Схемы без отбора пара от главной турбины 1 страница

Стр 1 из 12Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВА НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ САНКТ-ПЕРЕРБУРСКОИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ЭНЕРГЕТИКИ РАСЧЕТ СУДОВЫХ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Методические указания Санкт-Петербург 2012 Настоящее пособие предназначено для студентов факультета корабельной энергетики и автоматики и вечерне-заочного факультета, выполняющих курсовой и дипломный проекты по дисциплине “Судовые ядерные энергетические установки” (СЯЭУ). При выполнении проекта исходными данными обычно являются: тип судна, тип энергетической установки, мощность установки на гребных валах или на клеммах турбогенераторов, расход электроэнергии и пара на общесудовые нужды. Учебное пособие разработано применительно к двухконтурным СЯЭУ с водо-водяными реакторами, однако оно может быть использовано и при проектировании установок других типов. РЕВКОВ Михаил Васильевич МАЗИЛЕВСКИЙ Илья Игоревич ПЕТРОВА Анастасия Васильевна РАСЧЕТ СУДОВЫХ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Методические указания СОДЕРЖЕНИЕ 1 Общие указания. 5 1.1 Исходные данные. 18 1.2 Пояснения к таблице 1.1. 23 2 Характеристики вспомогательного оборудования. 28 2.1 Пояснения к таблице 2. 37 3 Тепловой и материальный баланс СЯЭУ.. 52 3.1 Схемы без отбора пара от главной турбины.. 55 3.1.1 Схема без деаэратора. 55 3.1.2 Схема с деаэратором.. 55 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 61 ПРИЛОЖЕНИЕ А МЕТОДИКА ВЫБОРА ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСОВ, РАБОТАЮЩИХ СОВМЕСТНО НА ГИДРАВЛИЧЕСКУЮ СЕТЬ. 62 ПРИЛОЖЕНИЕ Б УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.. 67 ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ АЗ – Активная зона; АЭС – Атомная электростанция; ВВРД – Водо-водяной реактор под давлением; ВВРК – водо-водяной реактор с кипением теплоносителя в АЗ; ГБП – Генератор бытового пара (парогенератор низкого давления); ГТ – Главная турбина; ГТГ – Главный турбогенератор; ГТЗА – Главный турбозубчатый агрегат; ДУУ – Дроссельно-увлажнительное устройство; ИУ – Испарительная (водоопреснительная установка); КН – Конденсатный насос; КПТН – Конденсатно-питательный турбонасос; ПГА – Парогенерирующий агрегат; ПН – Питательный насос; ППВД – Подогреватель питательной воды высокого давления; ППНД – Подогреватель питательной воды низкого давления; СЯЭУ – Судовая ядерная энергетическая установка; ТН – Теплоноситель; ЦНГК – Циркуляционный насос главного конденсатора (охлаждающий насос); ЦНПК – Циркуляционный насос первого контура; ЦСГК – Цистерна сбора горячих конденсатов; ЯППУ – Ядерная паропроизводящая установка. ЯЭР – Ядерный энергетический реактор 1 Общие указания Целью проектирования является определение по исходным данным состава судовой ядерной энергетической установки (СЯЭУ), паропроизводительности ЯППУ и тепловой мощности реактора, КПД СЯЭУ. На первой стадии проектирования следует провести анализ известных по литературе схем СЯЭУ применительно к заданному типу судна, обосновать число главных турбоагрегатов (главных турбозубчатых агрегатов или главных турбогенераторов) и ЯППУ, вид ПГА (рис. 1.1-1.4), разработать принципиальную схему СЯЭУ (рис. 1.5-1.12). Далее следует обоснование выбора термодинамических параметров СЯЭУ: давления теплоносителя первого контура, температуры теплоносителя на входе и выходе из активной зоны (АЗ) реактора, температуры перегретого пара и его давления, температуры питательной воды и давления пара в конденсаторе. При выборе параметров необходимо учитывать как особенности принятой схемы СЯЭУ, так и особенности судна, для которого проектируется установка. По заданным параметрам второго контура строится процесс расширения пара в главном турбоагрегате в диаграмме i- s. После определения исходных данных к расчету тепловой схемы выполняется тепловой расчет СЯЭУ, и определяются характеристики основного и вспомогательного