蒸汽发生器设计说明书
压水堆蒸汽发生器设计说明书综述
“蒸汽发生器”课程设计说明书前言蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。
在核反应堆中,核裂变产生的能量由冷却剂带出,通过蒸汽发生器将热量传递给二回路的给水,使其产生一定的压力、温度和干度的蒸汽。
此蒸汽再进入汽轮机中做功,转化为电能或者机械能。
在压水堆核电站中,蒸汽发生器是一回路系统中的一个主要设备,具有尺寸大,重量重,设计、制造复杂,作用大的特点,再设计和制造方面被称为当代热交换器技术的最高水平。
实际运行经验表明,蒸汽发生器能否安全、可靠的运行,对整个核动力装置的经济性和安全可靠性有着十分重要的影响。
长期以来国际上压水堆核电站蒸汽发生器经常发生传热管腐蚀破损,在可靠性上存在严重问题,是核蒸汽供应系统的致命弱点,保证蒸汽发生器的制造质量有助于提高其安全可靠性。
由于蒸汽发生器制造相当复杂,技术密集程度高,要求制造质量符合设计说明书上的要求,因此,设计说明书在蒸汽发生器的制造过程中就尤为重要。
本设计说明书是针对压水堆设计的立式 U 型管自然循环蒸汽发生器。
作者在参考了孙中宁老师编写的《“蒸汽发生器”课程设计指导书》和《核动力设备》,在阅读了大量文献后,提出了蒸汽发生器的一种新的方案设计,并进行了论证。
通过强度计算和结构设计,确定了蒸汽发生器的结构尺寸,然后分别进行了蒸汽发生器的热力计算、水动力计算,希望能获得更佳的设计方案。
目录第一章绪论 (1)一、蒸汽发生器概述 (1)二、蒸汽发生器的基本技术要求 (1)三、蒸汽发生器的设计与计算 (2)四、目的和要求 (3)五、任务 (3)第二章课程设计的具体内容 (4)一、给定条件 (4)二、蒸汽发生器的热力计算 (4)三、蒸汽发生器的水动力计算 (5)四、蒸汽发生器的强度计算 (8)五、蒸汽发生器的结构设计 (9)六、蒸汽发生器的总图绘制和部件图绘制 (9)第三章课程设计计算过程 (10)一、根据热平衡确定换热量 (10)二、管径的选取以及传热管数目的确定 (10)三、换热面积的计算 (11)四、管束结构的计算 (12)五、强度计算 (13)六、主要管道内径的计算 (14)七、一回路水阻力的计算 (15)八、二回路水循环阻力的计算 (17)1九、运动压头的计算 (23)十、循环倍率的确定 (24)第四章结论与评价 (25)附录 (26)一、附录1 蒸汽发生器热力计算表 (26)二、附录2 蒸汽发生器水动力计算表 (30)三、附录3 蒸汽发生器强度计算表 (40)附图见零号图纸参考文献42第一章绪论一、蒸汽发生器概述蒸汽发生器是核电动力设备中的一个主要部件,产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。
纯蒸汽发生器用户需求说明书
纯蒸汽发生器用户需求说明书1目的1.1纯蒸汽发生器用户需求标准,为采购提供相关的技术参数和要求。
为投标方提供准确参数。
1.2本URS旨在从项目和系统的角度阐述用户的需求,包括了用户对该项目的质量要求,描述了用户对该设备的工作过程及功能的期望。
主要包括相关法规符合度和用户的具体要求,这份文件是构建项目和系统文件体系的基础,同时也是系统设计和验证的可接受标准的依据。
设备生产供应商在规定的时间内完成,并达到本用户需求的设计目标和可接受的质量标准。
1.3在本URS中用户仅提出技术和设备基本要求,并未涵盖和限制投标方设备具有更高的设计与制造标准,使设备功能和性能得到更加完善、更优异的设备配置、更智能化控制系统;投标方应在满足本URS的前提下,投标方因在满足本URS的前提下提供能够达到的更高标准、性能及相关服务;投标方的设备应满足中国有关设计、制造、安全、环保等规范和国家强制性标准要求,如遇与投标方所执行标准发生矛盾时,应按照最高标准执行或国家强制性标准执行。
2范围2.2投标方需提供二次设计服务,本工程从二次设计、制造、安装、自控等整套系统属于交钥匙工程。
2.3二次设计依据设计院的详细设计图纸,以及用户的技术要求和工艺特点进行设计。
2.4投标方的二次设计必须使得整套系统符合CGMPs最新标准。
