Министерство образования и науки Российской Федерации.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».

Кафедра АЭС

Курсовая работа

по дисциплине «Теплообменное оборудование».

Эскизное проектирование парогенераторов аэс.

Выполнила: студентка гр. 4 – 11

Хан Н. А.

Проверил: к.т.н, доцент

Работаев В. Г.

Иваново 2012

Введение	3
1.Тепловой расчет парогенератора	5
2.Конструкционный расчет парогенератора	12
3.Гидравлический расчет парогенератора	16
4.Расчет толщины стенок элементов ПГ	21
5.Оценка массы парогенератора	23
6.Технико-экономическая оптимизация ПГ	26
7.Расчет разверки поверхности теплообмена горизонтального ПГ	30
8.Расчет сепарации и сепарационных устройств	33
9. Расчет водного режима	34
10. Поверочный Расчет ПГ	35

Содержание Введение

В практике проектирования энергетического оборудования используются два вида расчетов: конструкторский и поверочный. Конструкторский расчет – основа нового, еще не выпускаемого энергетического оборудования. Поверочный расчет проводится для определения возможности использования уже освоенных промышленностью конструкций в других условиях работы, в составе другой установки или в переменных режимах (другая нагрузка и т.п.).

Основой проектирования ПГ для новых АЭС является конструкционный расчет. В общем случае он осуществляется в три этапа: первый этап – эскизное проектирование, второй – техническое, третий – рабочее. В некоторых случаях приходится проводить и предэскизную переработку. Исходные данные на первом этапе (эскизное проектирование) самые общие: предполагаемый тип реактора или турбины (температуры и давления теплоносителя и рабочего тела выдают проектировщики основного оборудования), электрическая нагрузка станции (по которой определяется расход пара на турбину), предполагаемая компоновочная схема ПГ (вертикальный или горизонтальный, одно- или многокорпусный и т.д.), возможная система водоподготовки, а также информация об имеющихся аналогичных решениях (прошлый опыт). Если задача новая и бесспорных критериев в пользу одного из трех типов ПГ (прямоточного, с МПЦ или с ЕЦ) нет, то эскизное проектирование придется вести для всех трех типов (при этом каждый тип бывает представлен не менее чем двумя-тремя расчетными схемами, отличающимися компоновкой ПГ в боксе, формой поверхности теплообмена, конструкционными материалами и др.). Для каждой расчетной схемы проводятся вариантные тепловые, конструкционные и гидравлические расчеты. Эскизное проектирование завершается технико-экономическим выбором наиболее оптимальной расчетной схемы (или даже нескольких схем), отличающихся друг от друга существенно меньшим количеством факторов по сравнению с начальными вариантами.

Выбранные варианты детально прорабатываются на стадии технического проектирования, при котором подробно проводятся все типы расчетов. На этом этапе окончательно выбирается тип ПГ и изыскиваются оптимальные конструкции всех узлов с учетом требований изготовления и монтажа. В первую очередь технико-экономической оптимизации подлежат диаметр трубок поверхности теплообмена и скорость движения теплоносителя в трубках. Поскольку от них зависит, с одной стороны, площадь поверхности теплообмена (а значит масса и стоимость ПГ), а с другой стороны, гидравлическое сопротивление (а значит, затраты на электроэнергию для перекачки теплоносителя), причем эти зависимости противоположны, то, следовательно, должна существовать группа оптимальных вариантов для данного типа ПГ, обладающая минимальными суммарными затратами. Техническое проектирование включает и поверочные расчеты, в результате которых определяются параметры теплоносителя и рабочего тела при частичных нагрузках ПГ.

На основе технико-экономических расчетов выбираются один наиболее совершенный вариант, который поступает на рабочее проектирование. Задачей рабочего проектирования является получение рабочих чертежей ПГ и обоснование технологии его изготовления и монтажа.

На каждом этапе проектирования приходится выполнять типовые расчеты, имеющее определенное самостоятельное значение:

- Тепловой расчет – определение площади теплопередающей поверхности ПГ и его элементов (экономайзера, испарителя пароперегревателя), а также числа труб. Тепловой расчет – основа всех видов расчетов, так как дает для них необходимые данные. В то же время, как правило, результаты конструкционного и гидродинамического расчетов вынуждают вносить изменения в ранее произведенный тепловой расчет (т.к. процесс теплопередачи зависит от принятой геометрии и гидродинамики каналов).

- Конструкционный расчет – определение габаритных размеров ПГ и всех других размеров, которые их определяют. Здесь же обосновывается рациональная компоновка агрегата в целом и его отдельных элементов. В первом приближении оценивается и рациональная единичная мощность ПГ.

- Гидравлический расчет – определение гидравлических сопротивлений в трактах теплоносителя и рабочего тела. По ним определяются: затраты мощности на перекачку, падение давления в элементах ПГ и характеристики контура с естественной циркуляцией.

- Механический (прочностной) расчет – определение минимально необходимых толщин стенок труб ПТО и корпуса ПГ, обеспечивающих их прочность в течение всего периода эксплуатации.

- Расчеты массы ПГ – необходим для определения расхода металла на изготовление ПГ, а следовательно, и его стоимости.

- Технико-экономический расчет – дает информацию для выбора оптимального варианта конструкции, а именно: стоимость изготовления (капитальные затраты) и эксплуатации (издержки), которые в сумме с учетом срока окупаемости образуют годовые приведенные затраты.

Исходные данные для проектирования ПГ определяются типом ядерного реактора (т.е. видом и параметрами теплоносителя), типом и мощностью турбоустановки (расход и параметры острого пара, температура питательной воды). Диаметры и толщины стенок коллекторов и трубок теплообменной поверхности принимаются в первом приближении исходя из опыта проектирования аналогичных конструкций; конструкционные материалы выбираются с учетом водно-химического режима.

Дальнейший материал будет излагаться применительно к горизонтальному ПГ с погруженной ПТО, обогреваемой водой под давлением.