оборудования. Расчет ведется методом последовательных приближений. Вначале задается ожидаемое значение КПД установки, по которому определяются ожидаемая мощность ЯППУ и ее производительность. Это позволяет определить в первом приближении характеристики вспомогательных механизмов и потребление ими электроэнергии и пара. В результате расчета определяется уточненная мощность ЯППУ, которая сравнивается с первоначально принятой (ожидаемой). Если расхождение D £ D3 (где D3 - заданная или приемлемая величина расхождения), то расчет считается выполненным, в противном случае - уточненная мощность принимается за ожидаемую, и расчет повторяется вновь. При эскизном проектировании можно принять D3= 2 %. Рекомендуемая методика определения характеристик оборудования и расчета тепловой схемы представлена в виде таблиц. Необходимые пояснения идут после каждой таблицы. Курсовой проект представляется в виде расчетно-пояснительной записки примерным объемом 20...35 страниц (формат А4), оформленной в соответствии с [1], и принципиальных схем ЯППУ и ПТУ на форматах А3 или А2. Схема должна иметь обозначения в соответствии с ГОСТ 2.704-76 ЕСКД (см. Приложение Б). Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы: 1. Обоснование выбора типа установки и ее краткое описание. 2. Обоснование выбора параметров установки. 3. Определение характеристик оборудования. В этом разделе должны быть представлены процессы расширения пара в главной и вспомогательных турбинах, (на диаграмме i - s ), а также диаграммы Н-G, характеризующие работу на сеть насосов СЯЭУ. 4. Расчет тепловой схемы (в табличной форме). 1. Корпус ПГА 2. Крышка периферийная 3. Крышка центральная 4. Коллектор паровой 5. Насос осевой 6. Обечайка несущая 7. Плита верхняя разделительная 8. Трубка парогенератора 9. Решётка верхняя 10. Обечайка нажимная 11. Экраны тепловые боковые 12. Экраны тепловые днищевые 13. Фильтр щелевой 14. Обечайка АЗ 15. Решётка нижняя 16. Кассеты АЗ 17. Подвески кассеты АЗ 18. Решётка компенсирующая центральная 19. Решётка средняя центрирующая 20. Шток решётки центральной 21. Коллектор водяной 22. Коллектор секционный паровой 23. Коллектор секционный водяной Рисунок 1.1 – Моноблочный парогенерирующий агрегат. 1. Корпус 2. Крышка периферийная 3. Крышка центральная 4. Коллектор паровой 5. Кассета ПГ 6. Плита опорная ПГ 7. Плита ПГ дистанционирующая 8. Труба паровая кассеты ПГ 9. Труба питательной воды кассеты ПГ 10. Обечайка несущая 11. Экраны тепловые боковые 12. Экраны тепловые днищевые 13. Фильтр щелевой 14. Корзина обечайки АЗ 15. Плита нижняя трубная АЗ 16. Кассета АЗ 17. Подвеска кассеты АЗ 18. Решетка компенсирующая центральная 19. Плита верхняя трубная АЗ 20. Обечайка нажимная 21. Решетка центрирующая 22. Плита верхняя трубная 23 Коллектор водяной Рисунок 1.2 – Моноблочный парогенерирующий агрегат с естественной циркуляцией. 1. Коллектор паровой 2. Трубка ПГ рабочая 3. Коллектор водяной 4. Трубка подвода ПВ 5. Патрубок паровой 6. Решетка трубная паровая 7. Трубка переходная паровая 8. Пластина опорная 9. Кожух кассеты 10. Трубка переходная ПВ 11. Решетка трубная ПВ 12. Трубка защитная 13. Шнек экономайзерный 14. Дроссель ПВ 15. Вытеснитель периферийный 16. Вытеснитель центральный Рисунок 1.3 – Кассетный прямотрубный парогенератор. 1. Корпус 2. Фланец нажимной 3. Крышка 4. Шпилька 5. Кассета АЗ 6. Обечайка АЗ 7. Обечайка несущая 8. Экраны тепловые боковые 9. Экраны тепловые днищевые 10. Фильтр щелевой 11. Обечайка разделительная Рисунок 1.4 – ЯЭР блочной компоновки. Рисунок 1.5 – Схема паропроизводящей установки крейсера. Рисунок 1.6 – Схема паротурбинной установки крейсера. Рисунок 1.7 – Схема паропроизводящей установки плавучей электростанции. Рисунок 1.8 – Схема паротурбинной установки плавучей электростанции. Рисунок 1.9 – Схема паропроизводящей установки подводного судна. Рисунок 1.10 – Схема паротурбинной установки подводного судна. Рисунок 1.11 – Схема паротурбинной установки ледокола. Рисунок 1.12 – Схема паропроизводящей установки ледокола.

