1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Тепловые электрические станции» ПАРОГЕНЕРАТОРЫ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 1-43 01 08 «Паротурбинные установки атомных электрических станций» Минск БНТУ 2013 2 УДК 621.18:621.039(075.8) ББК 31.363я7 П18 С о с т а в и т е л и : В. В. Сорокин, Н. Б. Карницкий Р е ц е н з е н т ы : Р. И. Есьман, В. И. Володин Данные методические указания написаны с целью оказания методической помо- щи студентам специальности 1-43 01 08 «Паротурбинные установки атомных элек- трических станций» дневной формы обучения по выполнению курсового проекта по парогенераторам АЭС. В издании приводятся методики теплового и гидравлического расчета парогене- раторов, рассматриваются схемы движения теплоносителей первого и второго конту- ров, схема улучшенной продувки. © Белорусский национальный технический университет, 2013 3 СОДЕРЖАНИЕ 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2. ПАРОГЕНЕРАТОРЫ АЭС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОГЕНЕРАТОРА ПГВ-1000. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4. РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПАРОГЕНЕРАТОРА ПГВ-1000. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. . . . . . . . 49 ПРИЛОЖЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Целью курсового проекта является закрепление теоретиче- ских и практических навыков по дисциплине «Парогенерато- ры АЭС». Для его выполнения студент должен: иметь представление о структуре АЭС, вспомогательном оборудовании и устрой- ствах; знать основы технической термодинамики, тепломассо- обмена и гидрогазодинамики; устройство и принцип действия парогенераторов АЭС с ВВЭР; уметь выполнять тепловой рас- чет теплообменника рекуперативного типа с использованием современной вычислительной техники и прикладных программ (MathCAD, Excel); уметь выполнять чертеж парогенератора в AutoCAD. В качестве исходных данных руководителем проекта зада- ются:  параметры теплоносителя первого контура: давление, рас- ход, температуры входа и выхода;  параметры теплоносителя второго контура: давление насыщенного пара, расход продувки, температура питатель- ной воды;  материал теплообменных трубок;  частичная нагрузка (70 % номинальной) при сохранении расхода;  аварийный режим разгерметизации второго контура с па- дением абсолютного давления. С целью приобретения навыков работы с технической и спра- вочной литературой дополнительные исходные данные, необ- ходимые для выполнения курсового проекта, выбираются сту- дентами самостоятельно. В объем курсового проекта входит: расчетно-пояснительная записка; графический материал на 1 листе формата А2 и 1 листе формата А3. 5 В пояснительной записке к курсовому проекту должны быть отражены следующие разделы:  введение (краткая характеристика парогенератора);  гидравлический расчет парогенератора по первому кон- туру;  тепловой расчет парогенератора (конструкционный);  тепловой расчет парогенератора (поверочный, два случая);  чертеж парогенератора и схемы продувки;  выводы и заключение;  список литературы. Графическая часть проекта представляет собой конструк- цию парогенератора и схему улучшенной продувки. При выполнении курсового проекта студенты должны поль- зоваться Международной системой единиц (СИ). Записка и чертежи должны выполняться с учетом требований Единой системы конструкторской и технологической документации (ЕСКД). 6 2. ПАРОГЕНЕРАТОРЫ АЭС 2.1. Типы парогенераторов АЭС PWR/ВВЭР Парогенератор АЭС производит пар для питания турбинной установки и систем собственных нужд атомной электростанции. Это важнейший элемент АЭС с реактором с водой под давлени- ем, от которого зависит не только выработка энергии, но и без- опасность станции. В парогенераторе нагретая вода первого контура передает тепло кипящей воде; образовавшийся насы- щенный пар отводится в паровой коллектор. Сепарация влаги осу-ществляется внутри парогенератора. Запас котловой воды пополняется непрерывной подачей питательной воды. Накипе- образующие соли и шламы отводятся продувкой. Парогенератор нужен для отделения радиоактивного теплоносителя первого контура от нерадиоактивного пара и воды второго контура. Это с одной стороны делает всю паросиловую часть АЭС нерадиоак- тивной, с другой снижает КПД станции. Парогенератор  крупногабаритное теплообменное устрой- ство с большим сроком изготовления (до 36 месяцев) и стои- мостью. Изготавливается на специализированных заводах, по- ставляется в составе реакторной установки и размещается в ре- акторном отделении АЭС внутри герметичной оболочки. В от- ношении парогенератора АЭС не может быть поставлена стан- дартная для инженера-теплофизика задача выбора оборудова- ния по каталогу под заданную тепловую мощность и термо- динамические параметры. Каждый комплект парогенераторов реакторной установки уникален. Срок службы парогенератора составляет 30–60 лет с воз- можностью продления по данным обследования. Для обеспе- чения этого срока требуется правильное изготовление, транс- портировка и монтаж изделия, постоянная кропотливая работа по поддержанию водно-химического режима, управлению и контролю, ремонту, диагностике и профилактике. Нормы безо- пасности постоянно совершенствуются, анализируется опыт 7 эксплуатации, поэтому в течение срока службы неоднократно осуществляют модернизацию парогенераторов. К парогенераторам атомных электростанций предъявляют- ся высокие требования по надежности, непрерывности работы и обеспечению заданных параметров пара. Парогенератор не может быть отключен. Как максимум допустимо снижение тепловой нагрузки путем остановки соответствующего глав- ного циркуляционного насоса АЭС (ГЦНА) при рабочем аб- солютном давлении. Парогенератор радиоактивен, закрыт теплоизоляцией, помещен в бокс, который расположен внутри герметичной оболочки. Свободный доступ к парогенераторам невозможен. Периодичность возможного доступа  раз в год, в новых проектах  раз в полтора-два года. В парогенераторе передается огромное количество тепла, образующееся в реакторе за счет ядерных процессов, во всех режимах, в том числе и аварийных. Парогенератор (ПГ) – это зона, где взаимодействуют между собой среды («вода» и «вода–пар») с разными температурами и скоростями, возникают температурные поля и напряжения. Более того, ПГ – огромный отстойник всего второго контура и конденсата питательного тракта. Сюда направляются прямым путем все загрязнения, которые есть во втором контуре. В него подается (для блока 1000 МВт) полторы тысячи тонн воды в час, а выходит в двести раз меньше – остальная часть выхо- дит в виде пара. В таких условиях ПГ превращается в настоя- щую коррозионную машину, где все загрязнения упариваются и концентрируются. Если характеризовать состояние дел на данный момент, то следует признать, что коррозионные про- цессы в ПГ изучены еще недостаточно [1]. В Республике Беларусь планируется построить двухблочную АЭС с ВВЭР (АЭС–2006) по российскому проекту. Развитие ПГ для российских (ВВЭР) и зарубежных реакторов (PWR) происходит принципиально разными путями. В PWR приме- няются вертикальные ПГ, в которых используются горизон- 8 тальные трубные доски и вертикальные U-образные трубки. В СССР с самого начала создания ВВЭР был взят курс на гори- зонтальные ПГ. В таких аппаратах корпус расположен горизон- тально, трубки устанавливаются горизонтально в виде плоских горизонтальных змеевиков, а они, в свою очередь, соединяются с вертикальными коллекторами. Из сравнения опыта эксплуата- ции ПГ двух типов, горизонтальные ПГ в целом лучше. Кроме этого парогенераторы отличаются друг от друга выбо- ром конструкционных материалов. На первых порах и в СССР, и в США использовались похожие материалы для производства ПГ – нержавеющие стали. Но применение нержавеющей стали SS304 на первой коммерческой атомной станции в США – АЭС «Шиппингпорт» – дало отрицательный результат. Уже спустя 150 часов после пуска станции в ПГ стали течь две теплооб- менные трубки. Проблемы продолжились на «Янки Роу», пер- вом блоке «Индианы Пойнт» и целом ряде некоммерческих ре- акторов. Столкнувшись с трудностями, американские специали- сты приняли решение о переходе на сплав 600MA. Они посчи- тали, что сплав с высоким содержанием никеля окажется корро- зионно-стойким. Но время показало, что это не так. Начиная с 1980 года, на АЭС США и других стран, построенных по аме- риканским проектам, пошла череда замен ПГ. Вместо сплава 600МА, новые вертикальные аппараты изготавливаются из спла- ва 690TT. Проблема коррозии для них пока утратила свою остроту, зато проявились другие неприятные эффекты (напри- мер, износ вследствие вибрации). Предугадать негативные явле- ния на стадии проектирования оказалось практически невоз- можно. Почти все они были обнаружены только при эксплуата- ции. Чем хороши горизонтальные ПГ? Перечислим их основные преимущества перед вертикальными [1]. 1. Умеренная паровая нагрузка и простая схема сепарации. Приведенная скорость выхода пара с зеркала испарения состав- 9 ляет 0,2–0,3 м/c. Это позволяет использовать простую схему се- парации при надежном обеспечении требуемой влажности пара. 2. Малые скорости выхода пара (до 0,5 м/c). При таких ско- ростях устраняется опасность вибрации трубок и других эле- ментов ПГ. 3. Вертикальные коллекторы исключают накопление шла- ма на трубах. Шлам в горизонтальных ПГ идет свободно вниз и не оказывает воздействия на трубчатку. 4. Горизонтальные ПГ позволяют обеспечить наличие боль- шего, чем в случае вертикальных ПГ, запаса воды во втором контуре. Это положительно сказывается на безопасности всей установки: например, способствует более надежному расхо- лаживанию через ПГ при прекращении нормальной и аварий- ной питательной воды и смягчает переходные режимы. 5. В горизонтальных ПГ используется принцип ступенчато- го испарения. Благодаря этому из ПГ более эффективно выво- дятся примеси: их концентрация в ответственных зонах ПГ поддерживается на несколько порядков ниже, чем балансная концентрация в продувочной воде. 6. При горизонтальном расположении поверхности тепло- обмена становится более надежной естественная циркуляция среды по первому контуру. 7. В горизонтальных ПГ проще реализовать удаление газов. Как известно, скопления неконденсирующихся газов способ- ны воспрепятствовать циркуляции теплоносителя. Верхние части вертикальных коллекторов служат как газовые накопи- тели с объемом до 0,5 м3 («верхняя точка»), из которых срав- нительно легко можно сбрасывать газ в систему газоудаления. 8. Очень важное преимущество горизонтальных ПГ с точки зрения их обслуживания: наличие удобного доступа к труб- чатке как со стороны первого, так и второго контура. На вер- тикальных ПГ приходится разрабатывать и использовать слож- ные системы технического обслуживания. 