2.5整套系统应具备电子数据,电子签名,审计追踪功能3缩略语列表4适用的设备规范和标准4・1设备规范除本URS特殊要求外,还需电气及控制应符合IEC标准符合机械设备GB-52261-2002机械安全,机械电气设备第一部分:通用技术条件符合GB/T5226.1-2002、GB/T5226.1-2002,机械安全机械电气设备标准.符合GB150-1998钢制压力容器设计制造标准符合GB151-1999管壳式换热器标准符合GB/T4272-1992设备与管道保温技术通则符合JB4730压力容器无损检测标准符合HG20584-1998钢制化工容器制造技术要求符合压力容器安全技术监察规程符合中国安全环保标准(USP)符合国家计量标准或ISO标准参考ISPE工程指南第4卷-水和蒸汽系统4.2法规标准该设备应符合中国GMP(2010年修订)标准,同时参照欧盟GMP和美国FDA的cGMP要求。
海天 800P-Z 多功能电热蒸汽发生器 操作手册说明书
目录一、产品简介 (1)1.1产品型号命名规则 (1)1.2功能代号命名规则 (1)1.3产品铭牌 (3)1.4产品外观 (4)1.5技术规范 (8)1.6产品设计执行标准 (10)1.7安全事项 (10)1.8注意事项 (12)1.9日常检查和保养 (14)二、控制面板介绍 (15)2.1控制面板概述 (15)2.2控制面板及安装支架结构尺寸 (16)2.3控制面板操作说明 (18)2.4参数设置方法 (18)2.5功能码区内与区间的切换方法 (19)2.6面板显示内容介绍 (20)三、安装接线 (21)3.1外围接线图 (21)3.2变频器安装 (23)3.3接线 (23)3.4控制端子功能简介 (26)3.5主回路的电压、电流和功率的测量方法 (30)3.6功率回路推荐配线 (32)3.7保护导体(地线)的截面积 (32)3.8总体接线示意图 (33)3.9传导和辐射干扰对策 (34)四、简易操作与运行指南 (40)4.1产品基本知识 (40)4.2简易操作指南 (41)4.3基本控制运行指南 (44)五、功能参数 (50)5.1基本参数 (50)5.2运行控制 (60)5.3多功能输入输出端子 (69)5.4模拟量输入输出 (78)5.5多段速度控制 (84)5.6辅助功能 (89)5.7故障与保护 (94)5.8电机参数 (99)5.9通讯参数 (104)5.10PID参数 (105)5.11转矩控制参数区 (111)附录1 常见故障处理 (114)附录2 产品一览表及结构型式一览表 (118)附录3 制动电阻推荐选型表 (122)附录4 通讯手册 (123)附录5 供水系统参考连线图 (135)附录6 功能码速查表 (138)附录7 输入滤波器型号及尺寸 (169)升级记录: (174)敬告用户: (175)产 品 简 介一、产品简介本使用手册简要介绍了E800系列变频器的安装接线、参数设定及操作使用的有关事项,务请妥善保管。
电加热蒸汽发生器使用说明书
电加热蒸汽发生器使用说明书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1电加热蒸汽发生器使用说明书一、结构简介蒸汽发生器是一种单锅筒式电加热蒸汽发生器,在锅筒内布置了加热管,经改进后外接水位电极控制,外部用保温材料保温后,再用钢板喷漆的外壳罩住,外观整洁而又漂亮。
用户购回,接上电源和水源后即可使用。
蒸汽发生器设有可靠的水位控制、压力控制等连锁控制装置。
加热管设置在炉体的下部,蒸汽发生器可完全吸收电能,蒸汽发生器环保节能,结构紧凑合理。
按TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》(1)条对不适用锅炉的定义,设计正常水位水容积小于30L的蒸汽蒸汽发生器,不属于《锅炉压力容器制造监督管理办法》规定的产品安全性能强制监督检验的范畴,所以可免去地方监督检验。
二、性能特点此型蒸汽发生器具有以下优点:1、合理的设计结构,可有利于安装、操作、节能。
2、壳体采用优质钢材,强度高、耐腐蚀。
3、采用高压旋涡泵,供水时间短、经久耐用。
4、加热时间短,可连续产生蒸汽。
5、结构紧凑、简易、材料耗用少。
6、快装出厂到使用现场后,只需要安装管道、仪表、阀门等附件,即可运行。
7、安装移动方便,只需客户提供合理的蒸汽发生器位置即可。
8、可供应蒸汽冲开水,又可以用于采暖。
三、应用领域服装洗涤熨烫行业:干洗机、烘干机、水洗机、脱水机、熨平机、熨斗、等设备配套使用;食品机械行业:豆腐机、蒸箱、包装机、涂料设备、封口机、等设备的配套使用包装机械行业:贴标机、套标机配套使用生物化工行业:发酵罐、反应釜、夹层锅、搅拌机、乳化机等设备的配套使用;其他行业:(油田、汽车)蒸汽清洗行业、(宾馆、宿舍、学校、搅拌站)热水供应、(桥梁、铁路)混凝土养护、(休闲美容会所)桑拿洗浴、热交换设备等。
