蒸發(fā)器設(shè)計說明書

1、蒸汽發(fā)生器課程設(shè)計說明書 學(xué) 院：核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 姓 名：鄒宇飛 學(xué) 號：2011151127 指導(dǎo)老師：孫中寧 時 間：2014年11月22日前 言在壓水堆核電站中，蒸汽發(fā)生器是一回路系統(tǒng)中的一個主要設(shè)備，具有尺寸大、重量重、設(shè)計、制造復(fù)雜、作用大的特點，再設(shè)計和制造方面被稱為當(dāng)代熱交換器技術(shù)的最高水平。長期以來國際上壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器經(jīng)常發(fā)生傳熱管腐蝕破損，在可靠性上存在嚴(yán)重問題，是核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的唯一致命弱點，保證蒸汽發(fā)生器的制造質(zhì)量有助于提高其安全可靠性。由于蒸汽發(fā)生器制造相當(dāng)復(fù)雜，技術(shù)密集程度高，要求制造質(zhì)量符合設(shè)計說明書上的要求，因此，設(shè)計說明書在蒸汽發(fā)生器的制造過程中就尤為

2、重要。 本設(shè)計說明書是針對壓水堆設(shè)計的立式 U 型管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器。作者在參考了孫中寧老師編寫的“蒸汽發(fā)生器”課程設(shè)計指導(dǎo)書和核動力設(shè)備，在閱讀了大量文獻(xiàn)后，提出了蒸汽發(fā)生器的一種新的方案設(shè)計，并進(jìn)行了論證。通過強度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定了蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)尺寸，然后分別進(jìn)行了蒸汽發(fā)生器的熱力計算、水動力計算，希望能獲得更佳的設(shè)計方案。 由于編者水平有限，實踐經(jīng)驗不足，加之時間倉促，設(shè)計說明書中難免有疏漏和錯誤之處，誠懇希望讀者批評指正。 鄒宇飛 2014年11月于哈爾濱目 錄第一章 緒 論02第二章 蒸汽發(fā)生器的設(shè)計與計算022.1 根據(jù)熱平衡確定換熱量022.2 管徑的選取以及傳熱管面積確

3、定032.3 管束結(jié)構(gòu)的計算052.4 強度計算062.5 一回路水阻力計算092.6 二回路水循環(huán)阻力計算112.7 運動壓頭計算172.8 循環(huán)倍率的確定18第三章 結(jié)論與評價18第四章 參考文獻(xiàn)19 附錄1 蒸汽發(fā)生器熱力計算表附錄2 蒸汽發(fā)生器水力計算表附錄3 蒸汽發(fā)生器強度計算表 第一章 緒 論 蒸汽發(fā)生器是產(chǎn)生汽輪機所需蒸汽的換熱設(shè)備。在核反應(yīng)堆中，核裂變產(chǎn)生的能量由冷卻劑帶出，通過蒸汽發(fā)生器將熱量傳遞給二回路工質(zhì)，使其產(chǎn)生具有一定溫度一定壓力和一定干度的蒸汽。此蒸汽再進(jìn)入汽輪機中做功，轉(zhuǎn)換為電能或機械能。在這個能量轉(zhuǎn)換過程中，蒸汽發(fā)生器既是一回路的設(shè)備，又是二回路的設(shè)備，所以被稱

4、為一、二回路的樞紐。蒸汽發(fā)生器作為一回路主設(shè)備，主要功能有：1、將一回路冷卻劑的熱量通過傳熱管傳遞給二回路給水，加熱給水至沸騰，經(jīng)過汽水分離后產(chǎn)生驅(qū)動汽輪機的干飽和蒸汽；2、作為一回路壓力邊界，承受一回路壓力，并與一回路其他壓力邊界共同構(gòu)成防止放射性裂變產(chǎn)物溢出的第三道安全屏障；3、在預(yù)期運行事件、設(shè)計基準(zhǔn)事故工況以及過度工況下保證反應(yīng)堆裝置的可靠運行。實際運行經(jīng)驗表明，蒸汽發(fā)生器能否安全、可靠的運行，對整個核動力裝置的經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性有著十分重要的影響。據(jù)壓水堆核電廠事故統(tǒng)計顯示，蒸汽發(fā)生器在核電廠事故中居重要地位。一些蒸汽發(fā)生器的可靠性是比較低的，它對核電廠的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益有重