10 9. ПГ из нержавеющей стали намного менее радиоактивны, чем аналогичные изделия из сплава 600МА, так как в них меньше концентрация никеля и сопутствующего кобальта. Для изучения процессов, идущих в ПГ, применяют целый набор научных дисциплин. Это тепло- и массообмен, гидро- динамика, механические дисциплины, сопромат, металлове- дение, химия (включая электрохимию), математическая стати- стика и многие другие. 2.2. Устройство ПГВ-1000 Конструктивная схема парогенератора должна обеспечить наиболее полное использование теплоты и температуры теп- лоносителя первого контура – воды под давлением. На рис. 1 приведены характерные перепады температуры и давления в ПГВ-1000 МКП на фоне линии насыщения воды ps(ts). Чем больше температурный напор между теплоносителями, тем меньше площадь поверхности теплообмена при заданной мощ- ности теплообменника и ниже массогабаритные характери- стики устройства. Рис. 1. Перепады давления и температуры в парогенераторе 11 и ход линии насыщения для воды В ядерной энергетике используется крупногабаритное и мощ- ное теплообменное оборудование. Требование транспортабель- ности по железной дороге очень важно, оно устанавливает огра- ничения по массе и размерам устройств. Для получения высоко- го термодинамического КПД блока надо повышать температуру теплоносителя и понижать давление пара в конденсаторе. Низ- кие давление и плотность пара в конденсаторе при ограничениях на скорость, при высокой единичной мощности установки до- стигаются укрупнением оборудования. Экономические показа- тели энергоблока растут с повышением единичной мощности, но снижаются, если используется эксклюзивное или мелкосе- рийное оборудование. Особенность пары материалов воды и циркониевого сплава, нейтронной физики реактора обуславли- вает невысокие, по сравнению с обычной энергетикой, темпера- туры теплоносителя в активной зоне. Подогрев теплоносителя в реакторе составляет с 280–300 до 310–330 ºС при давлении 15– 16 МПа. В этой части линии насыщения малым перепадам температур соответствуют большие перепады абсолютного давления (см. рис. 1). Увеличивая температурный напор между контурами в парогенераторе при фиксированном абсолютном давлении во втором контуре, должны резко увеличивать абсолютное давле- ние в первом контуре и прочность корпуса реактора, его толщи- ну и массу. Требования к параметрам теплоносителей первого и второго контура в ПГ оказываются противоречивыми и долж- ны выбираться на основе компромисса и оптимизации АЭС в целом, что в финале приводит к малому тепловому КПД АЭС (30–33 %) и высоким массогабаритным характеристикам основ- ного теплообменного оборудования. Вид сверху на разрез парогенератора ВВЭР приведен на рис. 2, который поясняет схему взаимодействия теплоносите- лей первого и второго контура. 12 Нагретая вода из реактора по первому контуру поступает в вертикальный коллектор. В стенках горячего коллектора раз- мещены отверстия для входа в теплообменные трубки (ТОТ). Каждая ТОТ представляет собой U-образный змеевик из аустенитной стали 08Х18Н10Т размером 16  1,5 длиной в среднем 11 м. Вода входит внутрь ТОТ, движется со скоро- стью около 5 м/с, передавая конвективно тепло внутренней стенке трубки. Заканчиваются ТОТ в холодном коллекторе, из которого вода следует к ГЦНА и в реактор на подогрев. Рис. 2. Разрез парогенератора типа ВВЭР Тепло кондуктивно (молекулярной теплопроводностью) пе- редается от внутренней стенки ТОТ к наружной. Теплообменные трубки собраны в четыре пучка или пакета. Компоновка ТОТ коридорная (ПГВ-440 и ПГВ-1000 новых про- ектов) или шахматная (серийный ВВЭР) представлена на рис. 3. 13 Рис. 3. Расположение теплообменных трубок Трубные пучки несимметричны в геометрическом и тепло- вом отношении (см. рис. 2, 4). Внутренние пучки содержат больше трубок, но длины труб наружных пучков больше. Кол- лекторы сдвинуты относительно поперечной оси ПГ (см. рис. 2), соответственно сдвинуты и зоны максимального теплового на- пора. Размеры пучка приведены в табл. 1. 14 Рис. 4. Компоновка теплообменных трубок Таблица 1 Характеристики трубных пучков ПГВ-1000 Характеристика ПГВ-1000 шахматное ПГВ-1000 коридорное 15 Диаметр корпуса, м 4,0 4,2 Длина корпуса, м 13,63 13,63 Ширина трубного пучка, м 0,695 0,712 Ширина опускных коридоров, м 0,170/0,190 0,184/0,198 Высота погруженного дырчатого листа, м 2,43 2,71 Высота трубного пучка, м 2,19 2,50 Перфорация погруженного дырчатого листа, % 7,8 8,0 Расстояние между осями труб по верти- кали, мм 19 22 Расстояние между осями труб по гори- зонтали, мм 23 24 Размер труб, мм 16 × 1,5 16 × 1,5 Трубные пучки погружены в объем котловой воды второго контура под ее уровень. Температура котловой воды соответ- ствует температуре насыщения при давлении во втором кон- туре. Схема естественной циркуляции котловой воды показа- на на рис. 5. На продувку отводится до 60 т/ч котловой воды при темпе- ратуре насыщения. Режим отвода: меньшая часть отводится непрерывно, большая – периодически. На наружной поверхности ТОТ происходит кипение на фоне скоростей циркуляции теплоносителя до 1 м/с. Пузырь- ки пара поднимаются с водой, сепарируются на погружном дырчатом листе и отводятся в коллектор пара, а вода возвра- щается к пакетам вдоль стенок и днища корпуса. 16 Рис. 5. Распределение скоростей воды и истинного объемного паросодержания в ПГ [2]: 1 – малый холодный пакет, 2 – большой холодный пакет; 3 – большой горячий пакет; 4 – малый горячий пакет; 5 – погружной дырчатый лист Питательная вода поступает при температуре 195–225 ºС в зависимости от развитости системы регенерации и может быть меньшей, если часть подогревателей отключены. Питательная вода подается на трубный пучок или, в новых и реконструиро- ванных ПГ, в коридоры между пучками. Схема усовершенство- ванной подачи питательной воды приведена на рис. 6. 17 Рис. 6. Коллектор питательной воды и его размещение в ПГ 18 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОГЕНЕРАТОРА ПГВ-1000 3.1. Характеристики конструкции Парогенераторы ПГВ-1000 всех типов имеют сходное устройство и внешний вид. Особенности конструкции могут встречаться как в рамках заводских модификаций, так и рекон- струкций на местах. Часто это схемы и устройства продувки, питательной воды. Особенности могут подчеркиваться индек- сами типа ПГВ-1000 МКП. Такие парогенераторы предполага- ется использовать на АЭС–2006. В связи с современными тен- денциями эксплуатации ВВЭР с использованием спектрального регулирования за счет изменения давления в реакторе в тече- ние кампании или длительной работы на мощностном эффекте реактивности, хорошей организации ВХР и низкого уровня от- ложений на ТОТ, слежения за графиком потребления электро- энергии характеристики ПГ также могут отличаться. Схемы различных парогенераторов приведены на рис. П1–П5. Характеристики серийного парогенератора ПГВ-1000 при- ведены в табл. 2. Таблица 2 Характеристики ПГВ-1000 Характеристика Значение Паропроизводительность, т/ч 1470 Давление пара на выходе из коллектора (рабочее, абсолютное), МПа 6,28 Температура пара, ºС 278,5 Влажность, %, не более 0,2 Теплоноситель (на выходе), ºС 291 Гидравлическое сопротивление по первому контуру, МПа, не более 0,13 Гидравлическое сопротивление по второму контуру, МПа, не более 0,11 Температура питательной воды, ºС 220 ± 5 19 Окончание табл. 2 Характеристика Значение Теплоноситель (на входе), ºС 321 ± 5 Давление теплоносителя на входе (рабочее, абсолютное), МПа 15,7 ± 0,3 Расход теплоносителя, м3/ч 21 500 + 1000 – 1200 Величина непрерывной продувки из солевого отсека, т/ч 15 Точность поддержания уровня, мм ± 50 Проектные характеристики парогенератора ПГВ-1000 МКП с разреженной коридорной компоновкой ТОТ приведены в табл. 3. Таблица 3 Характеристики ПГВ-1000 МКП Характеристика Значение Паропроизводительность, т/ч 1602 Мощность тепловая, МВт 800 Давление пара на выходе из коллектора (ра- бочее, абсолютное), МПа 7,0 Температура пара, ºС 285,8 Влажность, %, не более 0,2 Теплоноситель (на входе), ºС 328,9 Теплоноситель (на выходе), ºС 298,2 Расход теплоносителя, м³/ч 21 500 Гидравлическое сопротивление (первый кон- тур), МПа, не более 0,13 Гидравлическое сопротивление (второй кон- тур), МПа, не более 0,11 Температура питательной воды, ºС 225 Величина продувки, т/ч 60 КИУМ 0,9 Неплановых остановок, 1/г, менее 0,5 Срок службы, лет 60 Плановый останов, сут/г, не более 25 20 3.2. Схема продувки Система продувки ПГ предназначена для поддержания норм водно-химического режима котловой воды, путем отбора ее части из мест наиболее вероятного скопления продуктов кор- розии, солей и шлама. Применяются непрерывная и периодическая продувки. Не- прерывная продувка необходима для поддержания на допусти- мом уровне концентрации растворенных примесей. Большая часть нерастворенных примесей ведет себя подобно растворен- ным, и их эффективное удаление с непрерывной продувкой способствует уменьшению образования отложений. Периоди- ческая продувка, как правило, применяется для удаления не- растворенных отложений шлама со дна ПГ, а также может ис- пользоваться для восстановления и поддержания концентра- ции растворенных примесей в случаях нарушения ВХР. В этих случаях она проводится по тем же линиям, что и непрерывная. Необходимость периодической продувки связана с требовани- ем создания увеличенного ее расхода при ограничениях про- пускной способности систем очистки продувочной воды. Как правило, периодической продувке в данный момент подлежит только один ПГ энергоблока. Из опыта эксплуатации известно, что для удаления шлама нет необходимости в большой длительности периодической продувки. В течение 30–40 минут идет смыв шлама со стенок трубопровода и нижней образующей корпуса, прилегающих к месту врезки трубопровода в корпус. На эффективность про- дувки оказывает влияние расход продувки, скорость на входе в трубопровод. Достаточная скорость в трубопроводе важна для исключения засорения продуктами коррозии. Это особен- но важно для параллельно включенных трубопроводов, не имеющих индивидуального контроля расхода. Отсутствие конт- роля проходимости каждого трубопровода может привести к перераспределению расхода и возможности полного забива- ния одной из линий. Скорость в горизонтальном участке тру- 21 бы должна составлять не менее 1,8 м. Места периодической продувки целесообразно рассредоточить по длине нижней об- разующей корпуса ПГ. Ограничением является необходимость установки дополнительной запорной арматуры и наличие про- ходок через гермозону. В линии периодической продувки следует предусматривать небольшой постоянный расход для обеспечения прогрева линий во избежание термоциклического нагружения в