四、出厂配套附件1、蒸汽发生器主机:蒸汽发生器本体、底座。
2、阀门、仪表(见出厂配套清单)3、技术文件:蒸汽发生器总图、电气控制图、安装使用说明书、发货清单各1份,产品质量证明书及保修卡各1份。
蒸汽发生器设计说明书
蒸汽发生器设计说明书学院:核科学与技术学院学号:姓名:指导教师:***时间:2012年1月11日目录第一章绪论第二章蒸汽发生器的设计2.1给定条件2.2蒸汽发生器的热力计算2.3蒸汽发生器的水动力计算2.4运动压头计算2.5循环倍率的选择第三章结论与评价第四章参考文献附录1蒸汽发生器热力计算表附录2蒸汽发生器水力计算表附录3蒸汽发生器强度计算表前言在压水堆核电站中,蒸汽发生器是一回路系统中的一个主要设备,具有尺寸大,重量重,设计、制造复杂,作用大的特点,再设计和制造方面被称为当代热交换器技术的最高水平。
长期以来国际上压水堆核电站蒸汽发生器经常发生传热管腐蚀破损,在可靠性上存在严重问题,是核蒸汽供应系统的唯一致命弱点,保证蒸汽发生器的制造质量有助于提高其安全可靠性。
由于蒸汽发生器制造相当复杂,技术密集程度高,要求制造质量符合设计说明书上的要求,因此,设计说明书在蒸汽发生器的制造过程中就尤为重要。
本设计说明书是针对压水堆设计的立式U 型管自然循环蒸汽发生器。
作者在参考了孙中宁老师编写的《“蒸汽发生器”课程设计指导书》和《核动力设备》,在阅读了大量文献后,提出了蒸汽发生器的一种新的方案设计,并进行了论证。
通过强度计算和结构设计,确定了蒸汽发生器的结构尺寸,然后分别进行了蒸汽发生器的热力计算、水动力计算,希望能获得更佳的设计方案。
由于编者水平有限,实践经验不足,加之时间仓促,设计说明书中难免有疏漏和错误之处,诚恳希望读者批评指正。
第一章绪论蒸汽发生器的发展现状蒸汽发生器是核电动力设备中的一个主要部件,产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。
在核能反应堆中,核能产生的热量由冷却剂带出,通过蒸汽发生器传给二回路的给水,使其产生具有一定压力、一定温度和一定干度的蒸汽,此蒸汽再进入汽轮机中做功,转换为电能或机械能。
在这个能量转换过程中,蒸汽发生器既是一回路设备,又是二回路设备,所以被称为一、二回路的枢纽。
实际运行经验表明,蒸汽发生器能否安全、可靠地运行,对整个核动力装置的经济性和安全性具有十分重要的影响。
蒸发器说明书
余热回收装置外形尺寸(mm):长5960×宽2620×高3355
三、运输与存放
1.本余热回收系统的主体设备及各附属设备、配件、管件分体交运,现场组装。除整体设备外,其配件、管件等散件均应采用包装箱妥善包装,以免运输丢失。
2.各附属设备在吊装及运输过程中,均应稳吊、轻放,必须防止因吊装不当或受到碰撞而造成变形或损伤。对于大型壳体和附件,为提高其刚度,可设置临时支承,以保证其在吊装及运输过程中不产生变形。
2.水压试验压力与锅筒水压试验压力一致。
3.试验液体一般采用洁净水,需要时也可采用不会导致发生危险的其它液体。试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。碳素钢钢制容器液压试验时,液体温度不得低于5℃。
4.试件充液前,内部应冲洗干净,且必须将试件内部空气排尽。
5.压力试验必须用两个量程相同的并校正过的压力表。压力表的量程在试验压力的2倍左右为宜,但不应低于1.5倍和高于3倍的试验压力。
3.设备运行维护
余热回收蒸汽发生系统除给水泵外无任何转动部件,不需燃料及其它动力源,故运行中维护比较简单,仅要求注意如下事项:
(1)本系统运行管理须参照一般余热锅炉部分运行规程进行;
(2)运行过程中应定期进行水质检验。每班对汽包进行适当排污。具体参照有关锅炉排污的相关标准;
(3)运行间隙定期对锅筒及翅片管进行通水冲洗,清除内部残留污物及水垢;
6.管道组焊的验收可参照GB50235—1997工程验收中相应条款进行验收。
7.管道组焊检验合格后,按GB50235—1997管道绝热进行管道保温,详见保温图。
附件三
蒸汽发生器翅片管、上升管、下降管及锅筒的整体水压试验参照JB/T 1612-1994《锅炉水压试验技术要求》中的相关条款进行。
核电站蒸汽发生器的设计
