Расчет рабочего контура ядерной энергетической установки. Контрольная работа. Физика.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Расчет рабочего контура ядерной энергетической установки
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
1. Уравнения материальных балансов для теплообменных аппаратов
. Уравнения тепловых балансов для теплообменных аппаратов и точек
смешения сред
. Определение расхода пара на главную турбину,
паропроизводительности парогенератора и мощности ядерного реактора. КПД ЯЭУ
брутто
. Определение расхода пара на турбопривод питательного насоса
. Расчет параметров системы теплофикации
. Расчет параметров системы пара собственных нужд. Учет расхода
пара на протечки
рабочий контур ядерный
энергетический
1. Уравнения материальных балансов
для теплообменных аппаратов
Уравнения материальных балансов
позволяют выявить составляющие расходов сред для уравнений тепловых балансов,
которые в последующем необходимо составить и решить относительно неизвестных
величин. В результате решения уравнений тепловых балансов определяются расходы
сред в различных ветвях рабочего контура.
В общем случае для смешивающих и
поверхностных водоподогревателей входов среды в теплообменный аппарат может
быть несколько, выход же, как правило, один. Схемы таких теплообменных
аппаратов (для простоты показан вариант, когда входов два) можно представить,
как показано на рисунке 1.
Рисунок 1 - Расчетная схема
теплообменного аппарата:
а) - поверхностного типа; б) -
смешивающего типа
Очевидно, что в общем случае
уравнения материальных балансов для таких теплообменных аппаратов будут иметь
вид:
Если для каждого теплообменного
аппарата записать все входящие в уравнения материальных балансов значения
расходов сред (в соответствующее уравнение тепловых балансов входят эти же
значения расходов сред), то это позволит выявить рациональную
последовательность рассмотрения уравнений тепловых балансов. Правда, это
актуально только при ручном (с помощью калькулятора) решении системы уравнений
тепловых балансов. Если же предполагается использовать вычислительную технику,
которая имеет стандартные программы решения системы алгебраических уравнений
практически любого порядка, то отпадает необходимость выявления
последовательности решения уравнений тепловых балансов.
. Уравнения тепловых балансов для
теплообменных аппаратов и точек смешения сред
Уравнения тепловых балансов
составляют на основе материальных балансов. Уравнение теплового баланса
теплообменного аппарата реализует принцип: уменьшение тепловой энергии греющей
среды равно увеличению тепловой энергии нагшреваемой среды. При этом следует
иметь в виду, что часть тепловой энергии сред теряется в окружающую среду.
Интенсивность рассеяния тепла зависит от качества теплоизоляции, величины
наружной поверхности теплообменника и температуры его стенки. Очевидно, что по
ходу нагреваемой среды от одного подогревателя воды к другому растет ее
температура и рассеяние тепла нарастает. В справочной литературе рекомендуется
достаточно простая оценочная эмпирическая формула для определения коэффициента
удержания тепла h для
каждого водоподогревателя
где r - номер подогревателя по ходу
нагреваемой воды.
Тогда уравнения теплового баланса
можно записать так:
h ×(SG вх.j ×iвх.j) = G вых ×iвых
(5)
h ×(SG вх.jг ×iвх.jг - G выхг ×iвыхг)
= G выхн ×iвыхн - SG вх.kн ×iвх.kн
(6)
Как следует из рассмотрения
уравнений тепловых балансов (5) и (6), каждый расход потока теплобменивающихся
сред должен умножаться на соответствующее значение энтальпии этой среды. По
физической сути работы водоподогревателей теплообменивающиеся среды могут
выступать в виде воды (переохлажденной или насыщенной) или в виде пара
(насыщенного, влажного или перегретого), однако на всей протяженности
теплообменного аппарата температура греющей среды должна оставаться выше
температуры нагреваемой среда.