момент включе- ния продувки. Этот расход обеспечивается за счет применения байпасных линий малого сечения или протечек арматуры. В штатной схеме имеется шесть линий периодической про- дувки: две из торцевых участков ПГ и четыре из карманов кол- лекторов теплоносителя. При этом обеспечивается возмож- ность раздельной продувки из торцевых участков и карманов, так как одновременная продувка из нескольких линий разного сечения неэффективна и может приводить к забиванию шла- мом карманов коллекторов. Наличие запорно-регулирующих клапанов позволяет регулировать расходы по линиям непре- рывной продувки каждого ПГ, а также расход в общем коллек- торе периодической продувки. Регулирование расходов позво- ляет максимально использовать пропускную способность си- стем очистки продувочной воды. В случаях, когда необходимо устранить последствия кратковременных нарушений ВХР, це- лесообразно увеличить расход непрерывной продувки за счет прекращения на некоторое время периодической. Это позволя- ет в случаях нарушения ВХР привести в норму показатели продувочной воды без разгрузки блока. Совершенствование схемы может достигаться увеличением числа линий периодической продувки для повышения эффек- тивности удаления шлама со всей площади нижней образую- щей корпуса, использованием раздельной продувки каждого трубопровода. В последнем случае усложняется схема системы и растет число необходимых проходок через границу герме- тичной оболочки. В конечном итоге схема продувки – это ра- 22 зумный компромисс между эффективностью, удобством экс- плуатации и обслуживания и экономическими соображениями. Расход продувки определяется исходя из требования вы- полнения норм ВХР и обеспечения скорости в трубопроводе с учетом мощности системы обращения с отобранной про- дувочной водой. Общие требования к организации линий продувки:  оптимальное сечение трубопроводов;  возможность раздельной продувки линий;  возможность регулирования расхода;  автоматизация управления арматурой [3]. 4. РАСЧЕТ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ 4.1. Тепловой расчет Известные разновидности расчета ПГ: конструктивный тепловой, поверочный тепловой, гидравлический и оптимиза- ционный [4]. Конструктивным тепловым расчетом называ- ется расчетное определение величины поверхности теплопе- редачи при заданных параметрах и расходах греющего и нагреваемого теплоносителей, схеме движения, геометриче- ских характеристиках каналов, на номинальной мощности. Поверочным тепловым расчетом называется расчетное опре- деление характеристик рабочего процесса при режимах, от- личных от номинального. Номинальная тепловая мощность аппарата – наибольшая мощность в условиях длительной эксплуатации. Исходные данные принимаются из расчета тепловой схемы или данных испытаний. К ним относятся расход и параметры пара, расход и параметры теплоносителя. 23 В основе теплового расчета лежат уравнение теплового ба- ланса и уравнение теплопередачи. Для парогенератора урав- нение теплового баланса имеет вид Q = Gпар(i " – iпит) = Gгщ (вхiгщ – выхiгщ), где Q – мощность ПГ, кВт; Gпар – массовый расход пара, кг/с; i", iпит – удельные энтальпии пара и питательной воды, кДж/кг; Gгщ – массовый расход греющей среды, кг/с; вхiгщ, выхiгщ – удельные энтальпии греющего теплоносителя на входе и выходе из ПГ, кДж/кг. Потери теплоты в окружающую среду с захватом воды, па- ром и с продувкой не учитываются. Поверхность нагрева F определяется из уравнения тепло- передачи Q = kFtср, (4.1) где k – коэффициент теплопередачи, кВт/м2  К; tср – средний температурный напор для поверхности нагрева. При численных расчетах средний температурный напор не вводят и применяют выражение (4.1) для расчета такого ко- роткого участка, что в его пределах температуры можно счи- тать постоянными, тогда общий поток находят как сумму по- токов по коротким участкам. Параметры пара определяют по заданному абсолютному давлению во втором контуре из таблиц термодинамических свойств воды и пара на линии насыщения (или из формул, или из кодов), приведенных в табл. П1, П2. Параметры греющего теплоносителя определяют по заданным температурам из таб- лиц свойств воды и пара на линии насыщения. 24 Средний температурный напор для поверхностей нагрева определяется как среднелогарифмический, т. е. tср = (tб – tм) / ln(tб / tм), где  = 1 tб, tм – большие и меньшие температурные напоры на концах поверхности нагрева, К (tб = вхtгщ – t"; tм = выхtгщ – t", t" – температура пара). Коэффициент теплопередачи k = (dнар / dвнувну + dнарln(dнар / dвну) / 2ст + 1 / нар)–1, (4.2) где  – коэффициенты теплоотдачи, Вт/м2  К; d – диаметр трубки ТОТ, мм; ст – коэффициент теплопроводности металла ТОТ, Вт/м C. Расчетная поверхность теплообмена F пучков ТОТ ПГ опре- деляется из выражения (4.1). Расчетную площадь увеличивают на коэффициент запаса (на загрязнения и глушение труб) 1,15. Для определения k и последующего определения F необхо- димо вычислить коэффициенты теплопередачи , при опреде- лении которых важным является знание условий теплообмена и состояния теплопередающих сред. Для всех элементов пер- вого контура ПГ характерно вынужденное движение среды в турбулентном режиме. Теплообменные трубки цельнотянутые из аустенитной ста- ли можно считать гладкими, прямолинейными и длинными. В турбулентном режиме (Re > 2300) вода передает тепло стенке, критерий Нуссельта составляет Nu = 0,023 Re0,8 Prв 0,43, где Nu = внуdвну / в – число Нуссельта, в состав которого входит искомый коэффициент теплоотдачи; dвну – внутренний диаметр трубки. 25 Число Рейнольдса определяет процесс теплопередачи и ре- жим движения среды Re = wdвну / vв, где w – средняя скорость воды, м/с; vв – коэффициент кинематической вязкости воды, м2/с. Число Прандтля характеризует физические свойства воды Prв = (v/а)в где а – коэффициент температуропроводности, м2/с. Число Pr и другие свойства воды приводятся в соответ- ствующих таблицах. Входящие в числа подобия теплофизиче- ские параметры сред определяются при средней расчетной температуре теплоносителя tср = tвых + (tвх – tвых)(tср – tм) / (tб – tм). При небольших температурных перепадах можно исполь- зовать среднеарифметическую величину. На наружной поверхности ТОТ происходит кипение с от- дельными пузырями в развитом режиме при большом приве- денном давлении без недогрева в большом объеме. В таком процессе теплоотдача определяется только кипением [5] и ма- ло зависит от сопутствующих обстоятельств. Дополнитель- ным аргументом в пользу такого заключения является экспе- риментальный факт [6]: уменьшение уровня котловой на 1 м ниже номинального при номинальной нагрузке не приводит к существенному изменению параметров теплопередачи в ПГВ- 1000. Вследствие того, что кипит насыщенная вода и произво- дится насыщенный пар, расчет ПГ АЭС с ВВЭР оказывается простым по сравнению с типичными парогенераторами. Ввод питательной воды при температуре ниже температуры насы- щения в коридор с водопаровой средой формирует объемный экономайзер смешивающего типа. Отпадает необходимость 26 зонирования парогенератора по типам кипения. Для опреде- ления теплоотдачи при кипении используем формулу [4] нар = 4,34q0,7(p0,14 + 0,0137p2), (4.3) где [] = Вт/м2  К; p – абсолютное давление в ПГ, МПа; q – мощность теплового потока на поверхности ТОТ, Вт/м2. Формула (4.3) задает нелинейную зависимость теплоотдачи от теплового потока. Чем больше поток, тем больше нар. Рас- чет усложняется тем, что неизвестны тепловой поток и темпе- ратурный напор. В этом случае используют метод последова- тельных приближений. Задают произвольный поток q0, стара- ясь угадать правильную величину, считают теплопередачу и поток по выражениям (4.2) и (4.1) q1 = ktср. Сравнивают величины q0 и q1, уточняют q0 и так до тех пор, пока потоки не совпадут с заданной точностью (обычно 1,5 или 10 %). Это и будет искомая неизвестная. Другое неудоб- ство заключается в использовании подхода, основанного на среднелогарифмическом тепловом напоре. Теплообменную поверхность приходится делить по ходу потока на n участков Q / n с примерно постоянными нар в пределах участка. Под- считывают теплообменную поверхность каждого участка, сумма поверхностей всех n участков и будет F. Число n уве- личивают, пока F не перестанет изменяться в рамках приня- той точности. Скорость движения воды в ТОТ ПГ задается на уровне 4,5–5,0 м/с. В целом оптимальная скорость теплоносителей выбирается на основании технико-экономических расчетов. Увеличение скорости улучшает условия теплообмена, что приводит к снижению требуемой поверхности нагрева, сни- жению стоимости, массы и габаритов теплообменников. В то 27 же время с увеличением скорости возрастает гидравлическое сопротивление, что приводит к возрастанию мощности, затра- чиваемой на перекачивание. Большие скорости способствуют процессам эрозии и коррозии, шумам и вибрации. 4.2. Гидравлический расчет Гидравлический расчет сопротивления ПГ по первому кон- туру в курсовом проекте ограничивается расчетом сопротив- ления трубки со средневзвешенными конструктивными дан- ными. Длина ТОТ 16 × 1,5 принимается l = 11 м, внутренний диаметр dвну = 13 мм. Общее сопротивление состоит из суммы местных сопро- тивлений (гибы, вход и выход) и сопротивления трения. По рис. 2 можно заключить, что гибы ТОТ плавные. Оце- ним количество гибов на 45º в 6 (шахматная) и 8 (коридорная) компоновки ТОТ в пакете, один гиб на 90º. Согласно [4], местные сопротивления составят: вход вх = 0,4; выход вых = 1,0; гиб 90º 90 = 0,073; гиб 45º 45 = 0,044. Участок гидроди- намической стабилизации учтем как местное сопротивление: стаб = (1 – 1/(1 + 1,3Re0,12))–2 – 1. Сопротивление трения. Трубка гладкая, если Kшw*/ < 60, где Kш – абсолютная высота шероховатости внутренней стенки ТОТ, для аустенитных цельнотянутых ТОТ Kш = 10 мкм [4]. Коэффициенты сопротивления определяются из нижепри- веденных условий: w* = w( /    = 0,316 / Re0,25, 4000 < Re < 100 000;  = (1,82 lg(Re) – 1,64)–2, 105 < Re < 108; 28  = 0,1(1,46Kш / dвну + 100 / Re)0,25, 8  10–5 < Kш / dвну < 0,0125. Для гладких труб пользуемся второй или третьей формула- ми, для шероховатой – четвертой. В первую формулу под- ставляем  для гладкой трубки, затем, если шероховатость окажется существенной, пользуемся  для шероховатой труб- ки и используем метод последовательных приближений. Со- противление трения трубки составит l / dвну, а перепад давле- ния на трубке составит p = (вх + вых +90 + 645 + стаб + l / dвну)w2/2, где –плотность жидкости. 5. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПАРОГЕНЕРАТОРА ПГВ-1000 5.1. Требования по оформлению курсового проекта Курсовой проект оформляется в соответствии с ГОСТ 7.32– 2001, список литературы по ГОСТ 7.1–2003, чертежи и гра- фики в соответствии с ЕСКД, расчеты в форме таблиц по РД 24.035.05–89. Итеративные промежуточные этапы вычислений в таблицы не включать, записывать только последний шаг итерации и уточненные значения тепловых потоков, мощностей и площа- дей. Несовпадение уточненных величин и принятых на по- следнем шаге итерации должно быть не более 5 %. Свойства теплоносителя брать из таблиц, приведенных в табл. П1, П2. 5.2. Гидравлический расчет ПГВ-1000 Гидравлический расчет (табл. 4) сопротивления ПГ по перво- му контуру состоит в определении перепада давления на ТОТ. Общее сопротивление состоит из суммы местных сопротивле- 29 ний (гибы, вход и выход) и сопротивления трения. Скорость во- ды меняется по ходу движения вследствие остывания и увеличе- ния плотности. Этот эффект следует учитывать. Количество и форма гибов могут быть определены по чертежу или заданы. Исходные данные Наружный диаметр теплообменной трубки dнар, мм 16 Внутренний диаметр теплообменной трубки dвну, мм 13 Длина теплообменной трубки l, м 11 Шероховатость теплообменной трубки Kш, мкм 10 Температура греющего теплоносителя на входе tвхгщ, ºC 330 Температура греющего теплоносителя на выходе tвыхгщ, ºC 300 Скорость греющего теплоносителя на выходе из тепло- обменной трубки w, м/с 4,5 Количество гибов на 90º 1 Сопротивление гиба на 90º 90 0,073 Количество гибов на 45º 6 Сопротивление гиба на 45º 45 0,044 Таблица 4 Алгоритм гидравлического расчета Наименование Расчетная формула или источник Величина Коэффициент ки- нематической вяз- кости воды , м2/с Таблица свойств воды на линии насыщения 0,12·10–6 Плотность воды на входе вх, кг/м3 Таблица свойств воды на линии насыщения 640 Скорость воды на входе wвх, м/с wвх = (w′(300 ºC)) / вх 5 Число Рейнольдса на входе Reвх Reвх = wвхdвну /  565 740 Средняя плотность  = (′(330 ºC) + ′(300 ºC)) / 2 676 30 воды , кг/м3 Средняя скорость воды wср, м/с wср = (w′(300 ºC)) /  4,7 Окончание табл. 4 Наименование Расчетная формула или источник Величина Число Рейнольдса среднее Re Re = wсрdвну /  509 170 Коэффициент со- противления тре- ния  Формула выбрана соответственно диапазону Re для гладкой трубы. Вычислено с последующим уточне- нием факта гладкости по формуле  = (1,82 lg(Re) – 1,64)–2, 105 < Re < 108 0,013 Динамическая ско- рость w*, м/с w* = w( /  0,19 Проверка условия гладкости трубы (гладкая) Kшw* /  < 60 15,8 Потеря давления вследствие трения pтр, Па pтр = (l / dвну)wср2 / 2 82 130 Потеря давления на выходе из трубы pвых, Па pвых = (вых)′(300 ºC)w2 / 2 вых = 1 (справочные данные) 7209 Потери давления на гибах pм, Па pм = (90 + 645)wср2 / 2 2516 Потери на стабили- зацию потока стаб стаб = (1 – 1 / (1+1,3Reвх0,12))–2 – 1 0,34 Потеря давления на вход в трубу pвх, Па pвх = (стаб + вх)′(330 ºC)wвх2 / 2 вх = 0,4 (справочные данные) 5920 Общие потери давления в трубе p = pтр + pвых + pвх + pм 97 775 31 p, Па Общие потери давления в ТОТ по расчету составят 97 775 Па, что удовлетворительно совпадает с данными табл. 2 и табл. 3. 5.3. Конструктивный тепловой расчет ПГВ-1000 Исходные данные Наружный диаметр теплообменной трубки dнар, мм 16 Внутренний диаметр теплообменной трубки dвну, мм 13 Коэффициент теплопроводности металла теплообменной трубки тр, Вт/м · К 20 Мощность парогенератора тепловая по первому контуру Q, МВт 750 Температура греющего теплоносителя на входе tвхгщ, ºC 330 Температура греющего теплоносителя на выходе tвыхгщ, ºC 300 Скорость греющего теплоносителя на выходе из тепло- обменной трубки w, м/с 4,5 Давление абсолютное во втором контуре ps, МПа 6,4 Температура во втором контуре ts, ºC 280 Температура питательной воды tпит, ºC 225 Расход продувки Gпрод, кг/с 14 Коэффициент  1 Коэффициента запаса поверхности теплообмена 1,15 В расчете определяется площадь поверхности теплообмена парогенератора ПГВ-1000. Результаты расчета приведены в табл. 5. Таблица 5 Алгоритм конструктивного теплового расчета Наименование Расчетная формула или источник Величина Энтальпия греющего теплоносителя на вхо- Таблица свойств воды на линии насыщения, tвхгщ 1528 32 де i′вх, кДж/кг Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе i′вых, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tвыхгщ 1346 Продолжение табл. 5 Наименование Расчетная формула или источник Величина Расход греющего теп- лоносителя G, кг/с Q / (i ′вх – i′вых) 4121 Энтальпия пара i″, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, ts 2778 Энтальпия котловой воды i′, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, ts 1237 Энтальпия питатель- ной воды i′пит, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tпит 967 Расход пара G″, кг/с (Q – Gпрод(i′ – i′пит)) / (i″ – i′пит) 412 Участок 1 Мощность участка Q / 2, МВт Q / 2 375 Энтальпия греющего теплоносителя на вхо- де первого участка i′вх, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tвхгщ 1528 Температура грею- щего теплоносителя на выходе из первого участка t1, ºC (tвхгщ + tвыхгщ) / 2 315 Температура грею- щего теплоносителя на входе в первый участок tвхгщ, ºC Совпадает с температурой входа 330 Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе из первого участка i′в1, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, t1 1433 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = tвхгщ – ts 50 33 Меньший температур- ный перепад tм ºC tм = t1 – ts 35 Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 42 Продолжение табл. 5 Наименование Расчетная формула или источник Величина Средний коэффици- ент теплопроводно- сти воды на первом участке 1, Вт/м · К 1 = (′(330 ºC) + ′(315 ºC)) / 2 0,506 Средний коэффици- ент кинематической вязкости на первом участке 1, м2/с 1 = (′(330 ºC) + ′(315ºC)) / 2 0,12·10 –6 Среднее число Прандтля Pr1 Pr1 = (Pr′(330 ºC) + Pr′(315 ºC)) / 2 1 Средняя плотность воды на первом участке 1, кг/м3 1 = (′(330 ºC) + ′(315 ºC)) / 2 660 Средняя скорость во- ды на первом участке w1, м/с w1 = (w′(300 ºC)) / 1 4,85 Число Рейнольдса Re1 Re1 = w1dвну / 1 525 420 Число Нуссельта Nu1 Nu1 = 0,023 Re10,8 Pr10,4 867 Коэффициент тепло- отдачи конвективный 1конв, Вт/ м2 · К 1конв = 1Nu1 / dвну 33 750 Эффективный коэф- фициент теплоотдачи 1эф, Вт/м2 · К 1эф = 1конв dвну / dнар 27 420 Эффективный кон- дуктивный коэффи- циент теплоотдачи конд, Вт/м2 · К конд = 2тр / dнарln(dвну / dнар) 12 040 Средний тепловой Принят с последующим уточне- 305 000 34 поток q1, Вт/м2 нием Коэффициент тепло- отдачи при кипении кип, Вт/м2 · К кип = 4,34 q10,7(ps0,14 + 0,0137ps2) 57 190 Продолжение табл. 5 Наименование Расчетная формула или источник Величина Коэффициент тепло- передачи k1, Вт/м2 · К k1 = 1 / (1 / 1эф + 1 / конд + 1 / кип) 7315 Средний тепловой поток уточненный (q1)ут, Вт/м2 (q1)ут = k1tср 307 220 Площадь поверхности теплообмена первого участка F1, м2 F1 = Q / 2(q1)ут 1221 Участок 2 Мощность участка Q / 2, МВт Q / 2 375 Энтальпия греющего теплоносителя на вхо- де второго участка i′1, кДж/кг Параметры выхода из первого и входа во второй участок сов- падают 1433 Температура грею- щего теплоносителя на входе во второй участок t1, ºC Параметры выхода из первого и входа во второй участок совпа- дают 315 Температура грею- щего теплоносителя на выходе из второго участка tвыхгщ, ºC Задана 300 Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе из второго участка i′вых, кДж/кг Задана 1346 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = t1 – ts 35 35 Меньший температур- ный перепад tм, ºC tм = tвыхгщ – ts 20 Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 26,8 Продолжение табл. 5 Наименование Расчетная формула или источник Величина Средний коэффици- ент теплопроводно- сти воды на втором участке 2, Вт/м·К 2 = (′(315 ºC) + ′(300 ºC)) / 2 0,54 Средний коэффици- ент кинематической вязкости на втором участке 2, м2/с 2 = (′(315 ºC) + ′(300 ºC)) / 2 0,12·10 –6 Среднее число Прандтля Pr2 Pr2 = (Pr ′(315 ºC) + Pr ′(300 ºC)) / 2 0,94 Средняя плотность воды на втором участке 2, кг/м3 2 = (′(315 ºC) + ′(300 ºC)) / 2 696 Средняя скорость во- ды на втором участке w2, м/с w2 = (w′(300 ºC)) / 2 4,6 Число Рейнольдса Re2 Re2 = w2dвну / 2 498 000 Число Нуссельта Nu2 Nu2 = 0,023 Re20,8 Pr20,4 811 Коэффициент тепло- отдачи конвективный 2конв, Вт/м2 · К 2конв = 2Nu2 / dвну 33 690 Эффективный коэф- фициент теплоотдачи 2эф, Вт/м2·К 2эф = 2конв dвну / dнар 27 370 Средний тепловой поток q2, Вт/м2 Принят с последующим уточне- нием 185 000 Коэффициент тепло- отдачи при кипении кип = 4,34 q20,7(ps0,14 + 0,0137ps2) 41 000 36 кип, Вт/м2·К Коэффициент тепло- передачи k2, Вт/м2 · К k2 = 1 / (1 / 2эф + 1 / конд + 1 / кип) 6945 Окончание табл. 5 Наименование Расчетная формула или источник Величина Средний тепловой поток уточненный (q2)ут, Вт/м2 (q2)ут = k2tср 186 130 Площадь поверхности теплообмена второго участка F2, м2 F2 = Q / 2(q2)ут 2015 Площадь поверхности теплообмена с учетом коэффициента запаса F, м2 F = 1,15(F2 + F2) 3721 Делим поверхность парогенератора на две равномощные ча- сти Q / 2 и рассчитываем их поверхности раздельно, принимая без последующего уточнения, что это обеспечивает достаточную точность расчета. Использование среднего логарифмического температурного напора предполагает линейную связь теплового потока и температурного напора. Это условие нарушается при кипении, т. к. теплоотдача сильно зависит от передаваемого теп- лового потока. В пределах достаточно малого участка поверхно- сти теплообмена поток меняется незначительно, поэтому коэф- фициент теплоотдачи при кипении можно считать постоянным, а расчет по среднему логарифмическому напору точным. Обычно тепловой поток, принимается с последующим уточ- нением, поскольку определить его с первого раза затрудни- тельно. Здесь используют последовательное приближение или итерации. Двух–трех итераций, как правило, достаточно. Пример: пусть тепловой поток = 330 000 Вт/м2, тогда αкип = = 61 490 Вт/м2 · К, k1 = 7364 Вт/м2·К, уточненный тепловой поток k1tср = 309 300 Вт/м2. 37 Расхождение значительное, поэтому повторим расчет, по- ложив новое значение теплового потока 305 000 Вт/м2 (новое значение должно быть близко к величине 309 300 Вт/м2, но несколько меньше, т. к. с начальным приближением ошиблись в сторону увеличения). Тогда αкип = 58 190 Вт/м2·К, k1 = = 7315 Вт/м2 · К, тепловой поток = 307 220 Вт/м2. Полученная величина 307 220 Вт/м2 отличается от 305 000 Вт/м2 менее чем на 1 %. Точность устраивает, переходим к расчету площади поверхности участка, используя результат 307 220 Вт/м2. Замечания: а) первая оценка должна быть по возможности точной (ис- пользовать интуицию, опыт прежних расчетов, знание тепло- вого напора); б) отклонения k значительно меньше по размаху, чем откло- нения в оценке теплового потока; в) из всех тепловых сопротивлений наибольшее имеет стенка трубки (ее следует выбирать по возможности тонкой, помня, что разрыв трубки обойдется дорого, а замена парогенератора будет иметь самые жестокие последствия для экономики энергоблока). Площадь поверхности теплообмена с учетом коэффициента запаса по результатам конструктивного расчета составит 3721 м2. 