蒸汽发生器设计说明书时间:2012年12月2日目录第一章绪论............................................................................................................... 第二章蒸汽发生器的设计与计算...............................................................................2.1 根据热平衡确定换热量....................................................................................2.2 管径的选取以及传热管数目的确定................................................................2.3 换热面积的计算................................................................................................2.4 管束结构的计算................................................................................................2.5 强度计算............................................................................................................2.6 主要管道内径的计算........................................................................................2.7 一回路水阻力计算............................................................................................2.8 二回路水循环阻力计算....................................................................................2.9 运动压头计算....................................................................................................2.10 循环倍率的确定................................................................................................ 第三章结论与评价.......................................................................................................附录1 蒸汽发生器热力计算表附录2 蒸汽发生器水力计算表附录3 蒸汽发生器强度计算表第一章绪论蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。
蒸汽发生器设计
n
G1 1 1700 u1 a
-5-
a---单根传热管流通截面; 1 --一回路水平均比容
2.2.3 传热计算 一回路强迫对流换热系数:
1 0.023
传热管导热热阻:
1
di
R f 0.8 Pr 0.3 38057W / m2 ℃
P7 7
u2 2 2 15961Pa 2
蒸汽发生器一回路侧沿程和局部压降之和:
P Pf Pi 178460Pa
i 1
7
2.3.2 二回路侧阻力计算: 以循环倍率 CR 3 为例计算: 2.3.2.1 下降空间阻力 下降空间流道当量直径:
De Dsi Dw0 0.176m
1000Q C 1251.1m2 q
-6-
2.2.4 管束结构设计 传热管设计根数为 1705 根(除去半圆内的 6 根用黑点表示的拉杆) 。在圆形区 域中有 12 根为拉杆, 传热管和拉杆中心均位于图中小正方形的顶点上。 排管见 [附 录 4 程序 2][附录 4 程序 3] 半圆上每一排的根数(包括拉杆) : 67、67、67、67、67、67、67、65、65、65、63、63、61、61、61、59、57、 57、55、53、51、51、49、47、43、41、39、35、33、27、23、17、1
