WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 

«7-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия 17-20 мая 2011 г. ОСОБЕННОСТИ ГИДРОДИНАМИКИ ПАРОПРОВОДА СПОТ ПРИ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЯХ ПАРА В ...»

7-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР»

ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия

17-20 мая 2011 г.

ОСОБЕННОСТИ ГИДРОДИНАМИКИ ПАРОПРОВОДА СПОТ ПРИ НИЗКИХ

ДАВЛЕНИЯХ ПАРА В ПАРОГЕНЕРАТОРЕ РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Аксенов Л.В., Воронцов В.В., Шмаль И.И.

ОАО «Атомэнергопроект», Москва, Россия

Система пассивного отвода тепла (СПОТ) для атомных электростанций (АЭС) нового

поколения предназначена для передачи в аварийных условиях энергии от реакторной установки к атмосферному воздуху. Паропровод СПОТ (типовая схема приведена на рис. 1) соединяет паровой коллектор ПГ с коллектором теплообменника-конденсатора СПОТ, в котором происходит конденсация пара за счет охлаждения атмосферным воздухом.

Конденсат из теплообменника СПОТ по трубопроводу возвращается в ПГ. СПОТ может использоваться как в режиме поддержания давления, так и в режиме расхолаживания. В последнем случае, функционирование системы пассивного отвода тепла приводит к значительному снижению давления в контурах АЭС. В различных проектах АЭС количество теплообменников СПОТ и конструкции паропроводов могут различаться, но существует общность проектных решений, а также и общие проблемы, которые рассмотрены ниже.

Теплогидравлические расчеты показывают (см. рис. 2 и рис. 3), что при низких величинах давлений в ПГ скорости пара в паропроводе могут достигать значений, близких к местной скорости звука (300-400 м/c) [1]. Вследствие этого корректный расчет расходов пара и гидравлических потерь в паропроводе в этом случае нуждается в экспериментальном обосновании.

Гидравлический расчет паропровода СПОТ проведен с помощью программы GAMBIT-06 и теплогидравлического кода CATHARE. Приведем краткое описание математической модели, использованной в программе. Математическая модель, положенная в основу программы, описывает одномерное стационарное течение термодинамически равновесного двухфазного потока без учета относительного движения фаз.

Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, включая уравнение сохранения массы, количества движения, уравнение энергии, уравнение теплопроводности для стенки канала. В модель включено уравнение состояния для пара.

Кроме того, к полученной системе дифференциальных уравнений добавляются зависимости для коэффициентов гидравлических сопротивлений и коэффициентов теплоотдачи, которые зависят от гидродинамики потока в этом техническом устройстве. Т.е.

система основных уравнений модели имеет вид:

уравнение сохранения массы для стационарного течения G = const, (1) уравнение импульсов 1 dG 2 dP Rd + g cos(

–  –  –

Рис. 1.

Гидравлический тракт паропровода СПОТ НВО АЭС-2 от коллектора ПГ до коллектора теплообменника-конденсатора:

115 – общий участок паропровода; 15-16-22 – тройник, 1621 и 2227- участки паропроводов после разделения.

Исходная система дифференциальных уравнений (1-6) с помощью разностных соотношений приводится к системе алгебраических уравнений и решается итерационным методом.

Из уравнения (2) следует, что для проведения расчетов необходимо знать зависимости коэффициентов гидродинамического сопротивления трения и коэффициентов местного сопротивления от скорости потока. В применяемых версиях программы использованы справочные зависимости вышеуказанных коэффициентов сопротивления [2]. Справочные зависимости не имеют обоснования, подтверждающего корректность их использования при околозвуковых скоростях потока.





Как показано в [3, 4] при околозвуковых скоростях коэффициенты сопротивления зависят от числа Маха (отношение скорости пара к местной скорости звука), рис. 4 Для экспериментальных исследований в ГНЦ РФ ФЭИ по заданию ОАО АЭП построен стенд, на котором будут проведены количественные измерения, необходимые для определения коэффициентов сопротивления трения и коэффициентов местных сопротивлений вышеуказанных компонентов паропровода при околозвуковых скоростях движения пара. На стенде воспроизведены все основные компоненты паропровода СПОТ между ПГ и теплообменником СПОТ, необходимые для проверки гидравлического расчета 7-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР»

ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия 17-20 мая 2011 г.

паропровода. Схема участка паропровода стенда, стенда, отражающая конструкцию паропровода СПОТ для НВО АЭС-2, представлена на рис. 5.

