Презентация на тему ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС В ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

конструкция его элементов должны обеспечить необходимую производительность и заданные

параметры пара при любых режимах работы АЭС. Выполнение этого требовании предусматривает наиболее экономичную работу станции как при нормальной, так и при переменных нагрузках.

2. Единичная мощность ПГ должна быть максимально возможной при заданных условиях. Это требование связано с улучшением технико-экономических показателей при укрупнении мощности единичного агрегата.

03

должны обладать безусловной надежностью и абсолютной безопасностью. Поверхность теплообмена

в ПГ выполняется из большого числа труб малого диаметра, то есть в ней сосредоточивается большое число соединений труб первого радиоактивного контура. В связи с этим надежность работы АЭС в значительной степени определяется надежностью работы ПГ. Необходимо правильно решать вопросы радиационной защиты и обеспечивать прочность всех элементов конструкции.

04

деталей ПГ должны обеспечивать плотность, исключающую возможность перетечек из

одного контура в другой. Сколько-нибудь существенное попадание теплоносителя в рабочее тело недопустимо, так как паротурбинный контур не имеет биологической защиты. Проникновение рабочего тела в первый контур приведет к повышению радиоактивности теплоносителя и отложению радиоактивных продуктов коррозии в первом контуре. Наиболее опасны отложения продуктов коррозии на твэлах. В этом случае может произойти резкое уменьшение теплоотвода.

05

пар необходимой чистоты, что обеспечит надежность высокотемпературных пароперегревателей, а

также надежную и экономичную работу турбины.

6. Конструкция элементов ПГ должна быть проста и компактна, должна обеспечивать удобство монтажа и эксплуатации, возможность обнаружения и ликвидации повреждений, возможность полного дренирования.

06

ПГ должны обеспечить высокие технико-экономические показатели. При проектировании ПГ

бывают заданными вид и параметры теплоносителя и рабочего тела на входе и выходе. Поэтому особое значение для получения оптимальных технико-экономических показателей ПГ имеет правильный выбор его конструкционной схемы, материалов, размеров элементов поверхностей теплообмена, скоростей теплоносителя и рабочего тела. Необходимо принимать меры для снижения потерь в окружающую среду.

07

(две) группы:

♦ смешивающие

♦ поверхностные.
08

рабочего тела в одном объеме, без поверхности теплообмена.

Очевидно,

что такой теплообменник наиболее эффективен и прост.

Однако принцип смешения противоречит основным требованиям к ПГ АЭС.

09

через теплопередающую поверхность.

Во время движения горячего теплоносителя поверхность аккумулирует

тепло, которое затем отдается рабочему телу во время его прохода через данную поверхность.

Регенеративный тип теплообменника, очевидно, неприменим в ПГ, так как невозможно достичь абсолютной плотности контуров и предотвратить переток теплоносителя и рабочего тела из одного контура в другой.

11

нагрева,
а тепло от первичного теплоносителя
передается рабочему телу
через разделяющую их

стенку.

Такой принцип действия теплообменника дает возможность разработать теплообменный аппарат в соответствии со всеми требованиями, предъявляемыми к ПГ АЭС. Следует оговорить, что обоснование типа теплообменника проведено исходя из существующей в настоящее время технологической схемы производства рабочего пара на двухконтурных АЭС.

12

омывания
поверхности теплообмена теплоносителем
● схемой омывания
поверхности теплообмена рабочим телом
● конструкцией

корпуса
● типом камер
● и т. д.

13

определяется

параметрами

и

свойствами

теплоносителей
первого контура.
14

теплообменники;
2 – поверхность теплообмена;
3 – камеры (подводящая

и отводящая один из теплоносителей);
4 – трубные доски;
5 – патрубки.

15

тем выше, чем выше давление Р1 в реакторе.
Технически возможно

осуществить реактор, трубопроводы и ПГ с давлением вплоть до критического.
В реакторе, охлаждаемом водой под давлением, вода не должна вскипать. Поэтому на выходе из реактора должен быть подогрев δtн до температуры насыщения ts1(Р1). Следовательно, на выходе из реактора


Максимально возможная температура рабочего тела на выходе из ПГ – t”2 – определяется величиной t’1 и температурным напором на входе теплоносителя в ПГ – Δtвх:

16

насыщенного пара ts2 при давлении в испарителе – Р2.
Значение

температуры ts2 определяется температурой теплоносителя t”1исп и температурным напором Δtвыхисп на выходе испарителя.
Охлаждение теплоносителя в ПГ до конечной температуры t”1 в общем случае осуществляется в пароперегревателе, испарителе и экономайзере на величины δt1ПП, δt1ИСП, δt1ЭК , соответственно.
Температура теплоносителя на выходе из ,испарителя


а температура насыщенного рабочего тела в испарителе

17

ПГ представлено на (t,Q)-диаграмме.