Для переохлажденной воды или
перегретого пара энтальпия определяется как функция давления и температуры
среды:
Для насыщенной воды и пара энтальпия
определяется как функция либо давления, либо температуры:
Для влажного пара энтальпию можно
определить по зависимости i =
где i' и i" - энтальпии воды и
пара на линии насыщения;
х - сухость пара; (1-х) - влажность
пара.
При определении значений энтальпии
греющей среды на входе в теплообменный аппарат можно руководствоваться
следующим соображением. Обычно достаточно просто определить энтальпию в точке
начала движения среды в ветви (отбор пара из проточной части турбины, точка
выхода среды из предыдущего теплообменного аппарата). Так как трубопроводы
подвода греющей среды имеют качественную теплоизоляцию, то дросселирование
среды от точки отбора до ее входа в теплообменный аппарат можно считать
адиабатическим. Термодинамика показывает, что в этом случае процесс
дросселирования является изоэнтальпийным:
Заметим, что в действительности
энтальпия отбираемого пара может быть несколько меньше энтальпии пара за
соответствующей ступенью турбины. Это вызвано тем, что в проточной части
турбины предусматривают внутрикорпусную сепарацию пара. Она способствует
некоторому (обычно незначительному) уменьшению влажности основного потока пара.
Удаляемая влага может отводиться в поток отбираемого пара и таким образом
несколько уменьшать его энтальпию. При детальном расчете турбины этот фактор
учитывают. Однако в нашем расчете энергоустановки в целом, который выполняется
на стадии, когда турбина еще детально не проработана, этим фактором можно пренебречь.
Энтальпия греющей среды на выходе из
поверхностного водоподогревателя принимается в зависимости от того, на каком
принципе работает этот водоподогреватель.
Если это поверхностный
водоподогреватель, работающий только за счет конденсации греющего пара без
переохлаждения конденсата, то энтальпия среды на выходе определяется как
энтальпия воды на линии насыщения, т.е.
Здесь давление среды в
водоподогревателе рвп равно давлению отбора за вычетом гидравлических
сопротивлений подводящего тракта Dр. При этом для первых по тракту нагрева воды водоподогревателей,
работающих при меньших давлениях греющего пара, объемные расходы пара большие,
поперечное сечение трубопроводов большое (поэтому размер сечения стремятся
ограничить), в результате значения Dр принимаются больше. С ростом давления греющего пара (для
последующих водоподогревателей) величина Dр может быть принята меньшей. Значение Dр можно принять по прототипным данным. Можно воспользоваться также
оценочной эмпирической зависимостью
где r - номер регенеративного
водоподогревателя по ходу подогреваемой воды, включая и деаэратор.
Тогда давление в полости греющей
среды водоподогревателя будет
Если же речь идет о поверхностном
водоподогревателе с зоной охлаждения дренажа, т.е. с переохлажденной водой на
выходе, то ее энтальпия определяется как функция давления и температуры
переохлажденной воды. Давление среды определяется по той же методике.
Температура греющей среды на выходе принимается на 3...10oС выше температуры
нагреваемой среды на входе в аппарат (значение температуры нагреваемой среды
рассматривается ниже). Распределение температур теплообменивающихся сред в
таком водоподогревателе показано на рисунке 2.
Рисунок 2 - Диаграмма t-q
поверхностного водоподогревателя с охладителем дренажа
Энтальпия нагреваемой воды в
поверхностном водоподогревателе всегда определяется как энтальпия недогретой до
кипения воды, поэтому она определяется как функция давления и температуры.
Температура нагреваемой воды на
выходе из водоподогревателя определяется как температура греющей среды за
вычетом температурного напора на "горячей" стороне водоподогревателя dt (см. рисунок 2). Тогда
Эта зависимость одинаково
справедлива для водоподогревателей как с зоной охлаждения дренажа, так и без
такой зоны.