Re
u1' di
11
979120
u '1 —考虑堵管后的流速,通常为 1.05 u1
1 —平均壁温下的动力粘度
根据雷诺数选择紊流光滑管的尼古拉兹公式:
0.0032 0.221Re0.237 0.0117
沿程压降:
蒸汽发生器设计
蒸汽发生器设计为进一步提高生产能力和水解率、降低能耗、最大程度上增加公司效益,公司决定对水解工段进行大规模的技术改造,根据技改后的水解工艺技术参数要求,改造中需增加水解塔、蒸汽发生器等多台设备,现对增加的一台蒸汽发生器进行设计。
一、以已知的工艺参数测算水解蒸汽发生器的各种数据1、已知流量:W=3T/h,压力:P=3.0Mpa, 温度:t=233℃.2、根据已知饱和蒸汽压力、温度可查表知蒸汽流速u=20~40m/s ,密度ρ=15Kg/m3总传热系数K=24~370,K选300导热油在280℃,粘度﹤1cP时流速为1.5~3.5 m/s100℃的水蒸汽热焓值H=2256/4.2=537.62≈540大卡/kg 设备生产厂家提供的经验值:一吨蒸汽需要提供60万大卡热量。
3、测算蒸发器各数据水从25℃的液态转变成235℃,需经过三个过程的变化,需要热量Q水总=Q1 + Q2 + Q3Q1=3000х1х60=180000Q2=3000х540=1612860Q3=3000х1х135=405000Q水总=180000 + 1612860 + 405000=2197860≈2200000大卡(1)导热油列管换热面积Q=KA⊿tA=Q/K⊿t=2200000/300х30≈245 m2A=Q/K⊿t=2200000/300х25≈294 m2A=Q/K⊿t=2200000/300х20≈367 m2生产厂家计算换热面积的方式是:A=Q/K⊿t=1800000/300х30=200m2A=Q/K⊿t=1800000/300х25=240m2A=Q/K⊿t=1800000/300х20=300m2选择换热面积为300m2、列管管径选DN20(此总截面积要小于DN32和DN50)按照常规列管应设计成DN20х13000х2.5长U管。
(2)蒸汽总管直径W=D2∏u/4D12=4х200/3.14х30х3600=0.002359D1=0.0486mD22=4х200/3.14х25х3600=0.002831D2=0.05323设计蒸汽总管直径为DN65,经查表其壁厚为4mm,实际生产厂家通常把蒸汽总管管径选择与导热油输送管相近,直接与分汽缸相连,分汽缸向外输送的各支管可选择DN65或DN50 (3)导热油进出口管径流速 U选2.5 m/s,流量W选80~100m3/hD1=(4W1/3600∏u)0.5、=(4х80/3600х3.14х2.5)0.5=0.1064D2=(4W2/3600∏u)0.5=(4х100/3600х3.14х2.5)0.5=0.119 实际选导热油管直径为DN150,经查表其壁厚4m,蒸发器输汽管直径的选择也应在DN150。
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蒸汽发生器设计说明书学院:核科学与技术学院学号:姓名:指导教师:***时间:2012年1月11日目录第一章绪论第二章蒸汽发生器的设计2.1给定条件2.2蒸汽发生器的热力计算2.3蒸汽发生器的水动力计算2.4运动压头计算2.5循环倍率的选择第三章结论与评价第四章参考文献附录1蒸汽发生器热力计算表附录2蒸汽发生器水力计算表附录3蒸汽发生器强度计算表前言在压水堆核电站中,蒸汽发生器是一回路系统中的一个主要设备,具有尺寸大,重量重,设计、制造复杂,作用大的特点,再设计和制造方面被称为当代热交换器技术的最高水平。
长期以来国际上压水堆核电站蒸汽发生器经常发生传热管腐蚀破损,在可靠性上存在严重问题,是核蒸汽供应系统的唯一致命弱点,保证蒸汽发生器的制造质量有助于提高其安全可靠性。
由于蒸汽发生器制造相当复杂,技术密集程度高,要求制造质量符合设计说明书上的要求,因此,设计说明书在蒸汽发生器的制造过程中就尤为重要。
本设计说明书是针对压水堆设计的立式U 型管自然循环蒸汽发生器。
作者在参考了孙中宁老师编写的《“蒸汽发生器”课程设计指导书》和《核动力设备》,在阅读了大量文献后,提出了蒸汽发生器的一种新的方案设计,并进行了论证。
通过强度计算和结构设计,确定了蒸汽发生器的结构尺寸,然后分别进行了蒸汽发生器的热力计算、水动力计算,希望能获得更佳的设计方案。