5.4. Поверочный тепловой расчет ПГВ-1000 на частичной нагрузке Иногда на блоке АЭС фиксируется отклонение рабочих па- раметров сверх заданных пределов нормальной эксплуатации, но не настолько большое, чтобы проводить остановку блока. На этот случай инструкциями предусмотрены уровни откло- нения от норм показателей. Работа на определенном уровне отклонения ведется с ограничениями на продолжительность работы и / или мощность блока. Примером таких отклонений может быть снижение уровня котловой воды в парогенерато- ре, повышение проводимости пробы продувки из соляного отсека, отключение одного ГЦНА. Тепловые расчеты ПГ долж- 38 ны учитывать возможность работы на сниженном уровне мощ- ности. Достаточно интересно, какие последствия это будет иметь, в том числе для безопасности реактора. Задача форму- лируется так: мощность по первому контуру снижена до 70 %, расход теплоносителя не изменился, давление во втором кон- туру не изменилось, провести тепловой расчет. Исходные данные Мощность парогенератора тепловая по первому конту- ру Q, МВт 525 Расход греющего теплоносителя G, кг/с 4121 Давление абсолютное во втором контуре ps, МПа 6,4 Температура во втором контуре ts, ºC 280 Площадь поверхности теплообмена F, м2 3721 Скорость теплоносителя w, м/с 4,5 В задаче неизвестны температуры греющего теплоносителя на входе и выходе из ПГ. Поэтому температуру на входе зада- ем с последующим уточнением, температуру на выходе вы- числяем по известной мощности. Далее выполняем тепловой расчет, вычисляем площадь, и, если площадь отличается от исходных данных (3721 м2) более чем на 5 %, корректируем температуру на входе. Затем повторяем расчет. Как и при кон- структивном расчете, ограничиваемся делением поверхности теплообмена на две равномощные части, скорость теплоноси- теля считаем одинаковой для обеих частей. Данные расчета приведены в табл. 6. Таблица 6 Алгоритм поверочного теплового расчета Наименование Расчетная формула или источник Величина Температура грею- щего теплоносителя Выбираем с последующим уточнением 313 39 на входе в парогене- ратор tвхгщ, ºC Энтальпия греющего теплоносителя на вхо- де i′вх, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tвхгщ 1424 Продолжение табл. 6 Наименование Расчетная формула или источник Величина Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе i′вых, кДж/кг i′вых = i′вх – Q / G 1297 Температура грею- щего теплоносителя на выходе из пароге- нератора tвыхгщ, ºC Таблица свойств воды на линии насыщения, I′вых 291 Участок 1 Мощность участка Q / 2, МВт Q / 2 263 Температура грею- щего теплоносителя на выходе из первого участка t1, ºC (tвхгщ + tвыхгщ) / 2 302 Температура грею- щего теплоносителя на входе в первый участок tвхгщ, ºC Совпадает с температурой входа 313 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = tвхгщ – ts 33 Меньший температур- ный перепад tм, ºC tм = t1 – ts 22 Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 27,1 Средний коэффициент теплопроводности воды на первом участке 1, Вт/м  К 1 = (′(313 ºC) + ′(302 ºC)) / 2 0,534 40 Средний коэффициент кинематической вяз- кости на первом участке 1, м2/с 1 = (′(313 ºC) + ′(302 ºC)) / 2 0,12·10 –6 Среднее число Прандтля Pr1 Pr1 = (Pr ′(313 ºC) + Pr ′(302 ºC)) / 2 0,94 Продолжение табл. 6 Наименование Расчетная формула или источник Величина Число Рейнольдса Re1 Re1 = wdвну / 1 487 500 Число Нуссельта Nu1 Nu1 = 0,023 Re10,8 Pr10,4 797 Коэффициент тепло- отдачи конвективный 1конв, Вт/м2 · К 1конв = 1Nu1 / dвну 32 800 Эффективный коэф- фициент теплоотдачи 1эф, Вт/м2 · К 1эф = 1конв dвну / dнар 26 650 Средний тепловой поток q1, Вт/м2 Принят с последующим уточне- нием 187 000 Коэффициент тепло- отдачи при кипении кип, Вт/м2 · К кип = 4,34 q10,7(ps0,14 + 0,0137ps2) 41 316 Коэффициент тепло- передачи k1, Вт/м2 · К k1 = 1 / (1 / 1эф + 1 / конд + 1 / кип) 6910 Средний тепловой поток уточненный (q1)ут, Вт/м2 (q1)ут = k1tср 187 265 Площадь поверхно- сти теплообмена пер- вого участка F1, м2 F1 = Q / 2(q1)ут 1404 Участок 2 Мощность участка Q / 2, МВт Q / 2 262 Температура грею- щего теплоносителя на входе во второй участок t1, ºC Параметры выхода из первого и входа во второй участок сов- падают 302 41 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = t1 – ts 22 Меньший температур- ный перепад tм, ºC tм = tвыхгщ – ts 11 Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 15,9 Окончание табл. 6 Наименование Расчетная формула или источник Величина Средний коэффициент теплопроводности воды на втором участке 2, Вт/м  К 2 = (′(302 ºC) + ′(291 ºC)) / 2 0,555 Средний коэффициент кинематической вяз- кости на втором участке 2, м2/с 2 = (′(302 ºC) + ′(291 ºC)) / 2 0,12·10 –6 Среднее число Прандтля Pr2 Pr2 = (Pr ′(302 ºC) + Pr ′(291 ºC)) / 2 0,89 Число Нуссельта Nu2 Nu2 = 0,023 Re10,8 Pr20,4 780 Коэффициент тепло- отдачи конвективный 2конв, Вт/м2 · К 2конв = 2Nu2 / dвну 33 280 Эффективный коэф- фициент теплоотдачи 2эф, Вт/м2 · К 2эф = 2конв dвну / dнар 27 040 Средний тепловой поток q2, Вт/м2 Принят с последующим уточне- нием 100 000 Коэффициент тепло- отдачи при кипении кип, Вт/м2 · К кип = 4,34 q20,7(ps0,14 + 0,0137ps2) 26 658 Коэффициент тепло- передачи k2, Вт/м2 · К k2 = 1 / (1/2эф + 1 / конд + 1 / кип) 6347 Средний тепловой поток уточненный (q2)ут, Вт/м2 (q2)ут = k2tср 100 920 42 Площадь поверхно- сти теплообмена вто- рого участка F2, м2 F2 = Q / 2(q2)ут 2596 Площадь поверхно- сти теплообмена рас- четная F, м2 F = F2 + F2 4000 Поскольку расчетная площадь больше заданной на 7,5 %, то следует увеличить температуру греющего теплоносителя на входе в ПГ и повторить расчет. Так как изменения темпе- ратур в новом цикле расчетов невелики, параметры теплоно- сителя можно считать не изменившимися (соответственно не изменились и числа, табл. 7). Таблица 7 Алгоритм поверочного числового расчета (продолжение) Наименование Расчетная формула или источник Величина Температура грею- щего теплоносителя на входе в парогене- ратор tвхгщ, ºC Выбираем с последующим уточнением 313 Энтальпия греющего теплоносителя на входе i′вх, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tвхгщ 1424 Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе i′вых, кДж/кг i′вых = i′вх – Q / G 1297 Температура грею- щего теплоносителя на выходе из пароге- нератора tвыхгщ, ºC Таблица свойств воды на линии насыщения, i′вых 291 Температура грею- щего теплоносителя на входе в парогене- ратор tвхгщ, ºC Выбираем с последующим уточнением 314 Энтальпия греющего Таблица свойств воды на линии 1427 43 теплоносителя на вхо- де i′вх, кДж/кг насыщения, tвхгщ Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе i′вых, кДж/кг i′вых = i′вх – Q / G 1300 Продолжение табл. 7 Наименование Расчетная формула или источник Величина Температура грею- щего теплоносителя на выходе из пароге- нератора tвыхгщ, ºC Таблица свойств воды на линии насыщения, i′вых 292 Участок 1 Мощность участка Q / 2, МВт Q / 2 263 Температура грею- щего теплоносителя на выходе из первого участка t1, ºC (tвхгщ + tвыхгщ) / 2 303 Температура грею- щего теплоносителя на входе в первый участок tвхгщ, ºC Совпадает с температурой входа 314 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = tвхгщ – ts 34 Меньший температур- ный перепад tм, ºC tм = t1 – ts 23 Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 28,1 Средний тепловой поток q1, Вт/м2 Принят с последующим уточне- нием 195 000 Коэффициент тепло- отдачи при кипении кип, Вт/м2 · К кип = 4,34 q10,7(ps0,14 + 0,0137ps2) 42 545 Коэффициент тепло- k1 = 1 / (1 / 1эф + 1 / конд + 1 / кип) 6934 44 передачи k1, Вт/м2 · К Средний тепловой поток уточненный (q1)ут, Вт/м2 (q1)ут = k1tср 194 830 Площадь поверхности теплообмена первого участка F1, м2 F1 = Q / 2(q1)ут 1350 Окончание табл. 7 Наименование Расчетная формула или источник Величина Участок 2 Мощность участка Q / 2, МВт Q / 2 262 Температура грею- щего теплоносителя на входе во второй участок t1, ºC Параметры выхода из первого и входа во второй участок сов- падают 303 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = t1 – ts 23 Меньший температур- ный перепад tм, ºC tм = tвыхгщ – ts 12 Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 16,9 Средний тепловой поток q2, Вт/м2 Принят с последующим уточне- нием 110 000 Коэффициент тепло- отдачи при кипении кип, Вт/м2 · К кип = 4,34 q20,7(ps0,14 + 0,0137ps2) 28 500 Коэффициент тепло- передачи k2, Вт/м2 · К k2 = 1 / (1 / 2эф + 1 / конд + 1 / кип) 6447 Средний тепловой поток уточненный (q2)ут, Вт/м2 (q2)ут = k2tср 108 960 Площадь поверхности теплообмена второго участка F2, м2 F2 = Q / 2(q2)ут 2405 45 Площадь поверхности теплообмена расчет- ная F, м2 F = F2+ F2 3755 В результате проделанной итерации достигнуто удовлетво- рительное совпадение расчетной и исходной площадей поверх- ности теплообмена. Как видно, снижение мощности на 30 % приведет к уменьшению температуры теплоносителя с 300 до 292 ºC на выходе из парогенератора. Следовательно, управле- ние реактором должно предусмотреть изменение реактивно- сти вследствие снижения температуры теплоносителя на вхо- де в реактор на 8 ºC. 5.5. Поверочный тепловой расчет ПГВ-1000 в аварийном режиме Парогенератор АЭС работает при давлении во втором кон- туре 6–7 МПа. Для предохранения устройства от превышения давления используется клапан, соединяющий паропровод с ат- мосферой. Известны случаи, когда после срабатывания клапана и сброса давления клапан не возвращался в исходное закрытое состояние (зависание клапана). Авария, связанная с обрывом паропровода, также может приводить к заметному снижению давления в ПГ. Важно понимать какие последствия вызовет ин- цидент, связанный со значительным понижением абсолютного давления во втором контуре ПГ. Задача теплового расчета ПГ в аварийном режиме: в парогенератор поступает теплоноситель с прежним расходом и температурой, давление во втором кон- туре установилось на уровне 1 МПа, как изменятся тепловые характеристики теплоносителя и ПГ. Исходные данные Расход греющего теплоносителя G, кг/с 4121 Температура греющего теплоносителя на входе в паро- генератор tвхгщ, ºC 330 46 Давление абсолютное во втором контуре ps, МПа 1 Температура во втором контуре ts, ºC 180 Площадь поверхности теплообмена F, м2 3721 Число Нуссельта Nu 600 В задаче неизвестны температура греющего теплоносителя на выходе из ПГ и тепловая мощность. Поскольку температу- ра второго контура упала на 100 ºC, ясно, что температурный