Файл: Козырев, А. П. Теория тепловых и гидродинамических процессов в атомных энергетических установках учеб. пособие.pdf

j>c„ - ? Я " + а - г > У >

необходимо знать среднее объемное паросодержание р на подъемном участке.

Движущий напор расходуется на преодоление гидрав­ лических сопротивлений трения и местных сопротивлений во всем контуре, включая подъемные и опускные участки. Методы определения этих величин были рассмотрены выше. Разность между движущим напором и гидравлическим сопротивлением подъемного участка называется полезным

напором циркуляции:

При установившемся режиме весь полезный напор рас­ ходуется на преодоление сил трения и местных сопро­ тивлений на опускном участке, т .е .

делена при экспериментальных исследованиях естествен­ ной циркуляции без измерения истинных объемных паросодержаний, а опытные данные могут быть представлены графически в виде функции двух независимых парамет­ ров циркуляции:

322

дует, что расчетные методики, основанные на использо­ вании эмпирических полезных напоров, ограничены. Рас­ пространение опытных данных на другие системы может привести к ошибочным результатам. При наличии надежных данных для определения и Д f> в парогенериру­ ющих каналах использование движущего или полезного на­ пора для расчета циркуляции не имеет принципиального значения.

Методика расчета естественной ц и р к у л я ц и и в парогенепируюших системах

Расчет естественной циркуляции в кипящих реакторах и парогенераторах определяет условия надежной работы поверхностей нагрева. Задачей расчета является опреде­ ление скорости циркуляции в подъемных каналах и обще­ го расхода в контуре при заданных конструктивных раз­ мерах и тепловых нагрузках.

В основе нормативного метода гидравлического расче­ та паровых котлов лежит графоаналитическая методика, разработанная в ЦКТИ. Принципиальные положения этой методики могут быть использованы для расчета естествен­ ной циркуляции в любых кипящих аппаратах.

324

Рассмотрим сущность графоаналитической методики на примере одноканального контура без тягового участка с равномерным обогревом подъемного канала. Б соответ­ ствии с уравнением сохранения количества движения не­

обходимо определить расход в контуре, при котором вы­ полняется равенство (7 .7 8 ). Это равенство можно решить графически, построив зависимости:

ЬРоп f (Р) ' (7 .82)

С увеличением скорости циркуляции и расхода вели­ чина Д р оп возрастает (рис. 7 .10), а движущий и полезный напоры уменьшаются вследствие уменьшения

паросодержания и увеличения длины экономайзерной зоны.

торый установится в контуре при заданной тепловой на­ грузке.

Общий порядок расчета подобных простых контуров следующий. При заданной суммарной тепловой нагрузке на канал Q задаются несколькими произвольными

значениями скорости циркуляции. При этом диапазон ско­ ростей находится в пределах О ,2 -1,0 м /сек. Для каждой скорости циркуляции по уравнению сплошности можно опре> делить расход

325

где ^ - площадь сечения подъемного участка. Коли­ чество тепла, передаваемого на энономайзерном участке, равно

(7.84)

Рис. 7.IO К расчету естественной циркуляции в одноканальном контуре

При заданной средней тепловой нагрузке на единицу дли­ ны обогреваемого канала у^ мина экономайзерного участка определится как

Тогда количество пара , генерируемого на испарительном участке, равно

Оисп

326

где

Зная изменение массового паросодержания по длине ис­ парительной зоны, при данной скорости циркуляции можно определить среднее объемное паросодержание ср и дви­ жущий наяор контура

Гидравлическое сопротивление подъемного участка складывается из сопротивлений трения и местных сопро­ тивлений на экономайзерном и испарительном у ч а с тк а х :

\

\

куляции. Расчет по формулам (7.83) - (7.92) выполняет­ ся для каждого заданного значения скорости, после чего полученные значения полезных напоров наносятся на гра­ фик в координатах Af3 - G и по ним проводят кривую полезных напоров. Определяя для заданных скоростей кривую сопротивления опуска, находят расход в контуре при заданной тепловой нагрузке. Далее для найденного расхода определяется температурное состояние поверхно­ сти нагрева и надежность ее охлаждения.

Рассмотренная методика может быть использована для многоканальных систем, если конструктивные отличия и неравномерность обогрева различных каналов небольшие. На практике в сложных кон-турах циркуляции эти отличия могут быть существенными.

Принцип расчета систем из параллельно включенных каналов с различной тепловой нагрузкой состоит в следу­ ющем. Вначале определяются полезные напоры для каждого канала (или канала данной гидравлической зоны) в от­ дельности. Затем, суммируя расходы воды во всех каналах при равных полезных напорах (рис. 7 .I I ) , получаем за­ висимость полезного напора в контуре от суммарного рас­ хода воды в нем

Пересечение этой кривой с гидродинамической характери­ стикой опускной системы

• f ( Z Gi ) <7--«

определит точку, абсцисса которой соответствует сум­ марному расходу воды в контуре, а ордината - полез-

328