По оси ординат откладываются характерные для

каждого элемента ПГ температуры.

По оси абсцисс откладываются количества переданного тепла:
● Qэк – в экономайзере
● Qисп – в испарителе
● Qпп – в пароперегревателе.

18

ПГ, перегрев его невелик (не более 30°С).
Заметный перегрев при

водном теплоносителе может быть получен при низких давлениях насыщенного пара.
Известно, что перегрев пара целесообразен только тогда, когда исчерпаны возможности повышения давления насыщенного пара.
Как было показано, максимально возможный перегрев пара в ПГ с водным теплоносителем может достигнуть 30°С (а реально, видимо, и того меньше).
Такой малый перегрев не даёт заметного повышения КПД цикла, но требует определенного усложнения конструкции ПГ. Поэтому действующие мощные АЭС с водным теплоносителем работают на насыщенном паре без перегрева.
(t,Q)-диаграмма для ПГ насыщенного пара в отличие от диаграммы на предыдущем рисунке не имеет участка, характерного для пароперегревателя.

20

перегрев пара (20 °С) заметно изменит условия работы турбины,

повысив ее надёжность и КПД.
В первую очередь это скажется на повышении надёжности работы регулирующих органов, проточной части и особенно её последних ступеней за счёт снижения интенсивности коррозионно-эрозионных процессов.
Такой перегрев окажет влияние и на экономические показатели турбины, так как можно будет более уверенно выбрать разделительное давление для установки сепаратора-пароперегревателя (СПП) турбины и получить некоторое повышение КПД в её ступенях.
Возможность осуществления перегрева пара в ПГ на АЭС с реакторами, охлаждаемыми водой под давлением, в первую очередь зависит от выбранного давления в реакторе, принятой конструкционной схемы ПГ и наличия соответствующих надежных материалов для изготовления пароперегревателя.

21

Белоярской АЭС, обогреваемого насыщенным водяным паром (Qн.эк и Qк.эк

– соответственно тепло, переданное в некипящей и кипящей частях экономайзера).

Если для получения в ПГ, обогреваемом водой, насыщенного пара умеренного давления требуется иметь превышение Р1 над Р2 примерно в 2,5 раза, то в первом случае Р1 отличается от Р2 несущественно.

22

температурного напора может быть вычислено только в том случае,

если известны температуры обоих теплоносителей на концах теплообменника.
С введением понятия эффективности теплообменника расчёты возможно производить, зная лишь температуры теплоносителей на входе в теплообменник.

Термодинамическая эффективность теплообменника – отношение количества тепла, передаваемого в данном теплообменнике, к количеству тепла, передаваемого в теплообменнике с бесконечно большой поверхностью теплообмена с теми же параметрами на входе.

25

теплоносители текут в одном направлении.

В противоточном –— теплоносители

текут навстречу друг другу.

Направление потоков может быть более сложным:
смешанным (когда в одних частях теплообменника встречается
прямоточное движение, в других – противоточное),
перекрестным
или
комбинированным.

26

– дистанционирующие пластины;
4 – кожух;
5 – коллектор питательной воды;
6

– отверстия для прохода пара в
опускной участок;
7 – воздушник;
8 – лаз;
9 – устройство
для впрыска питательной воды;
10 – трубки;
11 – дистанционирующие решетки.

32

В-320 (ВВЭР-1000) аналогичны парогенератора других типов РУ: В-187, В-302

и В-338.

35

коллектор питательной
воды,
4 – входной и

выходной
коллекторы,
5 – труба подачи
питательной воды,
6 – пароприёмный
потолочный лист.

38

– опора.
40

теплоносителя первого контура и генерации сухого насыщенного пара.
Тип парогенератора

‒ горизонтальный однокорпусной с погруженной поверхностью теплообмена из горизонтально расположенных труб, системой раздачи основной и аварийной питательной воды, погруженным дырчатым листом и паровым коллектором.
Внутри корпуса парогенератора размещены внутрикорпусные устройства, трубный пучок коридорной компоновки с двумя коллекторами первого контура.

рисунках: слайды 43‒47.

парогенератора
(изобразить графически, дать краткое пояснение).
3. Эффективность

теплообменника (определение).
Классификация теплообменников
по направлению потоков теплоносителей.
4. Распределения температуры в прямоточном и противоточном
теплообменниках. (Изобразить графически).

51