【正文】 阻力Pa2981025傳熱管流道截面Am2熱工計(jì)算定26考慮有堵管后截面A′m2A/27系數(shù)28傳熱管入口阻力系數(shù)查表29傳熱管入口阻力Pa538330U型管轉(zhuǎn)180176?！?W按Inconel—600選定*10^435二回路側(cè)放熱系數(shù)W/m2s查表*10^529一回路水普朗特?cái)?shù)Prf查表30一回路水雷諾數(shù)Refu1di/*10^531一回路側(cè)放熱系數(shù)W/m2運(yùn)動(dòng)壓頭為：Pm=Pm1+Pm2=。管束上方區(qū)段壓頭為：Pm2=ρ39。蒸發(fā)區(qū)段運(yùn)動(dòng)壓頭為：Pm1=ρ39。+(1x1)υ39。蒸發(fā)段平均體積含汽率為：β1=x1υ39。預(yù)熱段高度為：HP=isifCR+ΔiΔP(ρdgH0ΔPd)2πdonqG+ΔiΔPρdg=其中，if為給水比焓，944880J/kg；ΔPd為下降空間阻力；q為傳熱管熱負(fù)荷。III. 運(yùn)動(dòng)壓頭計(jì)算一、 預(yù)熱段高度計(jì)算液面高度即下降空間高度，選定為H0=。=。為孔板單元面積，533mm2；au39。=。加速阻力為：?Pa=G21xc2υ39。=。39。汽相摩擦阻力為：(ΔPb)g=Φg32?ΔPbgo=1172Pa。參量X3為：X3=(ΔPb)lo(ΔPb)go=。39。22υ39。其中，系數(shù)x1=x2=tdo=；系數(shù)m=+=。汽相雷諾數(shù)為：Rego2=uo239。=yst1=,取整為N39。(3) 上升空間局部阻力的計(jì)算上升空間局部阻力為：ΔPl=(ΔPl)l+(ΔPl)g2=9843Pa。分水相折算系數(shù)為：Φl22=1+KX2+1X22=。=1231Pa。按折算速度計(jì)算的汽相局部阻力為：(ΔPl)go=13Nξluo39。則查圖可知，局部阻力系數(shù)為：ξl=40。)=668mm2。水相摩擦阻力為：(ΔPf)l=Φl12?ΔPflo=。=。按折算速度計(jì)算的汽相摩擦阻力為：(ΔPf)go=13λgo1Hsdeuo39。汽相摩阻系數(shù)為：λgo1==。汽相雷諾數(shù)為：Rego1=uo39。39。為二次側(cè)飽和蒸汽比容。=Dυ39。=12uo+uo239。出口水相折算速度為：uo239。上升空間當(dāng)量直徑為：de=4Fuπ[Dwi+(2n+n39。二、 上升空間阻力1. 摩擦阻力(1) 折算速度的計(jì)算支撐板定位拉桿數(shù)量選定為n39。D為新蒸汽產(chǎn)量，126kg/s；υd為下降空間水比容，近似取為飽和比容。下降空間當(dāng)量直徑為：De=Di下Dwo=。由出口水室至出口接管的突縮阻力為：ΔP7=ξ7u22ρ22=15955Pa。2ρ22=8354Pa其中，ρ2為傳熱管出口處水密度。則在U型管彎頭內(nèi)轉(zhuǎn)彎180176。2ρ1i2=5383Pa其中，u139。由進(jìn)口管至進(jìn)口水室的突擴(kuò)阻力為：ΔP1=ξ1u1i2ρ1i2=23960Pa其中，u1i為進(jìn)口管水流速，u1i=u10=；ρ1i為進(jìn)口處水密度。二、 局部阻力計(jì)算1. 由進(jìn)口管至進(jìn)口水室的突擴(kuò)阻力水室截面積為：Fc=πDi28=，其中Di為下封頭內(nèi)徑。為一次側(cè)水平均壁溫下動(dòng)力粘度，105kg/(ms)；υ1為一次側(cè)水比容。一次側(cè)當(dāng)量直徑為di=，則一次側(cè)水流速為：u1=4G1υ1πdi2=，考慮堵管后的流速為：u139。=4G3υ3πu339。蒸汽管設(shè)計(jì)內(nèi)徑選定為d2i=，則蒸汽管設(shè)計(jì)流速為：u2=4G2υ2πd2i2=。蒸汽管計(jì)算流速選定為u239。1x=其中，υ39。