напор, тепловой поток возрастут как и мощность ПГ. Тепло- передача при кипении станет очень большой в сравнении с теплопередачами конвекции и кондукции; ее можно не учиты- вать при расчете коэффициента теплопередачи. Следует про- верить тепловой поток на условие критичности. Температуру теплоносителя на выходе задаем с последующим уточнением, вычисляем мощность ПГ тепловым расчетом и сравниваем ее с мощностью, полученной по расходу и разнице энтальпий теплоносителя. Если мощности не совпадают, корректируем температуру теплоносителя на выходе. Поскольку кипение ис- ключено, разбиение поверхности на участки не требуется. Дан- ные расчета приведены в табл. 8. Таблица 8 Алгоритм поверочного теплового расчета (аварийный режим) Наименование Расчетная формула или источник Величина Температура грею- щего теплоносителя на выходе в пароге- нератор tвыхгщ, ºC Выбираем с последующим уточнением 230 Энтальпия греющего теплоносителя на вхо- де i′вх, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tвхгщ 1528 Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе i′вых, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tвыхгщ 990 47 Мощность Q, ГВт Q = G(i′вх – i′вых) 2,22 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = tвхгщ – ts 150 Меньший температур- ный перепад tм, ºC tм= t1 – ts 50 Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 91 Окончание табл. 8 Наименование Расчетная формула или источник Величина Средний коэффициент теплопроводности воды, Вт/м  К  = (′(330 ºC) + ′(230 ºC)) / 2 0,565 Коэффициент тепло- отдачи конвективный конв, Вт/м2 · К конв = Nu / dвну 26 080 Эффективный коэф- фициент теплоотдачи эф, Вт/м2 · К эф = конв dвну / dнар 21 190 Коэффициент тепло- передачи k, Вт/м2 · К k = 1 / (1 / эф + 1 / конд) 7678 Средний тепловой поток q, Вт/м2 q = ktср 699 000 Мощность по расчету Q, ГВт Q = qF 2,6 Поскольку мощности отличаются на 17 %, скорректируем температуру теплоносителя на выходе и повторим вычисле- ния (табл. 9). Таблица 9 Наименование Расчетная формула или источник Величина Температура грею- щего теплоносителя на выходе из пароге- нератора tвыхгщ, ºC Выбираем с последующим уточнением 220 48 Энтальпия греющего теплоносителя на вы- ходе i′вых, кДж/кг Таблица свойств воды на линии насыщения, tвыхгщ 944 Мощность Q, ГВт Q = G(i′вх – i′вых) 2,38 Больший температур- ный перепад tб, ºC tб = tвхгщ – ts 150 Меньший температур- ный перепад tм, ºC tм = t1 – ts 40 Окончание табл. 9 Наименование Расчетная формула или источник Величина Средний температур- ный перепад tср, ºC tср = (tб – tм) / ln(tб / tм) 83,2 Средний коэффициент теплопроводности воды, Вт/м  К  = (′(330 ºC) + ′(220 ºC)) / 2 0,565 Средний тепловой поток q, Вт/м2 q = ktср 639 000 Мощность по расчету Q, ГВт Q = qF 2,41 Проверим тепловой поток на критичность. Предположим, что для оценки можно использовать график [4] для определе- ния критического потока при кипении в условиях большого объема, приведенный на рис. 8. Видно, что в нашем случае величина критического потока составит не менее 2,7 МВт/м2, что больше расчетного потока (0,64 МВт/м2). Кризиса не бу- дет. Отметим, что кризис может возникнуть локально, а потом распространиться по теплообменной поверхности. Следует оце- нить максимальные потоки. Максимум будет при входе грею- щего теплоносителя k(330 – 220) = 0,84 МВт/м2. 49 Рис. 8. Зависимость критического теплового потока от абсолютного давления В результате проделанной итерации достигнуто удовлетво- рительное совпадение мощностей. Как видно, разгерметизация второго контура ведет к повышению мощности ПГ более чем в три раза и к уменьшению температуры теплоносителя с 300 до 220 ºC на выходе из парогенератора. Следовательно, управ- ление реактором должно предусмотреть изменение реактивно- сти вследствие снижения температуры теплоносителя на вхо- де в реактор на 80 ºC. 5.6. Чертежи и схемы В состав чертежей и схем курсового проекта необходимо включить чертеж общего вида в двух проекциях и схему усо- вершенствованной продувки. На чертеж общего вида поместить технические характери- стики: тепловая мощность ПГ; расходы, температуры и давле- ния сред, размеры и материал ТОТ; скорость теплоносителя в ТОТ и гидравлическое сопротивление, установленные расче- тами и исходными данными. В качестве прототипов можно вы- брать рис. П1–П5. В качестве прототипа схемы усовершенствованной продув- ки можно использовать рис. П6–П8, табл. П3–П5 и схемы, 50 применяющиеся на Калининской или Ростовской АЭС (новые блоки). Список использованных источников 1. Трунов, Н. Б. Вперед по горизонтали [Электронный ре- сурс] / Н. Б. Трунов. – 2012. – Режим доступа : http:// atom- info.ru/news/air4713.htm. – Дата доступа : 10.05.2012. 2. Восьмой Междунар. cеминар по горизонтальным пароге- нераторам, Подольск, 19–21 мая 2010. – Подольск : ОКБ «ГИДРОПРЕСС», 2010. 3. Трунов, Н. Б. Гидродинамические и теплохимические про- цессы в парогенераторах АЭС с ВВЭР / Н. Б. Трунов, С. А. Лог- винов, Ю. Г. Драгунов. – М. : ИКЦ «Академкнига», 2001. – 316 с. 4. Руководящий документ по стандартизации Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР : Тепловой и гидравлический расчет теплообменного обо- рудования АЭС : РД 24.035.05–89. – Введ. 01.07.90. – Л. : НПО ЦКТИ, 1991. – 211 с. 5. Ягов, В. В. Незавершенные дискуссии о проблемах кипе- ния жидкостей / В. В. Ягов // Вторая национальная российская конференция по теплообмену: материалы Междунар. науч- техн. конф. : в 8 т. – М. : Изд-во МЭИ, 1998. – Т. 1. – С. 80–87. 51 6. Парогенераторы реакторных установок ВВЭР для атомных электростанций / Б. И. Лукасевич [и др.]. – М. : ИКЦ «Акаде- мкнига», 2004. – 391 c. 7. Теплоэнергетика и теплотехника : справочная серия: в 4 т. / под общ. ред. А. В. Клименко, В. М. Зорина. – 4-е изд., пере- раб. и доп. – М. : Изд. дом МЭИ, 2007. – Т. 3. – 518 с. 52 ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица П1 Свойства воды на линии насыщения ts, оС ps, 10–3 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–4 Па  с , 10–6 м2/с а, 10–9 м2/с Pr , 10–3 Н/м 0,01 0,611 999,5 0,10 4,216 2500 564 17,93 1,7939 134 13,41 75,6 5,00 0,872 1000,0 20,96 4,196 2489 570 15,18 1,5182 136 11,18 74,9 10,00 1,227 1000,0 41,90 4,189 2477 578 13,06 1,3055 138 9,47 74,2 15,00 1,704 999,5 62,86 4,185 2465 587 11,37 1,1379 140 8,11 73,5 20,00 2,337 998,5 83,82 4,183 2453 596 10,02 1,0032 143 7,03 72,7 25,00 3,166 997,2 104,77 4,181 2442 606 8,906 0,8931 145 6,15 72,0 30,00 4,242 995,7 125,71 4,181 2430 615 7,981 0,8016 148 5,42 71,2 35,00 5,622 993,9 146,64 4,181 2418 624 7,202 0,7246 150 4,82 70,4 40,00 7,375 992,0 167,56 4,181 2406 632 6,540 0,6592 152 4,32 69,6 45,00 9,582 989,9 188,46 4,182 2394 640 5,970 0,6031 155 3,90 68,8 45,83 10,000 989,6 191,95 4,182 2392 641 5,883 0,5945 155 3,84 68,6 50,00 12,33 987,8 209,36 4,183 2382 646 5,477 0,5545 156 3,54 67,9 55,00 15,75 9854 230,25 4,184 2370 652 5,047 0,5122 158 3,24 67,1 60,00 19,92 982,9 251,15 4,186 2358 657 4,670 0,4751 160 2,98 66,2 60,09 20,00 982,9 251,53 4,186 2358 657 4,663 0,4744 160 2,97 66,2 65,00 25,01 980,4 272,06 4,189 2346 661 4,337 0,4424 161 2,75 65,4 69,13 30,00 978,1 289,32 4,191 2335 664 4,091 0,4183 162 2,58 64,4 70,00 31,16 977,7 292,98 4,192 2333 665 4,042 0,4135 162 2,55 64,5 75,00 38,55 974,8 313,91 4,195 2321 668 3,780 0,3878 163 2,37 63,6 75,89 40,00 974,3 317,63 4,196 2319 668 3,736 0,3835 163 2,35 63,4 80,00 47,36 971,8 334,87 4,199 2308 670 3,545 0,3648 164 2,22 62,7 5 0 53 Продолжение табл. П1 ts, оС ps, 10–3 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–4 Па  с , 10–6 м2/с а, 10–9 м2/с Pr , 10–3 Н/м 81,35 50,00 970,9 340,52 4,200 2305 671 3,486 0,3591 164 2,18 62,4 85,00 57,80 968,6 355,86 4,203 2296 672 3,335 0,3443 165 2,09 61,8 85,96 60,00 968,0 359,87 4,204 2293 673 3,297 0,3406 165 2,06 61,6 89,96 70,00 965,4 376,71 4,207 2283 674 3,147 0,3260 166 1,96 60,8 90,00 70,11 965,4 376,87 4,207 2283 674 3,145 0,3258 166 1,96 60,8 93,51 80,00 962,4 391,66 4,211 2274 675 3,023 0,3140 166 1,89 60,2 95,00 84,53 961,9 397,92 4,212 2270 675 2,974 0,3092 167 1,86 59,9 96,72 90,00 960,8 405,15 4,214 2266 676 2,919 0,3039 167 1,82 59,5 99,63 100,00 958,7 417,45 4,218 22,58 677 2,830 0,2952 167 1,76 59,0 100,00 101,3 958,4 419,00 4,218 2257 677 2,819 0,2941 167 1,76 58,9 105,00 120,8 954,7 440,12 4,224 2244 678 2,678 0,2805 168 1,67 57,9 110,00 143,3 950,9 461,28 4,231 2230 679 2,549 0,2680 169 1,59 57,0 115,00 169,1 947,0 482,49 4,238 2216 679 2,430 0,2566 169 1,52 56,0 120,00 198,5 942,9 503,73 4,246 2202 680 2,322 0,2462 170 1,45 55,0 120,23 200,0 942,2 504,73 4,247 2202 680 2,317 0,2458 170 1,45 54,9 125,00 232,1 938,8 525,03 4,255 2188 681 2,222 0,2367 170 1,39 54,0 130,00 270,1 934,5 546,37 4,264 2174 681 2,129 0,2278 171 1,33 52,9 133,54 300,0 931,5 561,53 4,271 2163 682 2,068 0,2220 171 1,30 52,2 135,00 313,1 930,2 567,77 4,274 2159 682 2,044 0,2197 171 1,28 51,9 140,00 361,4 925,8 589,22 4,285 2144 682 1,964 0,2122 172 1,23 50,9 143,63 400,0 922,5 604,81 4,293 2133 682 1,910 0,2071 172 1,20 50,1 145,00 415,5 921,2 610,73 4,296 2129 682 1,890 0,2052 172 1,19 49,8 150,00 476,0 916,6 932,30 4,309 2113 682 1,821 0,1987 173 1,15 48,7 151,85 500,0 914,9 640,28 4,314 2108 682 1,797 0,1964 173 1,14 48,4 51 54 Продолжение табл. П1 ts, оС ps, 10–3 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–4 Па  с , 10–6 м2/с а, 10–9 м2/с Pr , 10–3 Н/м 155,00 543,3 911,8 653,93 4,322 2098 682 1,757 0,1927 173 1,11 47,7 158,84 600,0 908,2 670,59 4,333 2085 681 1,711 0,1883 173 1,09 46,8 160,00 618,0 907,0 675,63 4,336 2081 681 1,697 0,1871 173 1,08 46,6 164,96 700,0 902,2 697,22 4,351 2065 680 1,641 0,1819 173 1,05 45,5 165,00 700,8 902,1 697,41 4,351 2065 680 1,641 0,1819 173 1,05 45,5 170,00 792,0 897,1 719,26 4,368 2048 679 1,588 0,1770 173 1,02 44,4 170,42 800,0 896,7 721,09 4,369 2047 679 1,584 0,1766 173 1,02 44,3 175,36 900,0 891,7 742,78 4,387 2030 678 1,535 0,1722 173 0,99 43,2 179,88 1000,0 886,9 762,73 4,404 2014 676 1,494 0,1684 173 0,97 42,2 180,00 1003,0 886,8 763,24 4,404 2013 676 1,493 0,1683 173 0,97 42,2 185,00 11,230 881,5 785,37 4,424 1995 674 1,449 0,1644 173 0,95 41,1 190,00 1255,0 876,1 807,61 4,445 1977 671 1,408 0,1608 172 0,93 40,0 195,00 1399,0 870,5 829,97 4,468 1958 669 1,370 0,1574 172 0,92 38,8 198,00 1500,0 866,8 844,72 4,484 1945 667 1,346 0,1553 171 0,91 38,1 200,00 1555 864,8 852,44 4,493 1938 665 1,334 0,1543 171 0,90 37,7 205,00 1725 858,9 875,05 4,519 1919 662 1,300 0,1513 171 0,89 36,5 210,00 1908 853,0 897,80 4,547 1898 658 1,268 0,1486 170 0,88 35,4 212,37 2000 850,1 908,63 4,562 1888 656 1,253 0,1474 169 0,87 34,8 215,00 2106 846,9 920,70 4,578 1877 654 1,238 0,1461 169 0,87 34,2 220,00 2320 840,6 943,76 