3. Задачи проектирования пг аэс и виды его расчетов. Основные положения методики теплового, конструкционного и гидравлического расчета пг аэс.

Как отмечалось выше, в практике проектирования энергетического оборудования используются конструкторский и поверочный расчеты.

Основой для проектирования ПГ для новых типов АЭС является конструкторский расчет.

Исходными данными для проектирования являются сведения о параметрах пара и теплоносителя и их расходах. Конечные результаты должны содержать все показатели, необходимые для изготовления и монтажа, а также эксплуатации ПГ.

В первую группу этих показателей входят:

• тип ПГ по способу организации движения рабочего тела;

• единичная мощность ПГ;

• площадь теплопередающих поверхностей и их конструкционные размеры;

• форма и размеры узлов и деталей, обеспечивающих прочность в условиях длительной работы;

• тип и размеры сепарационных и промывочных устройств.

К эксплуатационным показателям относятся:

• гидравлические сопротивления при движении теплоносителя и рабочего тела;

• мощность, необходимая для преодоления гидравлических сопротивлений;

• количество передаваемой теплоты в отдельных элементах ПГ и изменение в них температур теплоносителя и рабочего тела;

• потери тепла;

• характеристики водного режима (изменение концентраций примесей, продувка, скорость коррозии, интенсивность отложения примесей на поверхности нагрева и уноса с паром и др.).

Содержание проектных расчетов делится на этапы, тесно связанные друг с другом, но имеющие определенное самостоятельное значение.

В задачу теплового расчета входит определение необходимой площади теплопередающей поверхности каждого элемента ПГ (экономайзера, испарителя и пароперегревателя).

Конструкционный расчет выполняется с целью определения габаритных размеров ПГ, их поверхностей теплообмена и отдельных узлов и деталей. На основе этого расчета принимаются решения по рациональной компоновке агрегата в целом и отдельных его элементов.

Задачей гидродинамического расчета является определение гидравлических сопротивлений в трактах теплоносителя и рабочего тела и на их основе затрат мощности на перекачку. К этому виду расчета также относится определение характеристик контуров с ЕЦ.

Расчет водно-химического режима (ВХР) проводится с целью определения физико-химических характеристик парогенераторной воды, чистоты и влажности пара. На основе расчета ВХР проектируются сепарационные устройства, и уточняется предварительно принятая схема водяного режима.

Расчет деталей ПГ на прочность выполняется с целью определения минимально необходимых размеров, обеспечивающих надежность и механическую устойчивость на протяжении периода эксплуатации.

Динамический расчет, в результате которого определяются характеристики ПГ в переменных режимах работы, является основой для проектирования систем контроля и автоматического регулирования.

Проектирование ПГ АЭС, как и других технических устройств, осуществляется в три этапа:

• эскизное проектирование;

• техническое проектирование;

• рабочее проектирование.

В некоторых случаях предварительно осуществляется предэскизная проработка. Исходными данными для этого этапа являются: общие характеристики типов ПГ, сведения о конструкционных материалах, характере нагрузки станции, возможной системе водоподготовки и др. Если на этом этапе не выбран тип ПГ: с естественной циркуляцией, с многократной принудительной циркуляцией или прямоточный, - то проектирование на следующем этапе ведется для всех трех типов. Причем каждый тип ПГ бывает представлен двумя-тремя расчетными схемами, различающимися расположением в парогенераторном боксе, формой теплообменной поверхности, компоновкой, конструкционными материалами и др.

На этапе эскизного проектирования для каждой расчетной схемы проводятся вариантные тепловые, конструкционные и гидравлические расчеты. Этот этап завершается технико-экономическим выбором наиболее целесообразной расчетной схемы, либо нескольких схем, отличающихся существенно меньшим числом факторов по сравнению с начальными вариантами.

Далее следует детальная проработка выбранных вариантов на этапе технического проектирования. Здесь подробно проводятся все типы расчетов. На этом этапе окончательно выбирается тип ПГ и определяются оптимальные конструкции всех узлов с учетом требований изготовления и монтажа.

Техническое проектирование включает в себя поверочные расчеты, в ходе которых определяются параметры теплоносителя и рабочего тела в каждом элементе ПГ, в том числе и при частичных нагрузках. Данный этап заканчивается выбором на основе технико-экономических расчетов одного наиболее совершенного варианта.

Задачей последнего этапа – рабочего проектирования – является разработка рабочих чертежей ПГ с обоснованием технологии его изготовления и монтажа.