Search academic texts

Registration Number

0824U003032, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 142, Енергетичне машинобудування

Date

16-09-2024

popup.evolution

o

Title

Heat and mass transfer and hydrodynamics of the separator elements of the VVER superheater - 1000

Author

Nazarii Kulesh,

popup.head Valerii Tuz
popup.opponent Boris Davydenko
popup.opponent Valentyn Petrenko
popup.review Nataliia Sorokova
popup.review Valerii Rogachov

Description

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, визначено мету, об’єкт та предмети дослідження. Вказано наукову новизну отриманих результатів та надано інформацію щодо особистого внеску здобувача. Також надано інформацію про апробацію результатів роботи. Описано структуру та обсяг дисертаційної роботи. Одна з основних умов тривалої безаварійної роботи турбінного обладнання блоку АЕС - якісна сепарація краплинної рідини, яка може утворюватися в процесі винесення рідини з об'єму парогенератора або при конденсації вологої пари. Для забезпечення ефективності роботи сепараційних пристроїв необхідно знати особливості взаємодії рідини і газу, а також діапазон робочих параметрів, в межах яких реалізується стійкий режим перебігу плівки рідини і відсутнє вторинне винесення. Збільшення діапазону стійкої роботи сепараційного пристрою в результаті забезпечення умов, за яких не відбувається порушення режиму течії, пов'язаного з краплинним винесенням рідини, це досягається екрануванням поверхні контакту сітчастим матеріалом, в результаті чого рідина рухається в структурі сітчастого покриття. У першому розділі представлено літературний огляд по основним типам турбін АЕС та сепараторів- пароперегрівачів . Проаналізовано найбільш розповсюджені типи турбін та сепараторів пароперегрівачів. Визначено особливості парових турбін для атомних енергетичних установок. Створення швидкохідних турбін для АЕС потужністю 1000 МВт і більше вимагає застосування складних рішень. При зменшенні об'ємної витрати пари в конденсатор, пов'язаного з підвищенням у ньому тиску, суттєво збільшується одинична потужність турбоагрегату при фіксованій сумарній площі вихлопу, але при цьому різко знижується економічність електростанції. Тому для великих одиничних потужностей (1000 МВт і більше) доцільно застосовувати тихохідні турбіни. Розглянуто робочий процес розширення пари, що представлений на рисунках та діаграмах та процес сепарації вологи та її типи. З проточної частини турбіни практично вдається видаляти лише великодисперсну вологу, яка становить невелику частку від загального вмісту вологи. Разом з тим організація такого видалення вологи дуже ефективне, оскільки саме великі краплі та плівки викликають ерозію лопаток та інших елементів проточної частини, а також є причиною механічних втрат від вологості. У турбінах АЕС для зниження кінцевої вологості пари застосовуються два способи позатурбінного вологовидалення - або проміжна сепарація, або сепарація з наступним паровим перегріванням відсепарованої пари. Застосування того чи іншого способу, а також вибір параметрів, при яких здійснюються видалення вологи та перегрів, визначається принциповою тепловою схемою турбоустановки на підставі техніко-економічних розрахунків. Другий розділ присвячено дослідженню гідродинаміки парорідинних потоків у криволінійних каналах сепараційний пристроїв енергетичних установок розглянуто один із напрямів підвищення техніко-економічних характеристик і надійності роботи енергетичного обладнання. Крапельна рідина у двофазному потоці приводить до ерозійних і корозійних процесів у трубопроводах, камерах згорання газотурбінних двигунів (ГТД) і в циліндрах низького тиску парових турбін (ЦНТ). Отримання гомогенного робочого тіла можливо шляхом переведення крапельної вологи у паровий стан (нагрів) або шляхом використання сепараційних пристроїв. В багатьох випадках використання бар’єрних фільтруючих елементів не можливо, тому єдиним шляхом забезпечення необхідної якості робочого тіла є використання інерційних сепараційних пристроїв, у тому числі жалюзійних. Основним чинником, який впливає на ефективність процесу сепарації є відсутність контакту з поверхнею жалюзі при русі в потоці вологої пари крапель малого розміру. Цей процес залежить від фізико-хімічних властивостей вологої пари, дисперсності крапель, параметрів руху двофазного середовища, адгезії і крайового кута, геометрії каналу. Третій розділ присвячений дослідженню гідродинаміки та теплообміну двофазних середовищ. При проєктуванні технологічного обладнання, в якому в якості робочого тіла використовується волога пара, у більшості випадків, не враховується особливості взаємодії між краплями рідини і теплообмінною поверхнею, що приводить до невідповідності параметрів теплоносія реальним значенням. В повній мірі це стосується парових турбін, які працюють на вологій парі, вологовміст якої залежить від первинного і вторинного виносу крапель рідини з сепараційних блоків. У розділі визначені граничні режими вторинного виносу крапель рідини з гребнів хвиль плівки. На підставі узагальнення результатів експериментальних досліджень порушення гідродинаміки руху двофазного потоку у каналі отримана кореляція критичних значень параметрів двофазного потоку для визначення нижньої границі процесу захлинання від густини зрошування, геометричних характеристик каналу і фізичних властивостей рідини і газу.