1.3.7. Гидродинамика и температурный режим поверхностей нагрева

[1], с. 69...113; [2], с. 128...186; [6], с. 142...178; [8], с. 209...217

Гидродинамика и надежность работы поверхностей нагрева. Основные уравнения гидродинамики и теплообмена водонапорного тракта. Характеристики двухфазного потока и его структура в вертикальных и горизонтальных трубах, в гибах труб. Характеристики рабочей среды при сверхкритических давлениях. Кризисы теплообмена в парообразующих трубах. Температура стенки трубы и ее зависимость от различных условий обогрева. Коэффициент растечки.

Основные схемы гидравлических контуров с принудительным движением среды. Гидродинамическая устойчивость потока в горизонтальных, вертикальных, П- и U-образных трубах. Гидравлическая характеристика многотрубных систем. Тепловая и гидравлическая разверки. Влияние схемы включения коллекторов на распределение рабочей среды по трубам. Пульсация потока и меры по ее устранению.

Схемы контуров с естественной циркуляцией. Движущий и полезный напоры. Основные уравнения циркуляции. Нехватка до кипения в верхнем и нижнем барабанах. Высота экономайзерного участка и его влияние на работу контуров. Методика расчета простого и сложного контуров циркуляции. Гидравлические характеристики простого и сложного контуров циркуляции. Застой и опрокидывание циркуляции. Предельная кратность циркуляции. Обеспечение надежности естественной циркуляции.

Вопросы для самопроверки

1. Напишите и поясните уравнения, описывающие процессы в пароводяном тракте: материального баланса, баланса энергии потока рабочей среды, теплового баланса обогреваемой стенки, движения и состояния.

2. На что затрачивается перепад давлений в канале пароводяного тракта?

3. Напишите и поясните основные уравнения гидродинамики и теплообмена пароводяного тракта в стационарном режиме работы котла.

4. Приведите и поясните основные характеристики движения пароводяного потока.

5. Опишите режимы движения пароводяной смеси в вертикальных трубах.

6. Опишите режимы движения пароводяной смеси в горизонтальных трубах.

7. Поясните особенности режима движения рабочей среды СКД в горизонтальных каналах и пароводяной смеси в местах гибов.

8. Приведите классификацию методов исследования характеристик потоков.

9. Чему равен полный перепад давления между двумя сечениями трубы? Поясните каждую составляющую полного перепада.

10. В чем различие полных перепадов давлений между двумя сечениями трубы для гомогенной среды и двухфазного потока?

11. Как располагаются экономайзерные, испарительные и пароперегревательные поверхности в газовом тракте барабанного и прямоточных котлов докритического давления и СКД? Где и почему размещаются зоны максимального тепловосприятия и переходная в прямоточных котлах?

12. Как изменяются параметры и теплофизические свойства рабочей среды в пароводяном тракте блока СКД?

10. Поясните явление кризиса теплообмена при пузырьковом течении пароводяной смеси; при дисперсно-кольцевом.

11. Как влияет односторонний обогрев труб на возникновение кризиса кипения?

12. Как протекает теплообмен по длине прямолинейного канала в барабанном и прямоточном котлах?

13. Поясните теплообменные процессы в криволинейных каналах?

14. Каков температурный режим по периметру гладкой трубы?

15. Поясните тепловое состояние плавниковой трубы по ее сечению.

16. Как влияют внутренние отложения на температурный режим поверхности нагрева?

17. Поясните особенности теплообмена в парообразующих установках АЭС.

21. Приведите классификацию разомкнутых гидравлических контуров поверхностей нагрева.

22. Опишите гидравлическую характеристику горизонтальной парообразующей трубы. В чем причина ее многозначности? Какими способами достигается улучшение устойчивости гидравлической характеристики?

23. Опишите гидравлическую характеристику вертикальной многоходовой парообразующей панели прямоточного котла: П- и U-образной.

24. Опишите гидравлическую характеристику панели нагрева прямоточного котла, состоящей из параллельно включенных труб.

25. Какими параметрами определяется надежность работы многотрубной панели прямоточного котла?

22. Что такое тепловая и гидравлическая разверки?

22. Как влияет сочетание тепловой и гидравлической разверки на надежность металла труб?

23. Как влияют коллекторы с различным подводом рабочей среды на гидравлическую разверку?

29. Что такое общекотловая и межвитковая пульсации потока? Как они влияют на тепловое состояние парогенерирующих труб?

30. Опишите и поясните основные закономерности естественной циркуляции.

31. Как влияет относительная скорость пара на движущий и полезный напоры циркуляции?

32. Поясните связь между недогревом до кипения в верхнем и нижнем барабанах и высотой экономайзерного участка.

33. Поясните методику гидравлического расчета простого и сложного контуров естественной циркуляции.

34. Поясните особенности гидродинамики вертикального и горизонтального парогенераторов АЭС.

35. Какими критериями определяется надежность естественной циркуляции?

36. Опишите полную гидравлическую характеристику парообразующей трубы и ее значение для оценки надежности циркуляции.

37. Опишите гидродинамику опускных труб и ее влияние на надежность циркуляции.

38. Как влияет нагрузка котла на надежность циркуляции?

39. Как изменяются характеристики циркуляционного контура при изменении давления в барабане котла?

40. Приведите способы повышения надежности естественной циркуляции.