主管道設(shè)計(jì)內(nèi)徑選定為d1i=，則主管道設(shè)計(jì)流速為：u10=4G1υ1πd1i2=。三、 主要管道內(nèi)徑的設(shè)計(jì)1. 主管道內(nèi)徑設(shè)計(jì)主管道計(jì)算流速選定為u1039。筒體根部壁厚與直徑比為SID=。球形下封頭計(jì)算壁厚為：S439。3. 上筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算壁厚為：S339。計(jì)算壁厚為：S239。直管總長(zhǎng)為：L直=L總L彎=15133m5. 管束直段高為：H直=L直2n=管束彎段高為：H彎=Dtb2=管束總高為：Htb=H直+H彎=。第三節(jié)蒸汽發(fā)生器的管束結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算一、 管束結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及蒸汽發(fā)生器強(qiáng)度計(jì)算一、 管束結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 確定傳熱管排列方式為正方形排列。k39。(5) 計(jì)算傳熱管二次側(cè)沸騰換熱系數(shù)假設(shè)傳熱管傳熱系數(shù)k39。ts=℃其中，t139。ts=℃其中，t139?！?；di為傳熱管內(nèi)徑，；Ref為一回路水雷諾數(shù)，*10^5；Prf為一回路水普朗特?cái)?shù)。2. 計(jì)算U型管數(shù)目一次側(cè)水流速選為u1=，則一回路流通面積為：A=G1?υ1u1=則U型管數(shù)目為：n=Aa=1700。負(fù)公差修正系數(shù)選為φ=，則傳熱管計(jì)算壁厚為：S139。二、 傳熱計(jì)算1. 計(jì)算傳熱管內(nèi)徑傳熱管外徑選定為do=22mm，則直管計(jì)算壁厚為：S139。)=其中，Q為一回路放熱量；η為蒸汽發(fā)生器熱效率，；i139。第二節(jié)蒸汽發(fā)生器的熱力計(jì)算一、 熱平衡計(jì)算1. 一回路放熱量為：Q=D?r?x+D+Cs?D?isif=其中，D為二回路蒸汽產(chǎn)量，126kg/s；r為二回路水汽化潛熱，；x為蒸汽干度，；Cs為排放系數(shù)，；is為二回路飽和水比焓，；if為二回路給水比焓。第二章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容第一節(jié)給定條件本次課程設(shè)計(jì)給定的主要參數(shù)條件為： 蒸汽產(chǎn)量：D=126kg/s； 蒸汽干度：x=； 蒸汽發(fā)生器的熱效率：； 一回路側(cè)額定工作壓力：MPa； 一回路側(cè)設(shè)計(jì)壓力： 一回路側(cè)冷卻劑入口溫度；℃ 一回路側(cè)冷卻劑出口溫度；℃； 二回路側(cè)給水溫度：℃ 二回路側(cè)額定工作壓力：MPa；二回路側(cè)設(shè)計(jì)壓力：1傳熱管壁導(dǎo)熱系數(shù)：W/m℃1傳熱管壁許用應(yīng)力：kg/mm2；1下筒體許用應(yīng)力：kg/mm2；1上筒體許用應(yīng)力：kg/mm2；1球形下封頭許用應(yīng)力：kg/mm2；1管板許用應(yīng)力：kg/mm2；1傳熱管最小節(jié)距：，~；1上筒體內(nèi)徑3200mm，高度4000mm。設(shè)計(jì)要求汽水混合物經(jīng)過(guò)汽水分離器、重力分離空間、波紋板分離器三重分離后。 防振條管束U型彎曲處裝有三組扁形防振條，用以隔開管子并防止彎管的橫向振動(dòng)和微振磨損，材料為405不銹鋼。 管束支撐板和流量分配板管束直管段部分裝有6塊支撐板，管束支撐板為四葉梅花孔板，用以支撐管子以減少振動(dòng)。 筒體、襯筒和錐形體二次側(cè)筒體分上、下兩部分，為板焊或鍛造結(jié)構(gòu)。 