Исходные данные

Таблица 1.1 - Определение исходных данных к расчету тепловой схемы.

№ п/п	Характеристика	Обозначение	Размерность	Способ определения или источник	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Мощность установки на гребных валах (суммарная) или суммарная мощность на клеммах ГТГ		кВт	Задано
2	Число главных турбоагрегатов в установке			См. пояснения
3	КПД валопровода			См. пояснения
4	КПД промежуточной передачи			См. пояснения
5	Мощность главного турбоагрегата.		кВт
5	Количество корпусов турбин			Принимается
6	Параметры теплоносителя первого контура:			Пункты 6-9 - см. пояснения
	- давление;		МПа
	- температура входа в АЗ;		°С
	- температура выхода из АЗ.		°С
7	Параметры пара на выходе из парогенератора:
	- давление;		МПа
	- температура;		°С
	- энтальпия.		кДж/кг
8	Параметры пара перед ГТ:
	- давление;		МПа
	- температура;		°С
	- энтальпия.		кДж/кг
9	Параметры пара и конденсата в главном конденсаторе:
	- давление;		МПа
	-температура пара;		°С
	- температура конденсата;		°С
	- энтальпия конденсата.		кДж/кг

Продолжение таблицы 1.1

Для однокорпусной турбины пп.10...16
10	Адиабатный теплоперепад	кДж/кг	по i-s диаграмме Рис.1.13
11	Эффективный КПД ГТ	-	См. пояснения
12	Механический КПД ГТ	-	См. пояснения
13	Внутренний КПД ГТ	-
14	Внутренний теплоперепад на ГТ	кДж/кг
15	Энтальпия пара в конце процесса расширения	кДж/кг
15	Сухость пара в конце процесса расширения		По i-s диаграмме Рис.1.13
16	Расход пара на ГТ без отборов и сепарации.	кг/с
Далее идти к п.32
Для двухкорпусной турбины пп. 17…31
17	Давление пара за ТВД	МПа	См. пояснения
18	Давление пара перед ТНД	МПа	См. пояснения
19	Адиабатный теплоперепад на ТВД	кДж/кг	По i-s диаграмме Рис. 1.14
20	Внутренний КПД ТВД	-	См. пояснения
21	Механический КПД	-	См. пояснения
22	Внутренний теплоперепад на ТВД	кДж/кг
23	Энтальпия пара за ТВД	кДж/кг
23	Сухость пара за ТВД	-	По диаграмме i-s, см. Рис.1.14
24	Сухость пара перед ТНД	-	При наличии сепаратора , без сепаратора -
25	Энтальпия пара перед ТНД	кДж/кг	По диаграмме i-s, см. Рис.1.14
26	Адиабатный перепад на ТНД	кДж/кг	По диаграмме i-s, см. Рис.1.14
27	Внутренний КПД ТНД	-	См. пояснения к п.20
28	Механический КПД ТНД	-	Cм. пояснения к п.20
29	Внутренний теплоперепад на ТНД	кДж/кг