–  –  –

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

–  –  –

Рис. 5. Схемы рабочего участка паропровода стенда для варианта СПОТ НВО АЭС-2 В проектах АЭС «Куданкулам» и АЭС-1500 применяются три теплообменника на один парогенератор, а в проектах АЭС «Белене» и НВО АЭС-2 - по два теплообменника на один ПГ. Для моделирования работы паропровода СПОТ для вариантов СПОТ с двумя и тремя теплообменниками на один ПГ на стенде предусмотрено разделение расходов пара после тройника между коленами как поровну, так и в пропорции 1 : 2. Это позволит правильно использовать стенд с максимальной эффективностью.

Поток пара 1-2-3 (см. рис. 5) подается в тройник (3-4-9), где происходит разделение на две ветви (см. рис. 5). Истечение в атмосферу идет по ветке из тройника через переход по паропроводу 4-5-6-7-8 и далее через модель коллектора 8 (см. рис. 5) в атмосферу.

Оставшаяся часть расхода – через переход, трубопровод и далее через регулирующий вентиль 9-10-11 (см. рис. 5) в РОУ.

Основными компонентами паропровода являются трубы диаметром 219х13 и диаметром 159х9; повороты труб этих размеров; тройник 03 ОСТ 24.125.48-89 Dу 200;

переход Dу 200х150 08 ОСТ 24.125.38-89, задвижки, вход/выход в коллектор теплообменника из трубы. Данные элементы применяются в трубопроводах СПОТ АЭС «Куданкулам», АЭС «Белене» и НВО АЭС-2 7-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР»

ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия 17-20 мая 2011 г.

Паропроводы (между ПГ и теплообменником) условно разбиваются на участки.

Начальный участок от ПГ до тройника представляет собой трубопровод 21913 (внутренний диаметр – 193 мм). Далее следует тройник для разделения потока по веткам.

Затем для каждой ветки сразу или после участков труб упомянутых размеров следуют переходники к трубопроводам 1599 (внутренний диаметр - 141 мм), по которым пар поступает в коллектор теплообменника СПОТ.

С помощью теплогидравлического кода GAMBIT-06 теплогидравлического кода CATHARE выполнен гидравлический расчет паропровода СПОТ НВО АЭС-2 и расчет паропровода стенда.

Результаты расчета для паропровода СПОТ НВО АЭС-2, представленного на рис. 1, приведены на рис. 2 и рис. 3. Основные элементы паропровода, в которых возникают скорости, превышающие значения (30…40 м/c) следующие: труба, тройник, задвижка, поворот, вход/выход в коллектор теплообменника из трубы. Максимальные скорости достигаются в паропроводе перед коллектором теплообменника, это происходит при давлениях в ПГ, ниже чем 0,5-0,4 МПа.

На рис. 6 представлена аксонометрическая схема стенда. Установка содержит следующие элементы паропровода СПОТ, для которых будет производиться измерение гидравлического сопротивления: «вход в трубу из коллектора», «отвод», «задвижка», «тройник», «горизонтальный (и вертикальный) трубопровод», «выход из трубы в коллектор теплообменника».

7-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР»

ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, Россия 17-20 мая 2011 г.

–  –  –

В программе экспериментов на паропроводе заданы три группы режимов для проведения измерений, необходимых для определения коэффициентов сопротивления:

- Режим 1 – расход из тройника делится пополам (1/2 часть направляется в верхний коллектор, 1/2 часть – в редукционно-охладительную установку РОУ);

- Режим 2 - расход из тройника делится на неравные части (основной вариант: 1/3 часть направляется в верхний коллектор, 2/3 части– в РОУ; вспомогательный вариант: 2/3 части истекают в верхний коллектор, 1/3 часть– в РОУ);

- Режим 3 - расход из тройника делится на две неравные части (1/4 часть направляется в верхний коллектор, части 3/4 – в РОУ).

Результаты гидравлического расчета стенда для Режима 1 представлены на рис. 7 и рис. 8; для Режима 3- на рис. 9 и 10.

Гидравлические расчеты стенда проведены кодом САТНАRE и RELAP. Результаты расчетов упомянутыми кодами мало различаются, если задавать в расчетах одинаковые гидравлические потери.

Граничные условия для потока пара в паропроводе спот АЭС и в паропроводе стенда отличаются. Отличие заключается в следующем.

В СПОТ при падении давления в ПГ ниже, чем 0,3-0,4 МПа, давление в паропроводе перед коллектором теплообменника СПОТ достигает значений менее, чем 0,1 МПа, т.е.