由于编者水平有限,实践经验不足,加之时间仓促,设计说明书中难免有疏漏和错误之处,诚恳希望读者批评指正。
第一章绪论蒸汽发生器的发展现状蒸汽发生器是核电动力设备中的一个主要部件,产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。
在核能反应堆中,核能产生的热量由冷却剂带出,通过蒸汽发生器传给二回路的给水,使其产生具有一定压力、一定温度和一定干度的蒸汽,此蒸汽再进入汽轮机中做功,转换为电能或机械能。
在这个能量转换过程中,蒸汽发生器既是一回路设备,又是二回路设备,所以被称为一、二回路的枢纽。
实际运行经验表明,蒸汽发生器能否安全、可靠地运行,对整个核动力装置的经济性和安全性具有十分重要的影响。
国外压水堆核电站的运行经验表明,蒸汽发生器的性能(无论是静态性能还是动态性能)均能满足使用要求,但在可靠性方面却难以令人满意。
在运行中发生蒸汽发生器传热管破损事故的装置数目,接近压水堆动力装置总数的一半。
各国都把研究和改进蒸汽发生器当做完善压水堆核电技术的重要环节,并制定了庞大的研究计划,主要包括蒸汽发生器的热工水利分析;腐蚀理论和传热管材料的研制;无损探伤计数;振动、磨损、疲劳研究;改进结构设计,减少腐蚀化学物的浓缩;改进水质控制等。
蒸汽发生器的基本技术要求在核动力装置中,由于一回路为带有放射性回路,而二回路为无放射性回路,因此在研制蒸汽发生器时对结构、强度、材料抗腐蚀性、密封性等都提出了很高的要求,其中最基本的技术要求为:(1) 蒸汽发生器及其部件的设计,必须供给核电站在任何运行工况下所需的蒸汽量及规定的蒸汽参数。
只有满足这个要求才能保证电站在任何负荷下经济运行。
(2) 蒸汽发生器的容量应该最大限度地满足功率负荷的需要,而且要求随着单机容量的增加,其技术经济指标得到相应改善。
(3) 蒸汽发生器的所有部件应该绝对地安全可靠。
(4) 蒸汽发生器单个零、部件的装配必须保证在密封面上排除一回路工质漏入二回路中去的可能性。
(5) 必须排除加剧腐蚀的任何可能性,特别是一回路中的腐蚀。
(6) 蒸汽发生器必须产生必要纯度的蒸汽,以保证蒸汽发生器在高温下可靠地运行,并保证汽轮机也可靠而经济地运行。
(7) 蒸汽发生器应设计得简单紧凑,便于安装使用,同时易于发现故障而及时排除,并有可能彻底疏干。
(8) 保证蒸汽发生器具有较高的技术经济指标。
在设计蒸汽发生器时,要考虑一、二回路两种工质的种类和参数,正确地选择结构方案、材料、传热管尺寸、传热系数以及冷却剂等。
另外,必须采取减少向外散热损失的措施。
2.2 蒸汽发生器的热力计算热力计算是以求取蒸汽发生器所需传热面积为主要目的的设计计算,就是在结构形式和一些基本热工参数给定的条件下,求取传热面积的大小。
2.2.1热平衡计算由二回路蒸汽产量公式:)(*01.1*f s i i x r Q D -+=其中:r —汽化潜热X —干度i s — 二回路水饱和焓I f — 二回路给水焓 可求取一回路放热量Q= 2.312798*105 kW ;由一回路水量公式:)(*111i i Q G ''-'=η其中:h —蒸发器热效率i'1— —回路进口水焓i''1— 一回路出口水焓可求取一回路水量为G 1=2128.425kg / s ;2.2.2 传热管及管内水流速的选取在进行蒸汽发生器的传热计算时,需要先选取传热管外径,根据经验,传热管的内径通常选取为19mm 左右,壁厚小于1.5mm 。
本设计首先确定选用的传热管外径d 0=0.022m 。
由传热管的强度计算公式确定其内径:[]R o P d P S φϕσ***8.0*200*设设+='其中:[σ]—传热管壁许用应力;1125.1PP P ==设,设一 —回路设计压力; 由公式可求取传热管的管壁厚S'=1.325mm ,设计壁厚S=1.4mm ;则管内径为d i =0.0192m 。
单管通流面积a=2.8953*104 m 2。
传热管材料选择lnconel —600。
蒸汽发生器的换热重要取决于一回路水的最大允许流速。
目前核动力设备的容量越来越大,为了缩小筒体和减薄管板,趋向于选取高流速,但必须考虑允许的流动压降和侵蚀效率。
综合考虑,选取一回路水的流速为u 1=6m/s 。
2.2.3 传热计算蒸汽发生器内的传热过程主要由以下几部分组成:(1)一回路冷却剂对管壁的强迫对流换热;(2)通过管壁和污垢层的导热;(3)传热面管壁对二回路工质的沸腾换热。