下封頭下封頭為半球形，材料為MnMoNi低合金鋼鍛件，內(nèi)表面堆焊奧氏體不銹鋼。 管板管板是一回路設(shè)備中最厚的實(shí)心鍛件，材料為MnMoNi低合金鋼，要求有良好的塑韌性及淬透性。干燥蒸汽經(jīng)蒸汽出口接管流向汽輪機(jī)。反應(yīng)堆冷卻劑由進(jìn)口水室進(jìn)入U(xiǎn)型管，在流經(jīng)U型管時(shí)將熱量傳遞給二回路側(cè)介質(zhì)，而后經(jīng)過(guò)出口水室和蒸汽發(fā)生器的出口接管流回反應(yīng)堆。保證蒸汽發(fā)生器具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。腐蝕產(chǎn)物過(guò)多地進(jìn)入到一回路中去，一方面引起一回路工質(zhì)放射性的增加，另一方面導(dǎo)致放射性腐蝕產(chǎn)物在一回路測(cè)沉積。蒸汽發(fā)生器各零部件的裝配必須保證在密封面上排除一回路工質(zhì)漏入二回路中去的可能性。蒸汽發(fā)生器的容量應(yīng)該最大限度地滿足功率負(fù)荷的需要，而且要求隨著單機(jī)容量的增加，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到相應(yīng)的改善。二、任務(wù)在課程設(shè)計(jì)中學(xué)生獨(dú)立完成如下任務(wù)：完成蒸汽發(fā)生器的方案設(shè)計(jì)與論證完成蒸汽發(fā)生器的熱力計(jì)算完成蒸汽發(fā)生器的水動(dòng)力計(jì)算完成蒸汽發(fā)生器的強(qiáng)度計(jì)算完成蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪制蒸汽發(fā)生器的總圖編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。三、時(shí)間分配課程設(shè)計(jì)共安排三周，其具體時(shí)間安排如下：蒸汽發(fā)生器的水動(dòng)力計(jì)算3天蒸汽發(fā)生器的總圖繪制5天編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書2天答辯1天第二節(jié)蒸汽發(fā)生器的基本設(shè)計(jì)技術(shù)要求在核動(dòng)力裝置中，由于一回路為帶有放射性的回路，而二回路為非放射性回路，因此在研制蒸汽發(fā)生器時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、材料抗腐蝕性、密封性等都提出了很高的要求，其中最基本的技術(shù)要求包括以下幾方面。蒸汽發(fā)生器的所有部件應(yīng)該絕對(duì)安全可靠。一回路工質(zhì)不允許漏入二回路工質(zhì)中去的原因是汽輪機(jī)回路沒(méi)有生物防護(hù)，任何這種漏入都將會(huì)導(dǎo)致放射性泄漏事故。腐蝕產(chǎn)物在燃料元件上的沉積是極其危險(xiǎn)的，它會(huì)使傳熱性能驟然下降。在設(shè)計(jì)蒸汽發(fā)生器時(shí)，要考慮一、二回路兩種工質(zhì)的種類和參數(shù)，正確地選擇結(jié)構(gòu)方案、材料、傳熱尺寸、傳熱系數(shù)及冷卻劑等，對(duì)取得蒸汽發(fā)生器最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是非常重要的。二回路給水由上筒體處的給水接管進(jìn)入環(huán)形分配管，環(huán)形管上有一系列倒J形管，給水由倒J形管噴出，與汽水分離器的疏水混合后，經(jīng)過(guò)下降套筒和下筒體之間的環(huán)形通道向下流動(dòng)，再由下降套筒和管板之間的通道進(jìn)入管束。蒸汽發(fā)生器的主要零部件為： 傳熱管U型傳熱管是一、二回路之間的壓力邊界，管材一般為含N