становится ниже атмосферного. На стенде выход пара из экспериментального участка стенда производится в атмосферу. Тем не менее, как показали расчеты, за счет изменения давления пара во входном коллекторе стенда в паропроводе стенд воспроизводятся околозвуковые скорости, представляющие наибольший интерес для исследования гидравлических характеристик паропровода СПОТ.

Анализ результатов расчета, проведенный с учётом погрешностей расчета, показал что для реализации программы экспериментов необходимо на стенде обеспечить поступление во входной коллектор стенда пара расходом до 13,0 кг/с при избыточном давлении в коллекторе не ниже 0,9 МПа.

Рис. 8. Скорости пара в основных участках стенда в зависимости от избыточного давления во входном коллекторе стенда (Режим 1) Выводы

1. При работе СПОТ в режиме расхолаживания реакторной установки в паропроводе СПОТ возникает поток пара, движущегося с околозвуковыми скоростями. Вследствие недостаточной изученности гидродинамики околозвуковых потоков в трубопроводах и неопределенности значений коэффициентов сопротивления, для гидравлических расчетов паропроводов СПОТ требуется экспериментальная проверка.

2. Для определения гидравлических характеристик паропровода СПОТ сооружен стенд, элементами которого являются основные компоненты натурного паропровода СПОТ.

3. Обоснован набор экспериментальных режимов, которые должны быть реализованы на стенде. Определены требования по давлению и расходу подаваемого на стенд пара, которые необходимо выполнить при проведении выбранных экспериментов.

Список литературы

1. Расчет мощностных характеристик системы пассивного отвода тепла. Отчет о НИР.

ОАО «Атомэнергопроект». Арх. №373/НИР. М. 2008 г

2. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М., Машиностроение,

1992. С. 672.

3. Фисенко В.В. Критические двухфазные потоки. М., Энергоатомиздат, 1978. С. 162.

4. Гаврилов И.Б., Фисенко В.В. Влияние сжимаемости на гидродинамику течения двухфазных потоков. – в кн.: Тезисы 5-й Всесоюзной конференции по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов. Секция II. Л., изд. ЦКТИ им. И.Ползунова, 1974,




Похожие работы:

«Успешные практики неправительственных организаций гомельской области Гомель. 2012. Стратегическая мысль Успешные практики неправительственных организаций гомельской области Потребности в услугах, предоставляемых третьим сектором, ег...»

«Міністерство освіти і науки України Дніпропетровський національний університет ім.О.Гончара Кафедра автоматизованих систем обробки інформації РОБОТА З ПРОЦЕСАМИ ТА ПОТОКАМИ В ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК Дніпропетровськ УДК 004.451.2 Укладачі: С.М.Во...»

«Наименование Изображение Описание Очищающий лосьон Лосьон для глубокого очищения и оздоровления CLARIFYING TONER кожи. Наполняет кожу восстанавливающими альфагидроксикислотами и очищающими поры Пептид B-White, Молочная и пептидами, которые обеспечивают безупречный Азелаиновая кислоты, цвет лица,...»

«ПРОГРАММА ФОРМИРОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ У ОБУЧАЮЩИХСЯ НА СТУПЕНИ НАЧАЛЬНОГО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Программа формирования универсальных учебных действий на ступени начального общего образования (далее — программа формирования универсальных учебных...»

«Приложение 1 к приказу Президента акционерного общества "КТЖ – Грузовые перевозки" от 24.06.2016 года № 383-ГП Тарифное руководство (прейскурант) (часть 1) Правила применения тарифов за услуги локомотивной тяги, за пользование грузовыми вагонами и контейнерами и тарифо...»

«Протокол заседания Исполнительного комитета Бюджетного сообщества (БС) Вена, Австрия, 15 июля 2015 года (среда) ПРИСУТСТВОВАЛИ: 1. Гералдина Продани (Албания, Заместитель руководителя БС) 2. Михаил Прохорик (Беларусь, член Исполнительного комитета БС) 3. Младенка Кара...»

«Иван АНЧУКОВ КАК СОЗДАТЬ КАРИКАТУРУ работающих на раскрутку художников других жанров изобразительного Интервью искусства. Пример – тот же самый "Черный квадрат" Малевича. Сколько сайту CARTOONIANET этому "квадрату" посвящено статей! С...»

«УСЛОВИЯ ОКАЗАНИЯ УСЛУГИ "MEGOGO.net без границ" ПАО "МегаФон", ИНН 7812014560, ОГРН 1027809169585, именуемое в дальнейшем Оператор, предлагает лицам, заключившим договор об оказании услуг связи (далее Договор) с Оператором, воспользо...»








 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.