5、大影響。因此，各國都把研究與改進(jìn)蒸汽發(fā)生器當(dāng)做完善壓水堆核電廠技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，并制定了龐大的科研計劃，主要包括蒸汽發(fā)生器熱工水力分析；腐蝕理論與傳熱管材料的研制；無損探傷技術(shù)；振動、磨損、疲勞研究；改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少腐蝕化學(xué)物的濃縮；改水質(zhì)控制等。第二章 蒸汽發(fā)生器的設(shè)計與計算2.1 根據(jù)熱平衡確定換熱量一回路工作壓力 MPa （給定）一回路水進(jìn)口溫度 （給定）一回路水出口溫度 （給定）一回路水平均溫度 一回路進(jìn)口水焓 kJ/kg （15.0MPa，310）一回路出口水焓 kJ/kg （15.0MPa，290）蒸發(fā)器熱效率 （給定）二回路工作壓力 MPa （給定）二回路飽和水溫度 （5.0MP

6、a ）二回路飽和水焓 kJ/kg （5.0MPa ）二回路給水溫度 （給定）二回路給水焓 kJ/kg （5.0MPa，220）汽化潛熱 kJ/kg （5.0MPa ）蒸汽干度 =0.99 （給定）排放系數(shù) =1 （給定）二回路蒸汽產(chǎn)量 =126kg/s （給定）一回路放熱量 =231000kw一回路水流量 =2125.85kg/s二回路排污量 =1.26kg/s2.2 管徑的選取以及傳熱管面積確定傳熱管外徑 =22mm（選定）傳熱管節(jié)距 =30.8mm最小U形管節(jié)圓直徑 =123.2mm半徑 =61.6mm彎曲減薄系數(shù) =1.089負(fù)公差修正系數(shù) =1.102一回路側(cè)設(shè)計壓力 =1.875MP

7、a=191.33kg/cm2傳熱管許用應(yīng)力 =18kg/mm2=1800kg/cm2傳熱管壁厚 =1.346mm這里取傳熱管壁厚為1.5mm傳熱管內(nèi)徑 =19mm單管流通面積 =2.84×10-4m2參考相關(guān)文獻(xiàn)記錄，U形管大約有2000根，通過排管，最終確定U形管數(shù)目=2082根。一回路流通面積 =0.59m2一回路水平均比容 =0.001378m3/kg（15.0MPa，300）一回路水流速 =4.95m/s一回路水導(dǎo)熱系數(shù) =0.56w/(m·)（15.0MPa，300）一回路水動力粘度 =8.833×10-5kg/(m·s)（15.0MPa，30

8、0）一回路水普朗特數(shù) =0.8616（15.0MPa，300）一回路水雷諾數(shù) =780000一回路側(cè)放熱系數(shù) =33129w/(m2·)傳熱管導(dǎo)熱系數(shù) =17.4w/(m2·)傳熱管壁熱阻 =9.27×10-5m2·/w污垢熱阻 =2.6×10-5m2·/w參考有關(guān)文獻(xiàn)，假定二回路側(cè)放熱系數(shù) =27357w/(m2·)傳熱系數(shù) =5257.5w/(m2·)大端溫差 =46小端溫差 =26對數(shù)平均溫差 =35傳熱面積 =1262m2熱流密度 =183000w/m2將熱流密度迭代回二回路側(cè)放熱系數(shù)公式，則 =27190

9、w/(m2·)與原假定相近。傳熱裕度系數(shù) =1.1（選定）設(shè)計傳熱面積 =1388m22.3管束結(jié)構(gòu)的計算傳熱管總長 =20085m排列方式為正方形節(jié)距 =0.0308m最小U形管節(jié)圓直徑 =0.1232m實際布管數(shù) =2082根管束直徑 =2.4m彎管總長 =3226m直管總長 =16859m管束直段高 =4.0m管束彎段高 =1.15m管束總高 =5.15m2.4強度計算2.4.1襯筒結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配間隙 =20mm（選?。┮r筒內(nèi)徑 =2.44m襯筒壁厚 =12mm（選?。┮r筒外徑 =2.464m2.4.2下筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計下降流道寬度 =88mm（選?。┫峦搀w內(nèi)徑 =2.64m二回路設(shè)

10、計壓力 =6.25MPa=63.78kg/cm2下筒體許用應(yīng)力 =18kg/mm2（給定）計算壁厚 =47.79mm設(shè)計壁厚 =70mm筒體外徑 =2.78m與管板連接壁厚 =80mm2.4.3上筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計二回路設(shè)計壓力 =6.25MPa=63.78kg/cm2許用應(yīng)力 =18kg/mm2（給定）上筒體內(nèi)徑 =3200mm（給定）計算壁厚 =57.92mm設(shè)計壁厚 =60mm上筒體外徑 =3320mm2.4.4球形下封頭結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計壓力 =191.33kg/cm2許用應(yīng)力 =14.518kg/mm2（給定）球形封頭外徑 =2780mm計算壁厚 =87.10mm設(shè)計壁厚 =90mm球形封頭內(nèi)徑

11、 =2600mm2.4.5管板結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計壓力 =191.33kg/cm2許用應(yīng)力 =1800kg/mm2（給定）承壓部分直徑 =2620mm筒體根部壁厚與管板承壓部分直徑比=0.0305系數(shù)=1.04（查TEMA標(biāo)準(zhǔn)）計算壁厚 =444.18mm設(shè)計壁厚 =450mm堆焊層厚度 =10mm（選取）傳熱管實際平均長度 =11.45m最長管子長 =12.67m最短管子長 =9.09m2.4.6主要管道內(nèi)徑冷卻劑平均比容 =0.001378m3/kg（15.0MPa，300）主管道計算流速 =10m/s（選取：812m/s）主管道計算內(nèi)徑 =0.61m主管道設(shè)計內(nèi)徑 =0.62m主管道設(shè)計流速 =

12、9.7m/s新蒸汽比容 =0.039064m3/kg蒸汽管計算流速 =36m/s（選?。?040m/s）蒸汽管計算內(nèi)徑 =0.417m蒸汽管設(shè)計內(nèi)徑 =0.42m蒸汽管設(shè)計流速 =35.53m/s二回路給水比容 =0.001187m3/kg（5.0MPa，220）給水管計算流速 =4m/s（選?。?5m/s）給水管計算內(nèi)徑 =0.2182m給水管設(shè)計內(nèi)徑 =0.22m給水管設(shè)計流速 =3.93m/s2.5一回路水阻力計算2.5.1 U形管內(nèi)摩擦阻力計算傳熱管實際平均長度 =11.45m當(dāng)量直徑 =0.019m一回路水流量 =2125.85kg/s一回路水平均比容 =0.001378m3/kg（

13、15.0MPa，300）一回路水流速 =4.95m/s考慮堵管后的流速 =5.20m/s平均溫度下水動力粘度 =8.819×10-5kg/(m·s)（查表）一回路水雷諾數(shù) =812996摩擦阻力系數(shù) =0.0105壁溫下動力粘度 =9.544×10-5kg/(m·s)（查表）溫度修正系數(shù) =0.989摩擦阻力 =43859Pa2.5.2 局部阻力計算下封頭內(nèi)徑 =2.6m水室截面積 =2.65m2進(jìn)口管直徑 =0.62m進(jìn)口管截面積 =0.302m2比值=0.114突擴阻力系數(shù) =0.785（查表）一回路水入口處比容 =0.001421m3/kg（15.

14、0MPa，310）入口管內(nèi)流速 =10.01m/s從入口管到水室阻力 =27677Pa水室轉(zhuǎn)彎45°阻力系數(shù) =0.9（查表）水室轉(zhuǎn)彎45°阻力 =31731Pa傳熱管流通截面積 =0.59m2考慮有堵管后截面積 =0.56m2系數(shù) =0.21傳熱管入口阻力系數(shù) =0.4（查表）傳熱管入口阻力 =3806PaU形管轉(zhuǎn)180°阻力系數(shù) =0.5（查表）U形管轉(zhuǎn)180°阻力 =4906Pa傳熱管出口阻力系數(shù) =0.53（查表）出口處水比容 =0.001341m3/kg（15.0MPa，290）傳熱管出口阻力 =5342Pa出口管內(nèi)流速 =9.44m/s水室轉(zhuǎn)

15、彎阻力系數(shù) =0.9（查表）水室轉(zhuǎn)彎阻力 =29904Pa出口管突縮阻力系數(shù) =0.46（查表）出口管突縮阻力 =15284Pa2.5.3總阻力總阻力 =161699Pa設(shè)計阻力 =177869Pa2.6二回路水循環(huán)阻力計算2.6.1下降空間阻力給水溫度 =220（給定）二回路飽和溫度 =264（5.0MPa）下降空間水比容 =0.001286m3/kg（近似取5.0MPa下飽和水比容）入口阻力系數(shù) =1（選取）出口阻力系數(shù) =1（選?。┒ㄎ谎b置阻力系數(shù) =1（選取）下降空間高度 =5.70m襯筒外徑 =2.464m下筒體內(nèi)徑 =2.64m下降空間當(dāng)量直徑 =0.176m絕對粗糙度 =0.15

16、mm摩擦系數(shù) =0.019下降空間截面積 =0.71m2下降空間水流速 =3,4,5×126×0.001286÷0.71=0.68，0.91，1.14m/s下降空間阻力 =645，1164，1827Pa2.6.2上升空間摩擦阻力飽和水比容 =0.001286m3/kg（5.0MPa）飽和蒸汽比容 =0.039439（5.0MPa）襯筒內(nèi)徑 =2.44m傳熱管外徑 =0.022m支撐板定位拉桿數(shù)量 =10上升空間流通面積 =3.09m2上升空間當(dāng)量直徑 =0.042m循環(huán)速度 =3，4，5×126×0.001286÷3.09=0.16，

17、0.21，0.26m/s出口水相折算速度 =0.10，0.16，0.21m/s水相平均折算速度 =0.13，0.185，0.235m/s出口汽相折算速度 =1.61m/s汽相平均折算速度 =0.805m/s水相運動粘度 =0.1286×10-6m2/s（5.0MPa）汽相運動粘度 =0.7113×10-6m2/s（5.0MPa）水相雷諾數(shù) =42457，60420，76750汽相雷諾數(shù) =47533判別流型：均為紊流。管束直段高 =4.0m水相摩阻系數(shù)v =0.022，0.020，0.019汽相摩阻系數(shù) =0.021按折算速度計算的水相摩擦阻力 =13.77，25.35，3

18、8.85Pa按折算速度計算的汽相摩擦阻力 =5.48Pa參量 =1.59，2.15，2.66 =14.02,10.62,8.69 =35.20,48.06,61.02水相摩擦阻力 =237.68,324.53,412.04Pa汽相摩擦阻力 =237.68,324.53.412.04Pa摩擦阻力 =237.68,324.53.412.04Pa2.6.3上升空間局部阻力支撐板數(shù)目 N=6上升流道單元面積 =568.5mm2支撐板單元開孔面積 面積比0.2局部阻力系數(shù) 按折算速度計算的液相局部阻力 =2337.36,4581.22,7573.04Pa按折算速度計算的汽相局部阻力 參量 二回路工作壓力

19、 =5.0MPa臨界壓力 =22.12MPa參數(shù) 參數(shù) 液相局部阻力 汽相局部阻力 局部阻力 2.6.4上升空間彎管區(qū)阻力管束彎頭最大節(jié)圓直徑 彎管區(qū)重心至圓心距離 計算沖刷排數(shù) =16（取整）系數(shù) 系數(shù) 液相雷諾數(shù) =33993.31,50989.96,67986.62汽相雷諾數(shù) =94260.68液相摩擦阻力 汽相摩擦阻力 液相阻力 汽相阻力 參量 液相阻力 汽相阻力 彎管區(qū)阻力 2.6.5上升空間加速阻力管束出口質(zhì)量含汽率 =0.333,0.25,0.20管束出口體積含汽率 =0.939,0.911,0.885系數(shù) 管束出口截面含汽率 質(zhì)量流速 加速阻力 2.6.6 上升空間流量分配孔阻

20、力阻力系數(shù) =8孔板局部阻力 =89.75,159.56,249.32上升空間阻力 2.6.7 汽水分離器阻力汽水分離器阻力 2.6.8 循環(huán)總阻力循環(huán)總阻力 2.7運動壓頭計算預(yù)熱段高度計算二回路給水焓 二回路飽和水焓 液面高度 下降空間下端壓力 此壓力下的飽和水焓 預(yù)熱段高度 2.7.2運動壓頭計算蒸發(fā)段高 管束上方區(qū)段高度 蒸發(fā)段平均質(zhì)量含汽率 蒸發(fā)段平均體積含汽率 =0.860,0.814,0.773蒸發(fā)段平均截面含汽率 管束上方區(qū)段平均截面含汽率 蒸發(fā)段運動壓頭 管束上方區(qū)段壓頭 運動壓頭 2.8 循環(huán)倍率的確定將循環(huán)倍率、循環(huán)運動壓頭和循環(huán)運動壓頭對應(yīng)數(shù)值列出表并做曲線，得以下結(jié)果

21、：循環(huán)倍率345總阻力 21604.2335828512.2273136339.02244運動壓頭30696.2414529184.5227818.77由上圖可近似確定循環(huán)倍率為3.8，滿足2到5之間的要求。第3章 結(jié)論與評價本設(shè)計說明書主要對蒸汽發(fā)生器的設(shè)計計算進(jìn)行說明解釋?；就瓿闪苏n程設(shè)計要求的對蒸汽發(fā)生器換熱、水力和強度等項目的計算任務(wù)。通覽本次設(shè)計，本人對蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、原理有了進(jìn)一步理解。同時也對蒸汽發(fā)生器“設(shè)計”的大體步驟與過程初步了解。應(yīng)該說，此次設(shè)計是十分不成熟的，特別是在管束直徑和彎管計算以及傳熱管排布等環(huán)節(jié)做了較大簡化處理，另外，由于對機械加工、材料等方面知識了解不夠，

22、結(jié)構(gòu)設(shè)計也存在諸多不不嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計，這一方面是因為設(shè)計者的經(jīng)驗不足，二是時間所限，計算結(jié)果沒有得到進(jìn)一步仿真驗證，故設(shè)計結(jié)果實際應(yīng)用價值不大。第4章 參 考 文 獻(xiàn)1 核動力設(shè)備/孫中寧主編.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2003.2 氣液兩相流/閻昌琪主編.-2版.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2009.序 號項 目符號單 位公式及來源數(shù) 值一、熱平衡1一回路放熱量QkW給定2310002一回路工作壓力p1MPa給定15.03一回路水進(jìn)口溫度給定3104一回路水出口溫度給定2905一回路水平均溫度ta3006一回路水進(jìn)口焓kJ/Kg查表1394.217一回路水出口焓kJ/Kg查表1284.458

23、蒸發(fā)器熱效率給定0.999一回路水流量G1kg/sQ/（i1-i1）2125.8510二回路工作壓力psPa給定5.011二回路飽和溫度ts查表2.6412二回路水飽和焓kJ/kg查表1154.5013二回路給水溫度tf給定22014二回路給水焓ifKJ/Kg查表944.3815汽化潛熱rkJ/Kg查表1639.7316蒸汽干度x給定0.9917排放系數(shù)Cs給定118二回路蒸汽產(chǎn)量Dkg/s12619二回路排污量Dbdkg/sCs D1.26附錄一：熱力計算表 序號項 目符號單 位公式及來源數(shù) 值二、傳熱計算20傳熱管外徑dom選 定0.02221傳熱管內(nèi)徑dim選 定0.01922單管流通面

24、積am22.84×10-423U型管數(shù)目n 結(jié)構(gòu)設(shè)計定208224一回路流通面積Am20.5925一回路水平均比容m3/Kg查 表0.00137826一回路水流速u1m/s4.9527一回路水導(dǎo)熱系數(shù)W/m·查 表0.5628一回路水動力粘度kg/m·s查 表8.833×10-529一回路水普朗特數(shù)Prf查 表0.861630一回路水雷諾數(shù)Refu1di/78000031一回路側(cè)放熱系數(shù)W/m2·0.0233312932傳熱管導(dǎo)熱系數(shù)W/m2·給定17.433傳熱管壁熱阻Rwm2·/W9.27×10-534污垢熱阻

25、Rfm2·/W按Inconel600選定2.6×10-535二回路側(cè)放熱系數(shù)W/m2·2735736傳熱系數(shù)kW/m2·5257.537大端溫差4638小端溫差2639對數(shù)平均溫差35序號項 目符號單 位公式與來源數(shù) 值40熱負(fù)荷W/ m2 18300041計算傳熱面積Fm2126242傳熱裕度系數(shù)選 定1.143設(shè)計傳熱面積m21388三、管束結(jié)構(gòu)1傳熱管總長m200852排列方式正方形3節(jié) 距tm選 定0.03084最小U型管節(jié)園直徑 m4t0.12325實際布管數(shù)n根結(jié)構(gòu)設(shè)計定20826管束直徑Dtbm結(jié)構(gòu)設(shè)計定2.47彎管總長L彎m結(jié)構(gòu)設(shè)計定3.

26、2268直管總長L直mL總L彎16.8599管束直段高H直mL直/4.010管束彎段高H彎mRmax1.1511管束總高HtbmH直+H彎5.1512傳熱管實際平均長度m（L總/n）+2管板厚11.4513最長管子長lmaxm+2H直+2管板厚12.6714最短管子長lminm+2H直+2管板厚9.09四、主要管道內(nèi)徑序號項 目符號單 位公式與來源數(shù) 值1冷卻劑平均比容m3/Kg查 表0.0013782主管道計算流速m/s選?。?12 m/s103主管道計算內(nèi)徑m0.614主管道設(shè)計內(nèi)徑m選 取0.625主管道設(shè)計流速u10m/s9.76新蒸汽比容m3/Kg0.0390647蒸汽管計算流速m/

27、s選?。?040 m/s368蒸汽管計算內(nèi)徑m0.4179蒸汽管設(shè)計內(nèi)徑m選 取0.4210蒸汽管設(shè)計流速m/s35.5311二回路給水比容m3/Kg查 表0.00118712給水管計算流速m/s選取：25 m/s413給水管計算內(nèi)徑m0.218214給水管設(shè)計內(nèi)徑m選 取0.2215給水管設(shè)計流速m/s3.93附錄2：蒸汽發(fā)生器水力計算表序 號項 目符號單 位公式及來源數(shù) 值一回路水阻力計算一、U型管內(nèi)摩擦阻力計算1傳熱管實際平均長度m結(jié)構(gòu)設(shè)計11.452當(dāng)量直徑m結(jié)構(gòu)設(shè)計0.0193一回路水流量G1kg/s熱工計算定2125.854一回路水平均比容m3/kg查 表0.0013785一回路水

28、流速m/s熱工計算定4.956考慮堵管后流速m/s1.05u15.207一回路水雷諾數(shù)Re熱工計算定8129968摩擦阻力系數(shù)0.3164Re-0.250.01059平均溫度下動力粘度kg/m查 表8.819×10-510壁溫下動力粘度kg/m按查表9.544×10-511溫度修正系數(shù)0.98912摩擦阻力Pa43859二、局部阻力計算13下封頭內(nèi)徑D1m結(jié)構(gòu)設(shè)計定2.614水室截面積Fcm22.6515進(jìn)口管內(nèi)徑d1im選定0.6216進(jìn)口管截面積A1m20.302序號項 目符號單 位公式及來源數(shù) 值17比 值0.11418突擴阻力系數(shù)查 表0.78519一回路水入口處比

29、容m3/kg查 表0.00142120一回路水入口處密度kg/m3703.7321入口管內(nèi)流速u1im/s熱工計算定10.0122從入口管至水室阻力Pa2767723水室轉(zhuǎn)彎45°阻力系數(shù)查 表0.924水室轉(zhuǎn)彎45°阻力Pa3173125傳熱管流道截面Am2熱工計算定0.5926考慮有堵管后截面Am2A/1.050.5627系 數(shù)0.2128傳熱管入口阻力系數(shù)查 表0.429傳熱管入口阻力Pa380630U型管轉(zhuǎn)180°阻力系數(shù)查 表0.531U型管轉(zhuǎn)180°阻力Pa490632傳熱管出口阻力系數(shù)查 表0.5333出口處水比容m3/kg查 表0.001

30、34134出口處水密度kg/m3745.7135傳熱管出口阻力Pa5342序號項目符號單位公式及來源數(shù)值36出口管內(nèi)流速u2m/s9.4437水室轉(zhuǎn)彎阻力系數(shù)6查 表0.938水室轉(zhuǎn)彎阻力Pa62990439出口管突縮阻力系數(shù)7查 表0.4640出口管突縮阻力Pa715284三、總阻力41總阻力Pa16169942設(shè)計阻力設(shè)Pa177869二回路水循環(huán)阻力計算一、下降空間阻力1循環(huán)倍率CR假定3452給水溫度tf給定2202202203二回路飽和溫度tS查表2642642644下降空間水比容vdm3/kg近似取飽和比容0.0012860.0012860.0012865下降空間水密度kg/m37

31、77.60777.60777.606入口阻力系數(shù)in選取1117出口阻力系數(shù)選取1118定位裝置阻力系數(shù)f選取111序號項 目符號單位公式及來源數(shù) 值9下降空間高度H0m結(jié)構(gòu)設(shè)計定5.705.705.7010套筒外徑Dw0m結(jié)構(gòu)設(shè)計定2.4642.4642.46411下筒體內(nèi)徑Dsim結(jié)構(gòu)設(shè)計定2.642.642.6412下降空間當(dāng)量直徑DemDsiDwo0.1760.1760.17613絕對粗糙度m選 定0.150.150.1514摩擦系數(shù)0.0190.0190.01915下降空間截面積Fdm20.710.710.7116下降空間水流速udm/s0.680.911.1417下降空間阻力Pa6

32、4511641827二、上升空間阻力1、摩擦阻力1飽和水比容m3/kg查 表0.0012860.0012860.0012862飽和水密度kg/m3777.60777.60777.603飽和蒸汽比容m3/kg查 表0.0394390.0394390.0394394飽和蒸汽密度kg/m325.3625.3625.365套筒內(nèi)徑Dw1m結(jié)構(gòu)設(shè)計定2.442.442.446傳熱管外徑d0m熱工計算定0.0220.0220.0227支撐板定位拉桿數(shù)量根結(jié)構(gòu)設(shè)計定1010108上升空間流通面積 Fum23.093.093.09序號項 目符號單位公式及來源數(shù) 值9上升空間當(dāng)量直徑dem0.0420.0420

33、.04210循環(huán)速度m/s0.160.210.2611出口水相折算速度m/s0.100.160.2112水相平均折算速度m/s0.130.1850.23513出口汽相折算速度m/s1.611.611.6114汽相平均折算速度0.8050.8050.80515水相運動粘度m2/s查 表0.1286×10-610-60.1286×10-60.1286×10-616汽相運動粘度m2/s查 表0.7113×10-60.7113×10-60.7113×10-617水相雷諾數(shù)42457604207675018汽相雷諾數(shù)47533475334753

