2. Методика расчёта

Основной целью проектирования и расчёта горизонтального парогенератора является конструкторский расчёт. Конструкторский расчет – основа разработки нового, еще не выпускаемого промышленностью варианта. Поверочный расчет проводится для определения возможности использования уже освоенных конструкций при других, но достаточно близких параметрах работы. Основой проектирования ПГ для новых АЭС является конструкторский расчет.

Исходные данные для проектирования ПГ содержат только сведения о параметрах рабочего пара и теплоносителя. Конечные результаты должны содержать все показатели, необходимые для изготовления и монтажа, а также эксплуатации ПГ. В первую группу этих показателей входят: тип ПГ по способу организации движения рабочего тела, его единичная мощность, площадь теплопередающей поверхности, конструкционные размеры, форма и размеры узлов и деталей, обеспечивающие безусловную прочность в условиях длительной работы, тип и размеры сепарационных и промывочных устройств.

К эксплуатационным показателям относятся: гидравлические сопротивления при движении рабочих сред; мощность насосов, необходимая для их преодоления; количество передаваемого тепла в отдельных элементах ПГ и изменение в них температур рабочих сред; потери тепла; характеристики водного режима (изменение концентрации примесей, продувка, скорость коррозии, интенсивность отложений примесей на поверхности нагрева и уноса с паром, и др.).

Проектирование ПГ осуществляется в три этапа. Первый этап – эскизное проектирование, второй – техническое, третий – рабочее. Предшествовать этим этапам может предэскизная проработка.

Исходными данными для предэскизной проработки являются: общие характеристики возможных для применения типов ПГ, сведения о конструкционных материалах, характере нагрузки АЭС, системах водоподготовки и др.

На стадии эскизного проектирования для каждой расчетной схемы проводятся вариантные расчеты. Эскизное проектирование завершается технико-экономическим обоснованием выбора наиболее целесообразной расчетной схемы или нескольких схем, отличающихся друг от друга существенно меньшим числом факторов по сравнению с начальными вариантами.

На этапе технического проектирования детально прорабатываются и рассчитываются варианты, выбранные на стадии эскизного проектирования. На основании проработок окончательно выбирается тип ПГ и определяются оптимальные конструкции всех узлов с учетом требований изготовления и монтажа. На основании технико-экономических расчетов выбирается наиболее совершенный вариант конструкции, который является исходным для рабочего проектирования.

На этапе рабочего проектирования осуществляется разработка рабочих чертежей ПГ с обоснованием технологии его изготовления и монтажа.

Каждый этап проектирования содержит различные виды проектных расчетов, тесно связанные друг с другом, но имеющие определенное самостоятельное значение. Проектные расчеты по-разному связаны между собой и выполняются в определенной последовательности проведения теплового, конструкционного и гидродинамического расчетов, расчета на прочность, расчета сепарационных устройств, а также технико-экономических расчетов.

Тепловой расчет выполняется с целью определения необходимой площади теплопередающей поверхности ПГ и ее элементов.

Конструкционный расчет заключается в определении габаритных размеров элементов ПГ, поверхности теплообмена, отдельных узлов и деталей. На основе полученных данных решаются вопросы по рациональной компоновке ПГ в целом и отдельных элементов.

Гидродинамический расчет выполняется с целью определения гидравлических сопротивлений в трактах рабочих сред, распределении в них давлений и затрат мощности на их перекачку, а также определение характеристик контуров с естественной циркуляцией.

Как правило, результаты конструкционного и гидродинамического расчетов вынуждают вносить изменения в ранее проведенный тепловой расчет. Это связано с тем, что процесс теплопередачи в ПГ зависит от геометрии и гидродинамики каналов.

Расчет деталей ПГ на прочность заключается в определении минимально необходимых размеров, обеспечивающих надежность и механическую устойчивость их в течение всего времени эксплуатации.

Расчет сепарационных устройств выполняется с целью определения необходимого вида и количества сепарационных устройств, обеспечивающих требуемое качество пара.

Технико-экономические расчеты проводятся с целью выбора оптимальной конструкции парогенератора.

Динамические расчеты определения характеристик на переменных режимах работы ПГ, необходимые для проектирования систем контроля и автоматического регулирования, в данном пособии не рассматриваются.

Результаты расчета представлены в таблице 1, 2, 3 и на рисунках 1 - 14

Таблица 1