4. Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки труб к рабочему телу на испарительном участке

Для определения коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу необходимо знать коэффициент теплопроводности материала трубы, зависящий от температуры стенки, которая в первом приближении для расчетных сечений определяется через Δt-температурный напор расчетного сечения (разность между температурами теплоносителя и рабочего тела) на входе теплоносителя в испарительный участок

Δt =320-277.7 = 42.3 єC

t_ст=t₂+1/3 Δt = 277.7+1/3·42.3 = 292 єC

где t₂- температура насыщения при известном давлении рабочего тела

на выходе теплоносителя из испарительного участка

Δt = 297-277.7=19.3 єC

t_ст=t₂+1/3 Δt =277.7+1/3·19.3= 284 єC

В качестве материала труб поверхности нагрева ПГ АЭС обычно используется аустенитная сталь Х18Н10Т .Тогда коэффициент теплопроводности материала труб :

на входе теплоносителя в испарительный участок

λ_м=18.7·10^-3кВт/м·К

на выходе теплоносителя из испарительного участка

λ_м=18.59·10^-3кВт/м·К

Коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего тела на испарительном участке поверхности нагрева ПГ АЭС определяется методом последовательного приближения

(1.10)

t_s-температура насыщения при давлении рабочего тела в испарителе

q-удельный тепловой поток , кВт/м²

q=K·Δt (1.11)

K-коэффициент теплопередачи, кВт/м²·К

Δt-температурный напор расчетного сечения (разность между температурами теплоносителя и рабочего тела)

K= (1.12)

2R_ок=1.5·10^-2 м²·К/кВт-термическое сопротивление оксидной плёнки на поверхности труб

Термическое сопротивление стенки трубы

R_ст= (1.13)

Выход теплоносителя из испарительного участка (вход рабочего тела в испарительный участок)

Иттерация 1

На первом иттерационном шаге полагают коэффициент теплоотдачи α₂

=

K= 8.48 кВт/м²·К

q=K·Δt=8.48 ·42.3= 358.7 кВт/м²

Иттерация 2

Полагаем α₂= 62.54 кВт/м²·К

K= 7.47 кВт/м²·К

q=K·Δt=7.47*42.3= 316 кВт/м²

α₂= 57.23 кВт/м²·К

Вычисления считают законченными, если расхождения значений удельного теплового потока, полученных в 2-х последних иттерациях не превышает отклонения 5%

Dq = (q’-q’’)/q’’ (1.14)

Dq =(358.7-316)/316 = 0.135>0.05

Иттерация 3

Полагаем α₂= 57.23 кВт/м²·К

K= 7.38 кВт/м²·К

q=K·Δt=7.38*42.3= 312.17 кВт/м²

α₂= 56.76 кВт/м²·К

Вычисления считают законченными, если расхождения значений удельного теплового потока, полученных в 2-х последних иттерациях не превышает отклонения 5%

Dq = (q’-q’’)/q’’ (1.14)

Dq =(316-312.17)/312.17 = 0.012<0.05

ИТОГО принимаем α’_2и= 56.76 кВт/м²·К

Вход теплоносителя в испарительный участок (выход рабочего тела из испарительного участка)

Иттерация 1На первом иттерационном шаге полагают коэффициент теплоотдачи α₂=

K= 8.36 кВт/м²·К

q=K·Δt=8.36·19.3 = 161.35 кВт/м²

α₂= 35.75 кВт/м²·К

Иттерация 2

Полагаем α₂= 35.75 кВт/м²·К

K= 6.78 кВт/м²·К

q=K·Δt=6.78·19.3= 130.85 кВт/м²

α₂= 30.87 кВт/м²·К

Dq = (q’-q’’)/q’’

Dq =(161.35-130.85)/130.85 = 0.233>0.05

Иттерация 3

Полагаем α₂= 30.87 кВт/м²·К

K= 6.58 кВт/м²·К

q=K·Δt=6.58·19.3= 127 кВт/м²

α₂=30.24 кВт/м²·К

Dq = (q’-q’’)/q’’ (1.14)

Dq =(130.85-127)/127 = 0.03<0.05

ИТОГО принимаем α’’_2и= 30.24 кВт/м²·К

Результаты иттерационного расчета коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу приведены в таблице 1

Таблица 1.

Лист Изм Лист № докум Подпись Дата	На входе рабочего тела в испарительный участок			На выходе рабочего тела из испарительного участка
ИТТЕРАЦИЯ	1	2	3		1	2	3
, м2 ×К/кВт	0				0
К, кВт/ м2 ×К	8.48	7.47	7.38		8.36	6.78	6.58
q, кВт/ м2	358.7	316	312.17		161.35	130.85	127
Dq, %	1	0.135	0.012		1	0.233	0.03
a2, кВт/ м2 ×К	60.54	57.23	56.76		35.75	30.87	30.24