Как уже отмечалось, величина dt зависит от того, насколько ограничена поверхность теплопередачи
поверхностного водоподогревателя и каковы теплопроводящие свойства материала
трубной системы. Для ПВД, в которых используется простая углеродистая сталь
(сравнительно дешевая и с достаточно хорошими теплопроводящими свойствами)
значение dt может быть принято
достаточно низким - около 1,5oС. Для ПНД с латунной поверхностью теплопередачи dt также может быть принято порядка 1,5oС. Если в ПНД применена
аустенитная нержавеющая сталь, то dt = 3,5...5oС. В реальных ЯЭУ АЭС значение dt обычно составляет заметно большие значения - от 3...4 до
5...6oС, что способствует уменьшению поверхности теплопередачи
водоподогревателей.
Заметим, что для поверхностных
водоподогревателей, у которых греющая среда - перегретый пар, в выражении (14)
под tвх cледует понимать температуру насыщения при давлении греющей среды (рисунок
3). Это объясняется тем, что количество тепловой энергии, полученной от
охлаждения пара, обычно очень небольшое (так как теплоемкость пара - небольшая
величина, она в несколько сот раз меньше скрытой теплоты парообразования),
поэтому эффективность теплопередачи в таком водоподогревателе в основном
определяется температурным напором в точке начала конденсации греющего пара.
Температура нагреваемой среды на выходе из водоподогревателя практически мало
отличается от ее температуры в точке начала конденсации греющей среды.
Рисунок 3 - Диаграмма t-q
поверхностного водоподогревателя с пароохладителем
Температура нагреваемой среды на
входе в поверхностный водоподогреватель принимается равной температуре среды на
выходе из предыдущего водоподогревателя. При одновременном рассмотрении всех
поверхностных водоподогревателей можно таким образом оценить значения
принимаемых в расчет температур нагреваемой среды для всех водоподогревателей и
на входе, и на выходе из них.
На вход первого водоподогревателя
направляется среда, имеющая энтальпию несколько выше энтальпии конденсата
главного конденсатора. Это обусловлено тем, что в конденсатном трубопроводе, на
напорном трубопроводе конденсатного насоса первого подъема обычно устанавливают
охладитель пара концевых уплотнений турбины (ОПУ). Нагрев конденсата в таких
пароохладителях небольшой. В тепловых расчетах рабочего контура его можно
оценить приближенно, приняв температуру конденсата на входе в первый
водоподогреватель на 3...5оС выше температуры конденсата в главном
конденсаторе.
Кроме значений температур
нагреваемой среды на входе и выходе каждого водоподогревателя необходимо также
определить значения давления среды в этих точках. Тогда значения энтальпий
нагреваемой среды в каждой точке конденсатно-питательной системы можно
определить по сочетанию давления и температуры.
Для определения давления в каждой
точке конденсатно-питательной системы необходимо оценить напоры (давления)
соответствующих насосов (конденсатных и питательного), с учетом гидравлических
сопротивлений элементов системы.
Напор (давление) каждого насоса
определяется разностью давления в точке, куда подается перекачивается жидкость,
и давления в точке забора жидкости, гидравлическими сопротивлениями тракта а
также геодезической составляющей - разностью давлений на концевых участках
тракта, вызванной разностью высот их расположения. Гидравлические сопротивления
конденсатной системы от главного конденсатора до деаэратора преодолеваются
конденсатными насосами, после деаэратора - питательным насосом.
Конденсатных насосов может быть два:
первого подъема (преодолевает гидравлические сопротивления от главного
конденсатора до выхода из блочной обессоливающей установки) и второго подъема
(преодолевает гидравлические сопротивления участка конденсатного трубопровода,
охватывающего все подогреватели низкого давления поверхностного типа).
Питательная система для АЭС обычно компонуется по одноподъемной схеме включения
питательных насосов в отличие от ТЭС, где давление пара может быть значительно
больше и поэтому возможна двухподъемная схема включения насосов. Питательный
насос АЭС преодолевает гидравлические сопротивления всех подогревателей
высокого давления, питательного трубопровода, питательного регулирующего
клапана, парогенератора.
