Диаграмма парогенератора температура – тепловая мощность ( t – Q )

Диаграмма строится в координатах: на оси абсцисс (ось Х) откладываются значения тепловой мощности в общем случае на экономайзере, испарителе и пароперегревателях. На оси ординат (ось У) наносятся температуры теплоносителя и рабочего тела в соответствующих масштабах. Температурные кривые определяют по граничным точкам: экономайзер – испаритель, испаритель – пароперегреватель. На рис.2 приведены диаграммы парогенераторов насыщенного пара. Принятые обозначения: t^׳₁, t^׳׳₁ – температура соответственно теплоносителя на входе и выходе из ПГ, t_S – температура насыщения, t^׳₂, t^׳׳₂ – температура соответственно рабочего тела на входе (питательная вода) и на выходе из парогенератора.

Диаграмма на рис.2,а соответствует ПГ с выделенным экономайзером, так как Q_ЭК ≠ 0. Диаграмма (б) указывает на то, что экономайзер и испаритель совмещены по существу:

Q_ЭК = 0. Следует понимать, что Q_ЭК = 0 на диаграмме не означает, что вода поступает в ПГ в состоянии насыщения. Температура питательной воды значительно меньше t_S. Она нагревается за счет конденсации части пара. То есть Q_ЭК = 0 на диаграмме показывает то, что нулю равна не теплота, расходуемая на нагрев питательной воды до состояния насыщения, а поверхность экономайзерного участка трубчатки.

                                        а)                                                        б)

Рисунок 2: t – Q диаграммы ПГ

На рис.3 представлена диаграмма для парогенератора ПГВ-1000 к реактору ВВЭР-1000

         Рисунок 3. t – Q – диаграмма парогенератора к реактору ВВЭР - 1000

Из диаграммы следует:

- ПГ вырабатывает насыщенный пар;

- экономайзер и испаритель совмещены по существу;

- теплоноситель охлаждается в ПГ на 30 ⁰С;

- минимальный температурный напор составляет 11 ⁰С;

- температура питательной воды равна 220 ⁰С.

На рис.4 приведена диаграмма прямоточного ПГ перегретого пара и температурная кривая стенки трубчатки t_СТ. Диаграмма показывает следующее:

- экономайзер и испаритель не совмещены по существу;

- схема движения сред (теплоносителя и рабочего тела) противоточная;

- I - участок экономайзера, где теплота передается от греющей стенки к рабочему телу  конвекцией;

- II – участок поверхностного кипения;

- III – участок развитого (объемного кипения) при температуре насыщения;

- IV – участок ухудшенного теплообмена (дисперсная структура потока);

- V - участок теплоотдачи от греющей стенки к пару в пароперегревателе.

Рисунок 4. t – Q диаграмма прямоточного ПГ

Далее из рис.4 следует, что в начале зоны ухудшенного теплообмена резко возрастает температура металла трубчатки, что обусловлено «высыханием» кольцевой пленки воды, присутствующей непосредственно на стенке. Теплопроводность пара, замещающего воду, намного меньше, вследствие чего и снижается коэффициент теплоотдачи.

В начале участка III массовое паросодержание х = 0, а в конце участка х = 1. В начале участка IV х = х_гр(граничное паросодержание). Участки I^׳ и III^׳ используются с целью упрощения теплового расчета, в котором не учитывается участок II. Это вполне обосновано вследствие малой его величины по теплоте или поверхности и по точности определения коэффициента теплоотдачи.

Лекция № 3

Технические решения, используемые при проектировании ПГ (2 часа)