ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Трубные теплопередающие системы из "Проектирование теплообменных аппаратов АЭС " Из-за этого также не применяются трубы с малым внутренним диаметром. Размеры труб, применяемых в ТА, имеют значения в широком диапазоне от 14 до 30 мм по наружному диаметру, от 1 до 3,5 мм по толщине стенки (см. табл. 3.2). Причем меньшие толщины стенок труб при прочих равных условиях характерны для зарубежных проектов ТА. Так, минимальная толщина стенок труб в ПТО с жидкометаллическими теплоносителями зарубежных установок (АЭС Феникс , реакторов РРН, ЗПР-ЗОО) составляет около 1 мм, а в отечественных проектах — от 1,4 до 2 мм . В ПГ используются более крупные и толстые трубы. Так, в испарителе ПГ АЭС Феникс применены трубы размером 28X4 мм. [c.45] На выбор толщины стенки теплопередающих труб влияют два противоречивых фактора. С одной стороны, толщина стенки трубы определяет надежность трубного пучка, с другой стороны, увеличение толщины снижает коэффициент теплопередачи. Особенно это заметно в ТА с жидкометаллическими теплоносителями, где доля термического сопротивления стенки в общем сопротивлении составляет от 40 до 60 %. В ТА с газовыми теплоносителями это сопротивление составляет от 10 до 25 %. Высокое термическое сопротивление стенки связано с низкой теплопроводностью [около 20 Вт/(м -К)] нержавеющих сталей аустенитного класса, из которых изготавливаются теплопередающие трубы. [c.45] Если при выборе упаковки труб в первую очередь рассматриваются условия создания надежной, простой и компактной конструкции пучка, то вторым, не менее важным моментом является выбор размеров ячеек пучка. При упаковке пучка стремятся к созданию идентичных ячеек, образованных трубками, что способствует обеспечению равномерных расходов теплоносителя в ячейках и соответственно одинаковых температурных условий работы труб. Идентичным ячейкам соответствует расположение труб в пучке с постоянными шагами 5 и в двух направлениях, в частности расположение труб по вершинам равностороннего треугольника или квадрата. [c.46] В пучке с постоянными шагами упаковки трубок упрощается технология разметки и сверления трубных досок, а также изготовление дистанционирующих элементов трубного пучка. [c.46] Для правильной квадратной упаковки труб в пучке, где 51 = 5г=5 x=8 d), формула (2.1) для определения гидравлического диаметра остается в прежнем виде. [c.47] Это соотношение тем точнее, чем меньше отношение шага 51 к диаметру окружности кольцевого ряда. Относительная погрешность =(51 —51)/51 формулы (2.5) в зависимости от числа труб п, расположенных в кольцевом ряду, представлена в табл. 2.1. Здесь 51 — шаг, соответствующий длине дуги, 51 — шаг, соответствующий длине стягивающей хорды. [c.47] Несмотря на равенство гидравлических диаметров и проходных сечений, продольная скорость в районе квадратных ячеек должна быть несколько больше, чем в районе треугольных ячеек, с учетом влияния формы ячеек на гидравлическое сопротивление трения канала [4]. Этот факт подтверждается результатами исследований течения потока в трубном пучке с кольцевой упаковкой [5]. [c.48] Наиболее компактной является упаковка труб по вершинам равностороннего треугольника, поскольку при этой упаковке расстояние между осями соседних труб во всех направлениях одинаково, что не обеспечивается при любой другой упаковке. Компактная упаковка позволяет в одном и том же объеме трубного пучка расположить большее число теплопередающих труб. [c.48] Сравнение относительной компактности пучков с разной упаковкой труб в пучке и одинаковым минимальным расстоянием между трубками, которое определяется технологией приварки труб к трубным доскам, представлено в табл. 2.2. [c.48] Первые два соотношения имеют приближенный характер, поскольку при треугольной и квадратной упаковках не учитываются условия заполнения цилиндрического пучка по периметру. [c.49] При правильной кольцевой упаковке все геометрические размеры в пучке взаимосвязаны, поэтому предварительно назначенные размеры Дн и Пвн требуют уточнения. [c.49] Зная минимальный размер перемычки между отверстиями в трубной доске, назначается меньший шаг упаковки [например, при Ап=6 назначается а рассчитывается по (2.5)]. Затем уточняется наружный или внутренний диаметр кольцевого ряда в зависимости от состава исходных данных. В частности, минимальный внутренний диаметр кольцевого ряда может быть ограничен допустимыми скоростями теплоносителя в центральной трубе, расположенной в середине пучка и подводящей теплоноситель в трубы. Наружный диаметр может быть ограничен допустимыми габаритными размерами. [c.49] Однако в промежуточном теплообменнике АЭС с реактором РРК принята обратная схема. Основанием для такого решения послужило стремление проектантов обеспечить более равномерное распределение теплоносителей в пучке и возможность более точной оценки гидравлических потерь по тракту первого контура [6]. Предполагалось, что выравнивание расхода в трубах повышается за счет большей доли линейного сопротивления самих труб по сравнению с входным участком, в межтрубном пространстве оно сокращается за счет участков бокового подвода и отвода теплоносителя. [c.51] Соответствующее увеличение гидравлических потерь по тракту второго контура допустимо. Однако такой обратный теплообменник обладает рядом недостатков, в частности усложняется конструкция трубного пучка и теплообменника в целом, затрудняется отмывка трубного пучка при его ремонте и т. д. В связи с этим при проектировании более мощных теплообменников для установки ЗРК вопрос о циркуляции первичного теплоносителя в трубах или межтрубном пространстве обсуждался заново. [c.51] До сих пор рассматривались особенности упаковки прямых труб в пучке, компенсация разности температурных деформаций которых осуществляется или посредством использования упругости самих труб без потери устойчивости, или за счет компенсационных гибов. [c.51] Полной самокомпенсацией обладают трубные пучки из спиральных труб, длины которых выбирают одинаковыми. [c.51] Поперечное обтекание в межтрубном пространстве и большая длина труб однобухтового пучка из спиральных труб определяют относительно большие гидравлические потери по сравнению с прямотрубным пучком по обоим трактам. Кроме того, следует отметить, что в наружных рядах угол наклона спирали может быть существенно большим по сравнению с углом во внутренних рядах. Этот эффект может способствовать относительному увеличению расхода теплоносителя в наружных рядах. [c.52] Значительные успехи в этой области достигнуты швейцарской фирмой Зульцер [7]. [c.53] Вернуться к основной статье