34、319判別流態(tài)臨界值:1000均為紊流20管束直段高Hsm結(jié)構(gòu)設(shè)計定4.04.04.021水相摩阻系數(shù)0.0220.0200.01922汽相摩阻系數(shù)0.0210.0210.02123按折算速度計算的水相摩擦阻力Pa13.7725.3538.8524按折算速度計算的汽相摩擦阻力Pa5.485.485.4825參 量 X1.592.152.6626查圖或計算14.0210.628.6927查圖或計算35.2048.0661.0228水相摩擦阻力Pa237.68324.53412.04序號項 目符號單位公式及來源數(shù) 值29汽相摩擦阻力Pa237.68324.53412.0430摩擦阻力Pa237.6

35、8324.53412.042、局 部 阻 力1支撐板數(shù)目N個結(jié)構(gòu)設(shè)計定6662上升流道單元面積Aumm2結(jié)構(gòu)設(shè)計定568.5568.5568.53支撐板單元開孔面積aumm2結(jié)構(gòu)設(shè)計定113.1113.1113.14面 積 比au/Au0.20.20.25局部阻力系數(shù)查 圖5050506按折算速度計算的水相局部阻力Pa2337.364581.227573.047按折算速度計算的汽相局部阻力Pa955.63955.63955.638參 量 X1.562.192.829二回路工作壓力Pa給定5.05.05.010臨界壓力Pa查水蒸汽表22.1222.1222.1211參數(shù)2.5132.5132.5

36、1312參數(shù)K2.9112.9112.911133.272.542.16148.0012.1717.1215水相局部阻力Pa7643.3011627.2816359.2216汽相局部阻力Pa7643.3011627.2816359.2217局部阻力Pa7643.3011627.2816359.22序號項 目符號單位公式及來源數(shù) 值3、彎 管 區(qū) 阻 力1管束彎頭最大節(jié)園直徑dbm結(jié)構(gòu)設(shè)計定2.342.342.342彎管區(qū)重心至園心距離ysm0.49670.49670.49673節(jié) 距tm結(jié)構(gòu)設(shè)計定0.03080.03080.03084計算沖刷排數(shù)1616165系 數(shù)x1=x2t/do1.41.

37、41.46系 數(shù)n1.241.241.247水相雷諾數(shù)33993.3150989.9667986.628汽相雷諾數(shù)94260.6894260.6894260.689水相磨擦阻力系數(shù)x1=x20.3280.3080.29510汽相磨擦阻力系數(shù)x1=x20.2810.2810.28111水 相 阻 力Pa26.1555.3794.2812汽 相 阻 力Pa57.3557.3557.3513參 量 X0.670.981.2814查圖或計算(同摩擦阻力)7.55.03.8815查圖或計算(同摩擦阻力)3.424.836.3816水 相 阻 力Pa196.22276.73365.6517汽 相 阻 力P

38、a196.22276.73365.6518彎 管 區(qū) 阻 力Pa196.22276.73365.65序號項 目符號單位公式及來源數(shù) 值4、加 速 阻 力1管束出口質(zhì)量含汽率x20.3330.250.202管束出口體積含汽率0.9390.9110.8853系數(shù)C0.9130.9130.9134管束出口截面含汽率0.8570.8320.8085質(zhì)量流速kg/m2s132.07176.095220.1196加 速 阻 力Pa136.72185.61240.115、流量分配孔阻力1單 元 面 積mm2結(jié)構(gòu)設(shè)計定568.5568.5568.52單元開孔面積mm2結(jié)構(gòu)設(shè)計定113.1113.1113.13系 數(shù)0.20.20.24阻 力 系 數(shù)h查文獻(xiàn)8885孔板局部阻力Pa89.75159.56249.326、上升空間阻力1上開空間阻力Pa8303.6712573.7117626.34三、汽水分離器阻力1汽水分離器阻力Pa126001490017090序號項 目符號單位公式及來源數(shù) 值四