o C; ρ пв =690 кг/м 3 P п =13 МПа; t п =500 o C; ρ п =40, 8 кг/м 32 2 1 ускp 2 2 2 3 40, 8 50 690 3 0, 96 уск п п пв пвpбар

21 Нивелирный перепад давления, , нив j j ср jp h g нив i ip g h

22 Мощность нагнетателятракт. P P P N V G G

Спасибо за внимание