4,610 1856 650 1,209 0,1438 168 0,86 33,1 223,94 2500 835,5 962,04 4,638 1838 646 1,187 0,1421 167 0,85 32,2 225,00 2550 834,1 966,99 4,645 1834 645 1,182 0,1416 166 0,85 31,9 230,00 2798 827,5 990,41 4,683 1811 640 1,155 0,1396 165 0,85 30,7 5 2 55 Продолжение табл. П1 ts, оС ps, 10–3 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–4 Па  с , 10–6 м2/с а, 10–9 м2/с Pr , 10–3 Н/м 233,84 3000 822,3 1008,50 4,714 1793 636 1,136 0,1382 164 0,84 29,8 235,00 3063 820,7 1014,01 4,724 1787 635 1,130 0,1377 164 0,84 29,6 240,00 3348 813,7 1037,82 4,768 1763 630 1,106 0,1360 162 0,84 28,4 242,54 3500 810,1 1049,99 4,791 1751 627 1,094 0,1351 162 0,84 27,8 245,00 3652 806,6 1061,85 4,815 1739 624 1,083 0,1343 161 0,84 27,2 250,00 3978 799,2 1086,10 4,867 1713 619 1,060 0,1327 159 0,83 26,1 250,33 4000 798,7 1087,73 4,871 1711 618 1,059 0,1326 159 0,83 26,0 255,00 4324 791,6 1110,60 4,923 1687 613 1,038 0,1312 157 0,83 24,9 257,41 4500 787,9 1122,53 4,952 1673 610 1,028 0,1305 156 0,83 24,3 260,00 4694 783,8 1135,37 4,984 1659 607 1,017 0,1297 155 0,84 23,7 263,92 5000 777,6 1154,96 5,036 1637 603 1,000 0,1286 154 0,84 22,8 265,00 5087 775,9 1160,41 5,051 1631 601 0,996 0,1283 153 0,84 22,5 269,94 5500 767,7 1185,46 5,124 1602 594 0,975 0,1270 151 0,84 21,4 270,00 5505 767,6 1185,76 5,125 1602 594 0,975 0,1270 151 0,84 21,3 275,00 5949 759,2 1211,43 5,205 1572 588 0,954 0,1257 149 0,85 20,2 275,56 6000 758,2 1214,32 5,215 1568 587 0,952 0,1256 148 0,85 20,0 280,00 6419 750,4 1237,45 5,294 1540 581 0,934 0,1245 146 0,85 19,0 280,83 6500 748,9 1241,81 5,310 1536 580 0,931 0,1243 146 0,85 18,8 285,00 6917 741,4 1263,86 5,393 1508 574 0,914 0,1233 143 0,86 17,8 285,80 7000 739,9 1268,13 5,410 1503 572 0,911 0,1231 143 0,86 17,7 290,00 7445 732,1 1290,70 5,504 1474 566 0,894 0,1222 140 0,87 16,7 290,51 7500 731,1 1293,44 5,516 1471 565 0,892 0,1221 140 0,87 16,6 294,98 8000 722,5 1317,83 5,627 1439 558 0,875 0,1211 137 0,88 15,5 5 3 56 Продолжение табл. П1 ts, оС ps, 10–3 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–4 Па  с , 10–6 м2/с а, 10–9 м2/с Pr , 10–3 Н/м 295,00 8003 722,4 1318,00 5,628 1439 558 0,875 0,1211 137 0,88 15,5 299,24 8500 713,9 1341,56 5,745 1408 551 0,859 0,1203 134 0,90 14,5 300,00 8500 712,3 1345,83 5,768 1402 550 0,856 0,1201 134 0,90 14,4 303,31 9000 705,4 1364,59 5,871 1377 544 0,843 0,1195 131 0,91 13,6 305,00 9214 701,8 1374,24 5,928 1364 541 0,837 0,1193 130 0,92 13,2 307,22 9500 697,0 1387,04 6,006 1346 537 0,829 0,1189 128 0,93 12,7 310,00 9870 690,8 1403,31 6,111 1323 531 0,818 0,1185 126 0,94 12,1 310,96 10000 688,6 1409,00 6,150 1315 530 0,815 0,1183 125 0,95 11,9 314,57 10500 680,3 1430,52 6,305 1284 522 0,802 0,1178 122 0,97 11,1 315,00 10560 679,9 1433,12 6,325 1280 522 0,800 0,1178 121 0,97 11,0 318,04 11000 671,9 1451,67 6,472 1253 515 0,789 0,1174 118 0,99 10,3 320,00 11290 667,0 1463,78 6,576 1235 511 0,782 0,1172 117 1,01 9,9 321,40 11500 663,5 1472,51 6,654 1222 508 0,777 0,1171 115 1,02 9,6 324,64 12000 655,1 1493,08 6,853 1191 501 0,765 0,1168 112 1,05 8,9 325,00 12060 654,1 1495,41 6,876 1188 500 0,764 0,1167 111 1,05 8,8 327,77 12500 646,6 1513,42 7,070 1160 494 0,754 0,1165 108 1,08 8,2 330,00 12860 640,4 1528,13 7,243 117 489 0,745 0,1163 10 1,10 7,7 330,81 13000 638,1 1533,57 7,310 1128 487 0,742 0,1163 104 1,11 7,5 333,76 13500 629,5 1553,58 7,577 1096 480 0,731 0,1161 101 1,15 6,9 335,00 13710 625,8 1562,11 7,701 1082 477 0,726 0,1160 99 1,17 6,7 336,63 14000 620,9 1573,47 7,875 1064 474 0,719 0,1159 97 1,20 6,3 339,41 14500 612,2 1593,27 8,212 1031 467 0,708 0,1157 93 1,24 5,8 5 4 57 Окончание табл. П1 ts, оС ps, 10–3 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–4 Па  с , 10–6 м2/с а, 10–9 м2/с Pr , 10–3 Н/м 340,00 14610 610,3 1597,53 8,290 1024 466 0,706 0,1156 92 1,26 5,6 342,12 15000 603,3 1613,01 8,595 998 461 0,697 0,1154 89 1,30 5,2 344,75 15500 594,5 1632,72 9,036 965 455 0,685 0,1152 85 1,36 4,7 345,00 15550 593,6 1634,61 9,082 962 454 0,684 0,1152 84 1,37 4,6 347,32 16000 585,1 1652,42 9,550 931 449 0,673 0,1150 80 1,43 4,2 349,82 16500 575,6 1672,13 10,157 895 444 0,660 0,1147 76 1,51 3,7 350,00 16540 574,8 1673,59 10,206 893 444 0,659 0,1147 76 1,52 3,7 352,26 17000 565,6 1691,60 10,887 859 439 0,647 0,1144 71 1,60 3,3 354,64 17500 555,2 1712,10 11,784 821 435 0,634 0,1141 66 1,72 2,8 355,00 17580 553,5 1715,32 11,941 815 434 0,631 0,1141 66 1,74 2,8 356,96 18000 544,2 1733,21 12,914 780 631 0,619 0,1138 61 1,86 2,4 359,23 18500 532,5 1755,11 14,384 737 427 0,604 0,1135 56 2,03 2,0 360,00 18670 528,2 1762,3 15,003 721 426 0,599 0,1134 54 2,11 1,9 361,44 19000 519,9 1778,06 16,379 691 425 0,589 0,1133 50 2,27 1,6 363,60 19500 506,0 1802,42 19,246 641 422 0,573 0,1132 43 2,61 1,3 365,00 19830 495,9 1819,53 21,939 605 421 0,562 0,1132 39 2,92 1,1 365,71 20000 490,5 1828,76 23,717 585 421 0,556 0,1133 36 3,13 1,0 367,77 20500 472,6 1858,01 31,630 522 420 0,538 0,1139 28 4,05 0,7 369,79 21000 451,1 1891,97 49,129 448 420 0,520 0,1152 19 6,08 0,4 370,00 21050 448,5 1895,99 52,282 439 420 0,518 0,1155 18 6,45 0,4 371,00 21310 434,9 1916,78 75,388 393 0,508 0,1169 13 9,12 0,3 372,00 21560 418,3 1941,72 133,051 337 0,498 0,1192 0,2 373,00 21820 395,9 1974,78 396,048 262 0,488 0,1233 0,1 374,00 22080 352,7 2038,92 112 0,478 0,1355 0,0 5 5 58 Таблица П2 Свойства водяного пара на линии насыщения ts, оС ps, 10–1 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–5 Па  с , 10–7 м2/с а, 10–7 м2/с Pr , 10–3 Н/м 0,01 0,0061 0,00485 2500 1,861 2500 16,97 0,9158 188,8 188,0 1,00 75,6 5,00 0,0087 0,00679 2510 1,865 2489 17,38 0,9351 137,6 137,0 1,00 74,9 10,00 0,0123 0,00939 2519 1,869 2477 17,70 0,9500 101,1 101,0 1,00 74,2 15,00 0,0170 0,01282 2528 1,873 2465 17,97 0,9627 75,08 74,8 1,00 73,5 20,00 0,0234 0,01729 2537 1,877 2453 18,24 0,9745 56,37 56,2 1,00 72,7 25,00 0,0317 0,02304 2546 1,881 2442 18,52 0,9864 42,81 42,7 1,00 72,0 30,00 0,0424 0,03037 2555 1,885 2430 18,83 0,9989 32,89 32,9 1,00 71,2 35,00 0,0562 0,03966 2564 1,889 2418 19,17 1,0124 25,55 25,6 1,00 70,4 40,00 0,0738 0,05117 2573 1,895 2406 19,53 1,0268 20,07 20,1 1,00 69,6 45,00 0,0958 0,06547 2582 1,900 2394 19,93 1,0422 15,92 16,0 0,99 68,8 45,83 0,1000 0,06816 2584 1,901 2392 20,00 1,0449 15,33 15,4 0,99 68,6 50,00 0,1233 0,08303 2591 1,907 2382 20,34 1,0584 12,75 12,8 0,99 67,9 55,00 0,1574 0,1044 2600 1,914 2370 20,78 1,0751 10,30 10,4 0,99 67,1 60,00 0,1992 0,1302 2609 1,923 2358 21,22 1,0923 8,388 8,48 0,99 66,2 60,09 0,2000 0,1307 2609 1,923 2358 21,23 1,0926 8,358 8,45 0,99 66,2 65,00 0,2501 0,1612 2618 1,932 2346 21,68 1,1097 6,884 6,96 0,99 65,4 69,13 0,3000 0,1912 2625 1,941 2335 22,06 1,1242 5,880 5,95 0,99 64,6 70,00 0,3116 0,1981 2626 1,942 2333 22,14 1,1272 5,690 5,75 0,99 64,5 75,00 0,3855 0,2418 2635 1,954 2321 22,61 1,1447 4,734 4,79 0,99 63,6 75,89 0,4000 0,2503 2636 1,956 2319 22,70 1,1478 4,585 4,63 0,99 63,4 80,00 0,4736 0,2932 2643 1,967 2308 23,09 1,1620 3,963 4,00 0,99 62,7 5 6 59 Продолжение табл. П2 ts, оС ps, 10–1 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–5 Па  с , 10–7 м2/с а, 10–7 м2/с Pr , 10–3 Н/м 81,35 0,5000 0,3085 2646 1,971 2305 23,22 1,1666 3,782 3,82 0,99 62,4 85,00 0,5780 0,3533 2652 1,981 2296 23,58 1,1791 3,337 2,37 0,99 61,8 85,96 0,6000 0,3659 2653 1,984 2293 23,67 1,1823 3,232 3,26 0,99 61,6 89,96 0,7000 0,4226 2660 1,997 2283 24,07 1,1959 2,830 2,85 0,99 60,8 90,00 0,7011 0,4232 2660 1,997 2283 24,07 1,1960 2,826 2,85 0,99 60,8 93,51 0,8000 0,4788 2666 2,009 2274 24,43 1,2078 2,522 2,54 0,99 60,2 95,00 0,8453 0,5041 2668 2,014 2270 24,58 1,2127 2,406 2,42 0,99 59,9 96,72 0,9000 0,5346 2671 2,020 2266 24,76 1,2184 2,279 2,29 0,99 59,5 99,63 1,0000 0,5900 2675 2,031 2258 25,06 1,2281 2,082 2,09 1,00 59,0 100,00 1,0130 0,5973 2676 2,033 2257 25,10 1,2293 2,058 2,07 1,00 58,9 105,00 1,2080 0,7040 2684 2,053 2244 25,64 1,2457 1,769 1,77 1,00 57,9 110,00 1,4330 0,8258 2691 2,075 2230 26,20 1,2621 1,528 1,53 1,00 57,0 115,00 1,6910 0,9642 2699 2,099 2216 26,78 1,2786 1,326 1,32 1,00 56,0 120,00 1,9850 1,1209 2706 2,124 2202 27,39 1,2951 1,155 1,15 1,00 55,0 120,23 2,0000 1,1287 2707 2,126 2202 27,42 1,2959 1,148 1,14 1,00 54,9 125,00 2,3210 1,2975 2713 2,152 2188 28,02 1,3118 1,011 1,00 1,01 54,0 130,00 2,7010 1,4958 2720 2,182 2174 28,68 1,3287 8,883 8,79 1,01 52,9 133,54 3,0000 1,6507 2725 2,204 2163 29,17 1,3409 8,123 8,02 1,01 52,2 135,00 3,1310 1,7180 2727 2,214 2159 29,37 1,3459 7,834 7,72 1,01 51,9 140,00 3,6140 1,9658 2733 2,248 2144 30,08 1,3633 6,935 6,81 1,02 50,9 143,63 4,0000 2,1629 2738 2,274 2133 30,61 1,3762 6,362 6,22 1,02 50,1 145,00 4,1550 2,2416 2740 2,284 2129 30,82 1,3810 6,161 6,02 1,02 49,8 150,00 4,760 2,5476 2746 2,323 2113 31,58 1,3990 5,491 5,34 1,03 48,7 5 7 60 Продолжение табл. П2 ts, оС ps, 10–1 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–5 Па  с , 10–7 м2/с а, 10–7 м2/с Pr , 10–3 Н/м 151,85 5,000 2,6687 2748 2,338 2108 31,86 1,4057 5,267 5,11 1,03 48,4 155,00 5,433 2,8862 2752 2,365 2098 32,36 1,4172 4,910 4,74 1,04 47,7 158,84 6,000 3,1698 2756 2,398 2085 32,97 1,4312 4,515 4,34 1,04 46,8 160,00 6,180 3,2598 2757 2,409 2081 33,16 1,4355 4,404 4,22 1,04 46,6 164,96 7,000 3,6675 2762 2,455 2065 33,97 1,4538 3,964 3,77 1,05 45,5 165,00 7,008 3,6712 2762 2,456 2065 33,97 1,4540 3,960 3,77 1,05 45,5 170,00 7,920 4,1232 2767 2,506 2048 34,80 1,4725 3,571 3,37 1,06 44,4 170,42 8,000 4,1627 2768 2,510 2047 3487 1,4740 3,541 3,34 1,06 44,3 175,36 9,000 4,6558 2772 2,563 2030 35,71 1,4923 3,205 2,99 1,07 43,2 179,88 10,000 5,1476 2776 2,615 2014 36,48 1,5090 2,931 2,71 1,08 42,2 180,00 10,030 5,1607 2777 2,616 2013 36,50 1,5094 2,925 2,70 1,08 42,2 185,00 11,230 5,7528 2781 2,676 1995 37,37 1,5277 2,656 2,43 1,09 41,1 190,00 12,550 6,3983 2784 2,740 1977 38,25 1,5458 2,416 2,18 1,11 40,0 195,00 13,990 7,1011 2788 2,808 1958 39,14 1,5637 2,202 1,96 1,12 38,8 198,29 15,000 7,5960 2790 2,855 1945 39,73 1,5753 2,074 1,83 1,13 38,1 200,00 15,550 7,8651 2791 2,880 1938 40,05 1,5814 2,011 1,77 1,14 37,7 205,00 17,25 8,6946 2794 2,957 1919 40,97 1,5988 1,839 1,59 1,15 36,5 210,00 19,08 9,5941 2796 3,039 1898 41,91 1,6160 1,684 1,44 1,17 35,4 212,37 20,00 10,0460 2797 3,079 1888 42,36 1,6240 1,617 1,37 1,18 34,8 215,00 21,06 10,569 2798 3,126 1877 42,88 1,6330 1,545 1,30 1,19 34,2 220,00 23,20 11,623 2800 3,218 1856 43,87 1,6499 1,419 1,17 1,21 33,1 223,94 25,00 12,514 2800 3,295 1838 44,68 1,6631 1,329 1,08 1,23 32,2 225,00 25,50 12,764 2801 3,316 1834 44,90 1,6667 1,306 1,06 1,23 31,9 230,00 27,98 13,996 2801 3,421 1811 45,98 1,6836 1,203 0,96 1,25 30,7 5 8 61 Продолжение табл. П2 ts, оС ps, 10–1 