Рассмотрим структуру этих выражений
применительно к варианту ПТУ с турбиной К-1000-60/3000. В этом случае выражение
для определения давления КН1 может быть записано в виде
ркн1 = рпнд-1 - ргк + Dрбоу + Dропу + Dрк.тр + Dррку гк
+ Dргеод, (15)
где рпнд-1 - давление в смешивающем
ПНД1 (определяется давлением отбора пара на ПНД1 за вычетом гидравлических
сопротивлений трубопровода греющего пара);
ргк - давление в главном
конденсаторе;
Dрбоу - гидравлическое
сопротивление блочной обессоливающей установки. В расчет можно принять Dрбоу = 0,3...0,5 МПа;
Dропу - гидравлическое
сопротивление охладителя пара уплотнений, Dропу = 0,05...0,07 МПа;
Dрк.тр - гидравлическое
сопротивление участков конденсатного трубопровода, Dрк.тр = 0,1...0,2 МПа;
Dррку гк - гидравлическое
сопротивление регулирующего клапана уровня ГК, Dррку гк = 0,2...0,4 МПа;
Dргеод - противодавление
подъема воды на ПНД1 от уровня воды в конденсатосборнике главного конденсатора.
Уровень расположения ПНД1 должен быть достаточным для обеспечения каскадного
слива воды из ПНД1 в ПНД2. Обычно разность высот расположения
конденсатосборника и ПНД1 составляет 12...17 м.
В рекомендованных пределах величин
верхние значения относятся к установкам с турбинами большой мощности - более
200 МВт.
Выражение для определения давления
конденсатного насоса второго подъема может быть записано в виде
ркн2 = рд - рпнд-2 + Dрк.тр + SDрпнд + Dррку пнд2 + Dргеод,
(16)
рпнд2 - давление в смешивающем
подогревателе ПНД2 (определяется давлением отбора пара на ПНД2 за вычетом
гидравлических сопротивлений трубопровода греющего пара);
Dрк.тр - гидравлическое
сопротивление участков конденсатного трубопровода, Dрк.тр = 0,1...0,2 МПа;
SDрпнд - суммарные
гидравлические сопротивления ПНД поверхностного типа. В расчет можно принять
сопротивление одного ПНД порядка 0,07...0,10 МПа;
Dррку пнд2 -
гидравлическое сопротивление регулирующего клапана уровня ПНД2, Dррку пнд2 = 0,2...0,4 МПа;
Dргеод - противодавление
подъема воды в деаэратор от уровня воды в ПНД2. Уровень расположения деаэратора
должен быть достаточным для обеспечения подпора на всасывании питательного
насоса. Обычно разность высот деаэратора и ПНД2 составляет 25...30 м.
Если конденсатная система,
охватывающая элементы системы регенерации, скомпонована иначе, то рассмотренные
зависимости могут принять несколько иной вид, но принцип их составления
остается тем же. Например, если в составе конденсатной системы предусмотрено
два конденсатных насоса (первого и второго подъема), между которыми нет
развязывающего участка со смешивающими подогревателями, то в расчет принимают
условную развязывающую точку - точку на входе в КН2. Давление в этой точке
можно принять в диапазоне от 0,2...0,3 МПа до 1...1,5 МПа. При этом для КН1 Dргеод составляет 2...3 м, а для КН2 Dргеод = = 20...30 м.
Аналогично можно составить расчетную
зависимость для определения давления питательного насоса:
рпн = рпг - рд + Dрпг + Dрп.тр +
Dрпк + SDрпвд + Dррку д
+ Dргеод, (17)
где рпг - давление генерируемого
пара;
Dрпг - гидравлическое
сопротивление парогенератора. В расчет можно принять Dрпг ~ 0,3 МПа;
Dрп.тр - гидравлическое
сопротивление участков питательного трубопровода, Dрп.тр = 0,2...0,3 МПа;
Dрпк - гидравлическое
сопротивление питательного клапана, регулирующего подачу питательной воды в
парогенератор. В расчет можно принять величину Dрпк примерно в 1 МПа;
SDрпвд - суммарные
гидравлические сопротивления ПВД. В расчет можно принять сопротивление одного
ПВД порядка 0,5 МПа;
Dррку д - гидравлическое
сопротивление клапана, регулирующего уровень воды в деаэраторе. Его значения
можно принять 0,2…0,4 МПа;
Dргеод - противодавление
подъема воды в парогенератор. Эта величина составляет разность между
возвышением ПГ и деаэратора над питательным насосом. Для двухконтурных ЯЭУ Dргеод может составлять величину от -(7...8) м (деаэратор
расположен выше парогенератора) до 0...1 м (деаэратор и парогенератор
практически на одном уровне).
Во всех трех выражениях для расчета
давления насосов в качестве одной из составляющих гидравлических сопротивлений
контура учитывается величина Dррку -
сопротивление автоматического регулирующего клапана уровня (РКУ). Это означает,
что на напоре каждого из насосов установлен клапан, который за счет частичного
прикрытия регулирует уровень воды в емкости, из которой происходит откачка
воды: для КН1 - РКУ конденсатосборника ГК, для КН2 - РКУ ПНД-2, для ПН - РКУ Д.
Могут быть и иные схемные решения, обеспечивающие поддержание уровня воды в
указанных емкостях. Тогда такие схемные решения должны найти соответствующее
отражение в расчетных зависимостях для давления насосов.
Определив значения давлений насосов
конденсатно-питательной системы и зная составляющие выражений (15), (16) и
(17), можно оценить давления нагреваемой среды на входе и выходе каждого
поверхностного подогревателя. Полученные значения давления температуры
нагреваемой среды вдоль тракта конденсатно-питательной системы для наглядности
и удобства использования целесообразно представить графически подобно тому как
это показано на рисунке 4.
Рисунок 4 - График изменения
давления и температуры нагреваемой среды в поверхностных водоподогревателях
системы регенерации
Зная давление и температуру среды в
каждой точке тракта, можно определить энтальпию нагреваемой среды на входе и
выходе каждого теплообменного аппарата.
Полученные значения энтальпий
теплообменивающихся сред используют для составления уравнений тепловых
балансов.
При этом следует иметь в виду, что
среда, проходя через перекачивающий насос, несколько повышает свою энтальпию.
Однако, с учетом малой сжимаемости воды такое повышение энтальпии весьма
незначительно, и им в тепловых расчетах рабочего контура можно пренебречь.
Исключение составляет питательный насос, у которого давление выражается большей
величиной - до 8,0...10,0 МПа, поэтому приращение энтальпии питательной воды в
питательном насосе обычно учитывают в тепловых расчетах рабочего контура. Тогда
энтальпия питательной воды на входе в первый ПВД может быть принята равной
энтальпии воды на входе в питательный насос (т.е. в деаэраторе) с увеличением
на приращение энтальпии воды в питательном насосе. Приращение энтальпии
питательной воды в питательном насосе составляет
где Dрпн - повышение давления воды в питательном насосе (равно давлению
питательного насоса рпн), Па;пн - удельный объем перекачиваемой воды
(определяется давлением и температурой перекачиваемой воды), м3/кг;
hпн - КПД питательного
насоса (принимается в расчет по прототипным данным).
Если энтальпию воды на выходе из
питательного насоса определять по давлению и температуре воды в его напорном
патрубке, то отпадает необходимость в оценке приращения энтальпии по (18).
. Определение расхода пара на
главную турбину, паропроизводительности парогенератора и мощности ядерного
реактора. КПД ЯЭУ брутто
Значения расходов рабочего тела в
различных ветвях рабочего контура определяются при решении системы уравнений
тепловых балансов, составленных для теплообменных аппаратов контура. При этом
следует иметь ввиду одно важное обстоятельство.
Количество теплообменных аппаратов в
рабочем контуре и количество отборов греющего пара на них совпадает (обычно
8…10). Однако, количество неизвестных расходов пара на одно больше. Это расход
пара на входе в турбину Gт (на входе в ЦВД). Для его определения требуется
дополнительное уравнение - уравнение мощности турбины.
Внутренняя мощность турбины может
быть выражена как сумма мощностей всех ступеней турбины. Мощность же каждой
ступени равна произведению теплоперепада, срабатываемого на ступени, и расхода
пара через ступень
где Gст.j - расход пара
через j-ю ступень турбины;i ст.j - внутренний теплоперепад j-й ступени
турбины;- количество ступеней турбины.
Значения теплоперепадов
на ступенях H i ст.j уже были определены ранее, а для получения расходов пара
через ступени турбины необходимо из общего расхода пара на турбину Gт в
соответствии с расчетной схемой вычитать значение расходов пара в
соответствующих отборах.
Например, если первый
отбор пара из проточной части турбины предусмотрен после второй ступени, второй
отбор - после третьей ступени турбины и т.д., то расходы пара через ступени
турбины можно записать так:
ст1 = Gт; ст2 = Gт;ст3 =
Gст2 - Gот1 = Gт - Gот1;ст4 = Gст3 - Gот2 = Gт - Gот1 - Gот2 и т.д.(20)
Значение внутренней
мощности турбины можно связать с заданной в расчет мощностью генератора
где Рг - заданная в
расчет мощность генератора;
hген - КПД генератора
электроэнергии. В расчет можно принять hген = 0,98…0,99
(например, для ЮУАЭС hген = 0,9892);
hмех.т - механический КПД
турбоагрегата. В расчет можно принять hмех.т = 0,98…0,985. В
расчет могут быть принять также и прототипные данные, если они имеются.
Если для расчета
значений расходов рабочего тела в ветвях контура используется вычислительная
компьютерная техника, которая имеет в своем арсенале стандартные программы
решения системы алгебраических уравнений практически любого порядка, то к
системе уравнений тепловых балансов следует добавить рассмотренное здесь
выражение мощности турбины. В результате решения такой системы уравнений мы
получим значения расходов рабочего тела в численном виде во всех ветвях
контура.
Если же предполагается
решать систему уравнений “вручную” (с помощью калькулятора), то можно
предложить следующий подход к определению расходов рабочего тела.
Рассматривается только
система уравнений тепловых балансов (ТБ). Для того чтобы количество уравнений
ТБ соответствовало количеству неизвестных величин предлагается временно
считать, что расход пара на турбину Gт - величина известная. Тогда в результате
решения такой системы уравнений ТБ получают значения расходов пара в ветвях
контура в виде выражений через Gт. Затем, используя выражения (19) и (21)
определяют численное значение Gт, через которое затем можно определить
численные значения расходов пара во всех ветвях контура.
Однако следует отметить,
что система уравнения тепловых балансов довольно громоздка и сложна для
совместного решения. Поэтому вначале анализируют уравнения системы по виду и
количеству входящих в них неизвестных величин (это проще выполнить,
рассматривая соответствующие уравнения материальных балансов). Если можно
выявить уравнение теплового баланса, которое включает только одну неизвестную
величину, то такое уравнение может быть решено относительно этой неизвестной величины
отдельно (автономно) от системы уравнений. Если же удастся выявить второе
уравнение теплового баланса, которое охватывает только две неизвестные
величины, одна из которых уже определена, то это уравнение также можно решить
отдельно от системы. Иногда таким образом удается последовательно решить все
уравнения. Это значительно упрощает решение системы уравнений. Если же такое
последовательное решение уравнений ТБ и невозможно (это определяется видом
расчетной схемы), то все же удается из общей системы уравнений выделить группу
из 2…3 уравнений, которые должны быть решены совместно. Подобная подсистема
уравнений меньшего порядка решается значительно проще чем общая система
уравнений.
В заключение теплового
расчета рабочего контура можно оценить паропроизводительность парогенератора
где SGп
i - суммарный расход отборов пара от главного паропровода свежего пара. Обычно
это отбор пара только на промежуточный пароперегреватель и расход пара на
протечки.
Значение тепловой
мощности ядерного реактора может быть выражено так:
где Gпг -
паропроизводительность установки, определяемая по формуле (22), кГ/с;пг -
принятая в расчет энтальпия пара на выходе из парогенератора, кДж/кг;пв -
энтальпия питательной воды на входе в парогенератор, кДж/кг;
hтпк - коэффициент
удержания тепла в теплопередающем контуре. В расчет можно принять hтпк
= 0,9..0,99.
Заметим, что в некоторых
случаях схема рабочего контура может быть построена таким образом, что
энтальпия питательной воды на выходе из последнего водоподогревателя (она
определяется при выполнении расчета рабочего контура) не равна энтальпии
питательной воды на входе в ПГ (именно эта величина входит в уравнение (23).
Это может быть, например, в том случае, когда на выход из последнего ПВД
насосом подается вода из какой-либо ветви рабочего контура. Hапример, в ПТУ с
К-1000-60/3000 на выход из последнего ПВД с помощью КГТH подается конденсат
греющего пара из пароперегревателя. В этом случае для уравнения (23) необходимо
дополнительно определить значение iпв. Для определения значения iпв для точки
смешения сред на выходе из последнего ПВД составляют дополнительное уравнение
теплового баланса.
В итоге выполненных
тепловых расчетов можно оценить значение КПД ЯЭУ брутто:
где Рг - заданная в
расчет мощность генератора электроэнергии, кВт;яр - требующаяся для выработки
электроэнергии тепловая мощность ядерного реактора, кВт (определяется по
формуле (23)).
Обычно для ЯЭУ АЭС
значение hЯЭУбрутто
находится в пределах 30...33%.
а) турбоприводы насосов,
если они предусмотрены;
б) систему теплофикации,
обеспечивающую нужды зданий АЭС и близрасположенного жилого городка;
Ниже рассмотрены
рекомендации по определению расхода пара на указанные дополнительные
потребители тепловой энергии.
. Определение расхода
пара на турбопривод питательного насоса
Расход пара на
турбопривод питательного насоса определяется мощностью насоса, которая
составляет
где рпн - давление
питательного насоса, Па. Эта величина рассматривалась ранее;пн - объемная
подача питательного насоса, м3/с;
hпн - КПД насоса. В
последующем будут более детально рассмотрены факторы, влияющие на величину hпн.
На настоящем этапе расчета можно приближенно принять hпн
= 0,..0,85.
Значение Qпн
определяется составляющими расходов рабочего тела в ветвях рабочего контура в
соответствии с уравнениями материальных балансов. Заметим, что уравнения
материальных балансов обычно составляют в массовых расходах G. Тогда объемная
подача насоса может быть определена по выражению:пн = Gпн ×vпн,
(26)
где Gпн - массовая
подача насоса, кг/с;пн - удельный объем перекачиваемой жидкости, м3/кг. Эта
величина определяется как функция давления и температуры перекачиваемой воды.
Можно принять, что
мощность, потребляемая насосом, равна мощности турбопривода. Это справедливо
для прямодействующего привода. Правда, в приводе питательного насоса обычно
предусматривают механический редуктор на предвключенной части насоса. Но так
как мощность предвключенной части насоса сравнительно невелика, то
механическими потерями энергии на редукторе можно пренебречь. Тогда расход пара
на привод питательного насоса можно определить следующим образом:
где Nпн - мощность
питательного насоса, кВт. Определяется зависимостью (25);
Н i тпн - внутренний
теплоперепад турбопривода, кДж/кг. Эта величина определена при выборе
параметров рабочего тела;
hм.тпн - механический КПД
турбопривода. В расчет можно принять hм.тпн = 0,9
Иногда в составе
рабочего контура предусматривают насосы с гидротурбинным приводом, получающим
рабочую среду из напорного турбопривода питательного насоса. Например, в
установке с турбоагрегатом К-1000-60/3000 в качестве конденсатного насоса СПП
применен насосный агрегат КГТН-850-400 (центробежный одноступенчатый насос и
радиально-осевая одноступенчатая гидротурбина). Отработавшая в гидротурбине
силовая вода сбрасывается в деаэратор. Основные параметры агрегата:
расход воды на
гидротурбину 700 м3/ч;
напор, срабатываемый на
гидротурбине, 730 м вод.ст.;
Если в схеме расчетного
рабочего контура предусмотрен насос подобного типа, то необходимо оценить
расход силовой воды на его привод, так как подача питательного насоса должна
приниматься с учетом как основного потребителя питательной воды -
парогенератора, так и дополнительного потребителя - гидропривода насоса.
Для определения расхода
силовой воды на гидропривод необходимо оценить его мощность.
Мощность, развиваемая
гидроприводом, может быть выражена так:
где Qгп - объемный
расход силовой воды на гидропривод, м3/с;
Dргп - перепад давлений
на гидроприводе (напор гидротурбины), Па;
Если принять, что
мощность гидропривода равна мощности обслуживаемого им насоса, то объемный
расход воды на гидропривод можно получить из формулы (28) в следующем виде:
где v - удельный объем
силовой воды в точке ее отбора из напорного патрубка питательного насоса
(функция давления и температуры воды на напоре ПН), м3/кг.
Мощность приводимого в
действие насоса определяется по общей методике расчета параметров насоса - в
зависимости от подачи, давления и КПД насоса.
Значение Dргп
можно принять по прототипным данным. Если близких прототипных данных нет, то
напор турбины можно оценить как разность давлений в напорном патрубке ПН и в
точке сброса отработавшей силовой воды (обычно это деаэратор) за вычетом
геодезической составляющей (разность высот точки сброса силовой воды и точки
отбора воды от напорного патрубка ПН), а также за вычетом гидравлических
сопротивлений трубопроводов силовой воды.
Для указанного выше
агрегата КГТН, находящегося в составе ПТУ с турбоагрегатом К-1000-60/3000,
геодезическая составляющая потери давления равна 25 м, гидравлические
сопротивления трубопроводов воды - 270 м вод.ст.
Значение КПД
гидропривода можно принять в пределах 0,75...0,80.
. Расчет параметров
системы теплофикации
Для определения вклада
Похожие работы на - Расчет рабочего контура ядерной энергетической установки Контрольная работа. Физика.
Реферат: О проекте трехмерной звезды Красной Армии
Единый Урок Дети Всероссийская Контрольная Работа
Экономические Факторы Организованной Преступности Реферат
Реферат: Управление портфелем ценных бумаг акционерного общества и методы его оптимизации
Что Можно Написать Про Космос В Эссе
Курсовая работа: Анализ предприятия с точки зрения менеджмента. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Германская Восточная Африка
Великий Гэтсби Сочинение Рассуждение
Сон Смешного Человека Сочинения
Контрольная работа: Тактика задержания и ареста
Шпаргалка: Маркетинг услуг. Скачать бесплатно и без регистрации
Физкультура В Домашних Условиях Реферат
Реферат: Christianity And Buddhism Essay Research Paper Several
Дипломная Работа На Тему Позитивні Мотиви Навчання
Дипломные Работы По Классному Руководству
Контрольная работа: Понятие и структура валютного рынка Форекс
Реферат по теме Триботехника
Реферат: Розробка технологічної схеми абсорбційної очистки повітря від сполук аміаку
Реферат: Мировой рынок информационных ресурсов и услуг
Курсовая работа по теме Проектирование технологии предварительного разогрева бетонных смесей
Реферат: Тормозная система автомобиля. Устройство и работа
Реферат: Theatre Comedy Essay Research Paper Electrocution is