由D-B 公式可导出一回路侧强迫对流换热系数:111/Re v d u i f η=4.08.011Pr Re 023.0f f i d λα= 传热管壁热阻i w w d d In d R 00**2λ=在计算传热系数k 、热负荷q 和二回路侧放热系数α2时进行了循环迭代。
其中,7.015.02557.0q p =α s s In t t t t In t t t ---=∆''1'1''1'1In t k q ∆=*f w i i R R d d k +++=2011*1αα。
经计算得出,Re f =946238;α1=38249.14;R w =8.606*10-5 ;α2=28801.8;k=5658.03;q=198687.28。
由公式可得计算传热面积1164103==-q Q F4.1280=⨯=F C F 设C 为传热裕度系数,取1.1。
2.2.4 管束结构设计由上可计算得出U 型管数目:1689/11==au v G n传热管采用正方形排列方式,除传热管外,另设10根拉杆,用以固定支撑板。
管束排布如下:管束直径为D tb =2.0196m ,传热管总长m d F L 635.18525/0==π设总管束节距t=1.35d 0 =0.0297m ,最小U 型管节园直径D 节=4t=0.1188m ,弯管总长mD D n L tb 14.28554/)(=+=节弯π 直管总长mL L L 5.15670-==弯总直;管束直段高L 直/2n=4.609m ; 管束弯段高H 弯=R max =1.0098m ;管束总高H tb =H 直+H 弯= 5.6188m 。
由强度计算得:衬筒内径m D D t wi 0496.22=+=δ管束,其中装配间隙mm t 15=δ; 衬筒外径mD D wi w 0736.220=+=δ,其中衬筒壁厚mm 12=δ; 下筒体内径m B D D wo i 2496.22=+=下,,算为2.2496m ,其中下降流道宽度B=88mm ;下筒体设计壁厚[]mm P D P S i 887.392.1-200*'22==设下设σ,选取为40mm ,其中[σ] --下筒体许用应力。
筒体外径mm S D D i o 6.23292=+=下下。
上筒体计算壁厚[]mm P D P S i 74.562.1-200*'22==设上设σ,选取为58mm 。
其中[σ] --上筒体许用应力。
球形下封头计算壁厚[]mm P D P S 607.716.1400*'101=+=设设σ,选取为73mm 。
其中[σ] --球形下封头许用应力。
由管板的强度计算公式,可得到管板计算壁厚[]mm P D F S 5.365***21=='σ设,取为370mm 。
其中:其中:F —系数,查 TEMA 标准 F=1.04D —承压部分直径,即球形封头内径[σ] --管板许用应力传热管实际平均长度m S n L l 673.112)(='+=总。
最长管子长为m H R l 1304.1322max max =++=管板厚直π 最短管子长为m H R l 1446.1022min min =++=管板厚直π。
2.3 蒸汽发生器水动力计算蒸汽发生器的水动力计算主要包括一回路侧的流动压降计算和二次侧的水循环计算。
其中一次侧为单向流动,采用均相流模型;二次侧位汽液两相流动,采用分相流模型。
2.3.1 主管道尺寸和流体流速的确定主管道流速 u'10 一般在 8~12m/s ,选取10m/s 。
主管道计算内径m u v G d i 61116.0410111='='π,选取为0.62m ,所以主管道设计流速sm d v G u i 72.94211110==π。
蒸汽管道计算流速u 2' 一般在 30~40m/s ,选取35m/s 。
蒸汽管道计算内径m u v G d i 4232.042222='='π,选取为0.43m ,所以蒸汽管道设计流速sm d v G u i 894.33422222==π,值为33.894m/s 。
给水管计算流速u 3',一般在2~5m/s ,选取4m/s 。
给水管计算内径m u v G d i 219.043333='='π,选取为0.22m ,所以给水管设计流速sm d v G u i 973.3423333==π,值为3.973m/s 。
2.3.2 一回路水阻力计算一回路水阻力包括传热管内的摩擦阻力和进口水室、弯头区、出口水室的局部阻力。
2.3.2.1 U 型管内摩擦阻力计算一回路水雷诺数993550111='=v d u R i e η,其中,u'1=1.05u 1为考虑堵管后的流速。