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–5 Па  с , 10–7 м2/с а, 10–7 м2/с Pr , 10–3 Н/м 233,84 30,00 15,009 2801 3,506 1793 46,83 1,6967 1,131 0,89 1,27 29,8 235,00 30,63 15,328 2801 3,533 1787 47,10 1,7007 1,110 0,87 1,28 29,6 240,00 33,48 16,765 2801 3,653 1763 48,27 1,7881 1,025 0,79 1,30 28,4 242,54 35,00 17,538 2801 3,716 1751 48,89 1,7271 0,985 0,75 1,31 27,8 245,00 36,52 18,316 2800 3,780 1739 49,51 1,7359 0,948 0,72 1,33 27,2 250,00 39,78 19,990 2799 3,918 1713 50,81 1,7543 0,878 0,65 1,35 26,1 250,33 40,00 20,106 2799 3,927 1711 50,90 1,7555 0,873 0,64 1,35 26,0 255,00 43,24 21,796 2797 4,065 1687 52,19 1,7732 0,814 0,59 1,38 24,9 257,41 45,00 22,718 2796 4,140 1673 52,88 1,7827 0,75 0,56 1,40 24,3 260,00 46,94 23,744 2795 4,224 1659 53,65 1,7929 0,755 0,54 1,41 23,7 263,92 50,00 25,379 2792 4,357 1637 54,85 1,8089 0,713 0,50 1,44 22,8 265,00 50,87 25,848 2791 4,395 1631 55,19 1,8134 0,702 0,49 1,44 22,5 269,94 55,00 28,091 2788 4,579 1602 56,81 1,8345 0,653 0,44 1,48 21,4 270,00 55,05 28,119 2788 4,581 1602 56,83 1,8347 0,652 0,44 1,48 21,3 275,00 59,49 30,572 2783 4,783 1572 58,58 1,8569 0,607 0,40 1,52 20,2 275,56 60,00 30,859 2783 4,807 1568 58,79 1,8594 0,603 0,40 1,52 20,0 280,00 64,19 33,224 2778 5,004 1540 60,45 1,8799 0,566 0,36 1,56 19,0 280,83 65,00 33,686 2777 5,043 1535 60,77 1,8838 0,559 0,36 1,56 18,8 285,00 69,17 36,095 2772 5,247 1508 62,46 1,9037 0,527 0,33 1,60 17,8 285,80 70,00 36,577 2771 5,288 1503 62,79 1,9076 0,522 0,32 1,61 17,7 290,00 74,45 39,206 2765 5,515 1474 64,62 1,9282 0,492 0,30 1,65 16,7 290,51 75,00 39,537 2764 5,544 1471 64,85 1,9307 0,488 0,30 1,65 16,6 294,98 80,00 42,569 2757 5,812 1439 66,96 1,9533 0,459 0,27 1,70 15,5 295,00 80,03 42,584 2757 5,813 1439 66,97 1,9534 0,459 0,27 1,70 15,5 5 9 62 Продолжение табл. П2 ts, оС ps, 10–1 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–5 Па  с , 10–7 м2/с а, 10–7 м2/с Pr , 10–3 Н/м 299,24 85,00 45,678 2749 6,094 1408 69,15 1,9752 0,432 0,25 1,74 14,5 300,00 85,92 46,257 2748 6,147 1402 69,56 1,9792 0,428 0,24 1,75 14,4 303,31 90,00 48,871 2741 6,392 1377 71,42 1,9966 0,408 0,23 1,79 13,6 305,00 92,14 50,261 2738 6,525 1364 72,43 2,0056 0,399 0,22 1,81 13,2 307,22 95,00 52,153 2733 6,709 1346 73,81 2,0175 0,387 0,21 1,83 12,7 310,00 98,70 54,640 2726 6,956 1323 75,66 2,0327 0,372 0,20 1,87 12,1 310,96 100,00 55,531 2724 7,047 1315 76,33 2,0381 0,367 0,20 1,88 11,9 314,57 105,00 59,012 2715 7,409 1284 79,02 2,0583 0,349 0,18 1,93 11,1 315,00 105,60 59,445 2714 7,455 1280 79,36 2,0608 0,347 0,18 1,94 11,0 318,04 110,00 62,604 2705 7,799 1253 81,89 2,0785 0,332 0,17 1,98 10,3 320,00 112,90 64,740 2699 8,039 1235 83,65 2,0902 0,323 0,16 2,01 9,9 321,40 115,00 66,316 2695 8,221 1222 84,97 2,0987 0,317 0,16 2,03 9,6 324,64 120,00 70,158 2684 8,680 1191 88,29 2,1192 0,302 0,15 2,08 8,9 325,00 120,60 70,605 2683 8,734 1188 88,69 2,1216 0,300 0,14 2,09 8,8 327,77 125,00 74,141 2673 9,181 1160 91,89 2,1403 0,289 0,13 2,14 8,2 330,00 128,6 77,141 2665 9,577 1137 94,70 2,1561 0,280 0,13 2,18 7,7 330,81 130,0 78,277 2662 9,732 1128 95,79 2,1621 0,276 0,13 2,20 7,5 333,76 135,0 82,580 2650 10,340 1096 100,02 2,1858 0,265 0,12 2,26 6,9 335,00 137,1 84,478 2645 10,619 1082 101,94 2,1953 0,260 0,11 2,29 6,7 336,63 140,0 87,065 2637 11,012 1064 104,62 2,2094 0,254 0,11 2,33 6,3 339,41 145,0 91,749 2625 11,757 1031 109,61 2,2354 0,244 0,10 2,40 5,8 340,00 146,1 92,788 2622 11,928 1024 100,75 2,2413 0,242 0,10 2,41 5,6 342,12 150,0 96,651 2611 12,580 998 117,42 2,2635 0,234 0,10 2,43 5,2 6 0 1 Окончание табл. П2 ts, оС ps, 10–1 МПа , кг/м3 i, кДж/кг ср, кДж/(кг  К) r, кДж/кг , 10–3 Вт/(м  К) , 10–5 Па  с , 10–7 м2/с а, 10–7 м2/с Pr , 10–3 Н/м 344,75 155,0 101,79 2598 13,488 965 122,81 2,2940 0,225 0,09 2,52 4,7 345,00 155,5 102,30 2596 13,581 962 123,30 2,2971 0,224 0,09 2,53 4,6 347,32 160,0 107,20 2583 14,528 931 128,04 2,3274 0,217 0,08 2,64 4,2 349,82 165,0 112,89 2568 15,839 895 133,92 2,3639 0,209 0,07 2,80 3,7 350,00 165,4 113,32 2566 15,950 893 134,40 2,3667 0,209 0,07 2,81 3,7 352,26 170,0 118,98 2551 17,525 859 141,13 2,4039 0,202 0,07 2,99 3,3 354,64 175,0 125,57 2533 19,609 821 150,24 2,4480 0,195 0,06 3,20 2,8 355,00 175,8 126,64 2530 19,972 815 151,85 2,4552 0,194 0,66 3,23 2,8 356,96 180,0 132,75 2513 22,180 780 161,73 2,4964 0,188 0,05 3,42 2,4 359,23 185,0 140,63 2492 25,438 737 176,02 2,5495 0,181 0,05 3,68 2,0 360,00 186,7 143,55 2484 26,787 721 181,69 2,5692 0,179 0,05 3,79 1,9 361,44 190,0 149,34 2469 29,734 691 193,43 2,6078 0,175 0,04 4,01 1,6 363,60 195,0 159,11 2443 35,690 641 214,26 2,6717 0,168 0,04 4,45 1,3 365,00 198,3 166,28 2424 41,075 605 229,97 2,7170 0,163 0,03 4,85 1,1 365,71 200,0 172,26 2414 44,527 585 238,70 2,7414 0,161 0,03 5,11 1,0 367,77 205,0 183,37 2380 59,038 522 266,94 2,8173 0,154 0,02 6,23 0,7 369,70 210,0 199,57 2340 87,310 448 299,08 2,8999 0,145 0,02 8,47 0,4 370,00 210,5 201,57 2335 91,977 439 302,73 2,9090 0,144 0,02 8,84 0,4 371,00 213,1 212,15 2310 123,353 393 320,75 2,9538 0,139 0,01 11,36 0,3 372,00 215,6 225,55 2279 188,120 337 340,05 3,0010 0,133 0,01 16,60 0,2 373,00 218,2 244,71 2237 400,267 262 360,66 3,0507 0,125 0,004 33,86 0,1 374,00 220,8 286,90 2151 112 382,63 3,1031 0,108   0,0 61 62 Рис. П1. Парогенератор на АЭС 62 Рис. П2. Парогенератор ПГВ-1000: 1 – трубные пучки; 2 – сепаратор жалюзийный; 3 – штуцера уровнемеров; 4 – корпус; 5 – питательный коллектор; 6 – патрубки продувки [7] 6 3 3 4 5 2 1 6 64 Рис. П3. Парогенератор ПГВ-1000: 1 – горячий коллектор; 2 – трубные пучки; 3 – сепаратор жалюзийный; 4 – корпус; 5 – холодный коллектор [7] 4 5 62 Рис. П4. Парогенератор ПГВ-1000 [2] 6 5 66 Рис. П5. Парогенератор ПГВ-1000 МКП [2] 67 Рис. П6. Система продувки парогенератора ПГВ-1000: 1 – экран солевого отсека; 2 – трубопроводы постоянной продувки из солевого отсека; 3 – дренаж; 4 – патрубки продувки с днища и карманов 68 Рис. П7. Система продувки парогенератора Ростовской АЭС 69 Рис. П8. Модернизированная система продувки парогенератора [6]: 1 – трубопровод постоянной продувки из солевого отсека; 2 – арматура вне бокса ПГ; 3, 4 – электроприводная арматура из нержавеющей стали; 5 – ручная арматура для прогрева коллектора периодической продувки; 6 – запорно-регулирующий клапан (ЗРК) диапазона 0–30 т/ч; 7 – ЗРК диапазона 0–10 т/ч; 8 – электроприводная ЗРК диапазона 0–40 т/ч; 9 – коллектор перио- дической продувки; 10 – электроприводная арматура дополнительно к 11; 11 – арматура; 12 – температурные датчики проходимости (на расстоянии не менее 1000 мм от штуцеров патрубки продувки с днища и карманов 70 На блоках 1, 2, 3 Калининской АЭС внедрен оперативный контроль трубопроводов периодической продувки «торцов» и «карманов» ПГ. Температурные датчики накладного типа установлены непосредственно на линиях, по которым осу- ществляется периодическая продувка нижней образующей корпуса (НОК) ПГ. Результаты измерения выводятся с помо- щью штатных средств АСУ ТП на БЩУ-1, 2 и БПУ-3 для кон- троля со стороны оперативного и инженерно-технического пер- сонала. Температурный контроль позволяет: – оперативно определять проходимость штуцеров продувки НОК ПГ, следить за наличием отложений в «карманах» кол- лекторов 1-го контура ПГ и эффективностью их продувки: – выявлять неплотности запорной арматуры; – контролировать прогрев линий продувки непосредствен- но перед подачей большого расхода. Внедренный автоматизированный регламент продувки поз- волил в течение 1997–2004 гг. на блоках 1 и 2 Калининской АЭС не производить химических отмывок трубчатки ПГ, с пе- реносом сроков промывки по результатам внутренних осмот- ров техрешением, согласованным с ОКБ «Гидропрессом». В 2004–2005 гг. на всех ПГ блоков 1, 2 проведена химиче- ская отмывка. Осмотры «отмытых» ПГ в последующий ППР показали, что удельная загрязненность ПГ не растет, скопле- ния шлама в «критической» зоне 2–4 решетки «горячего» опускного канала и других зонах ПГ отсутствуют. Таблица П3 Регламентные расходы продувочной воды блоков 1, 2, 3 Калининской АЭС Наименование линии продувки Блок 1, 2 Блок 3 Непрерывная продувка из патрубков НОК ПГ и штуцеров «карманов» кол- лекторов 0,5–2,0 т/ч 0,5–2,0 т/ч 71 Непрерывная продувка «солевого» отсека холодного торца ПГ более 7,0 т/ч не менее 7,5 т/ч Окончание табл. П3 Наименование линии продувки Блок 1, 2 Блок 3 Периодическая продувка из линий про- дувки НОК ПГ и «карманов» коллек- торов как совместно, так и раздельно, а также продувка «солевых» отсеков по линии периодической продувки максимально возможный расход (по факту более 11,5 т/ч) 15–20 т/ч Таблица П4 Параметры серийной РУ ВВЭР-1000 Характеристика Значение Номинальная тепловая мощность, МВт 753 Максимальная тепловая мощность, МВт (107 % от нтм) 806 Паропроизводительность, т/ч 1470 Давление пара, МПа 6,27 Температура пара, ºС 278,5 Температура теплоносителя на входе, ºС 321 ± 5 Температура теплоносителя на выходе, ºС 291 Температура питательной воды, ºС 220 ± 5 Влажность пара, % м., не более 0,2 Расход теплоносителя, т/ч 21 500 Давление теплоносителя К1 на входе в ПГ, МПа 15,64 ± 0,3 Расход непрерывной продувки через патрубок Ду 100 на холодном днище, т/ч 15 Расход периодической продувки через патрубок Ду 100 на холодном днище, т/ч 40 Расход периодической продувки из патрубков Ду 50 на корпусе и штуцеров Ду 30 из карманов коллекторов, т/ч 25 Расход непрерывной продувки из патрубков Ду 50 на корпусе и штуцеров Ду 30 из карманов коллекторов, т/ч 5 72 Гидравлическое сопротивление по К1 при номинальной производительности, МПа, не более 0,13 Таблица П5 Параметры некоторых РУ ВВЭР Параметр В-491 В-428 В-320 Мощность тепловая номинальная, МВт 3200 3000 3000 Паропроизводитель- ность номинальная, т/ч 1600 × 4 1470 × 4 1470 × 4 Температура пара, ºС 287 278,5 278,5 Время работы на но- минальной мощности в год, ч 8400 7000 7000 Срок службы, лет 60 40 30 Давление в реакторе, МПа 16,2 15,7 15,7 Температура на вы- ходе из реактора, ºС 329,7 ± 5 320–321 320 Температура на входе в реактор, ºС 298,6 289,7 289,7 Расход теплоносителя через реактор, м3/ч 85 600 ± 2900 86 000 84 800 Парогенератор ПГВ-1000 МКП ПГВ-1000 М ПГВ-1000 М Диаметр корпуса па- рогенератора внут- ренний, м 4,2 4,0 4,0 Учебное издание ПАРОГЕНЕРАТОРЫ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 1-43 01 08 «Паротурбинные установки атомных электрических станций» С о с т а в и т е л и : СОРОКИН Владимир Владимирович КАРНИЦКИЙ Николай Борисович Редактор Т. В. Грищенкова Компьютерная верстка Н. А. Школьниковой Подписано в печать 09.01.2013. Формат 6084 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 4,24. Уч.-изд. л. 3,32. Тираж 100. Заказ 727. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск.