Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Интенсификация процессов теплообмена в системах теплоснабжения.

Содержание:

Введение. 5

Глава 1. Аналитический раздел. 7

1.1 Общая характеристика предприятия. 7

1.2 Литературный обзор и анализ вопросов
интенсификации теплообмена при ламинарном течении в каналах. 10

1.2.1 Классификация теплообменной аппаратуры.. 10

1.2.2 Современные конструкции трубчатых теплообменных аппаратов. 14

1.2.3 Метод оценки эффективности интенсификации ламинарного
теплообмена в каналах. 28

1.2.4 Выбор рационального метода интенсификации теплообмена
при ламинарном течении в каналах. 28

1.3 Методы интенсификации процессов теплообмена в
кожухотрубчатых теплообменных аппаратах. 31

1.4 Обоснование актуальности темы исследования. 32

Глава 2. Расчетный раздел. 33

2.1 Описание горизонтального кожухотрубчатого
теплообменного аппарата для нагрева радиоактивных отходов греющим водяным
насыщенным паром на Ленинградской атомной станции. 33

2.1.1 Конструкции кожухотрубчатых
теплообменных аппаратов. 33

2.2 Вариантный расчет теплообменника. 44

2.2.1 Исходные данные. Предварительный расчет для выбора типа
теплообменника  51

2.2.2 Турбулентное течение охлаждаемого теплоносителя
в трубном пространстве  57

2.2.3 Ламинарное течение охлаждаемого теплоносителя в
трубном пространстве  58

2.2.3 Анализ рассчитанных вариантов. 59

Глава 3. Организационно-экономический раздел. 62

3.1 Расчет основных экономических показателей проекта. 62

3.1.1 Суммарные гидравлические сопротивления по пути горячего
и холодного теплоносителей. 62

3.1.2 Мощность привода насосов. 64

3.2. Безопасность жизнедеятельности при реализации
проекта. 66

3.3 Экологическая безопасность при реализации проекта. 75

Заключение. 87

Список использованных источников. 88

Введение:

Актуальность выбранной темы
«Интенсификация процессов теплообмена в системах теплоснабжения в АО
«Атомпроект»» обусловлена тем, что несмотря на то, что главная задача атомных
станций – производство электрической и тепловой энергии, в состав атомных
станций, в частности Ленинградской АЭС входят не только блоки, в которых
расположены реакторы, но и вспомогательные здания, например, здание жидких
радиоактивных отходов (ЖРО), в которых осуществляется выпарка ЖРО. При этом, в
сложившейся ситуации, когда бассейны с ЖРО практически заполнены, возникает
задача уменьшения объема ЖРО без изменения технологии выпарки. Данная задача, в
частности, может быть решена, например, путем нагрева паром рубашки с ЖРО. По
технологии далее необходимо отвести конденсат (пароводяная смесь с содержанием
пара 15 %) с последующим охлаждением до допустимых температур. Конструктивно
это решается, например, добавлением в технологическую схему сепаратора для
разделения сред на пар и воду и теплообменного аппарата, что обеспечивает
охлаждение технологической жидкости для сброса ее в канал или возврата на
очистку (в случае увеличения электропроводности по показаниям кондуктометра,
что означало попадание ЖРО с среду). При этом сложность состоит в том, что дополнительное
технологическое оборудование необходимо размещать на уже имеющихся весьма
небольших площадях здания ЖРО, что нивелирует возможность размещения на этих
площадях габаритных «стандартных», выпускаемых промышленностью кожухотрубчатых теплообменников
без доработки их конструкции для повышения удельных характеристик теплопередачи.
Также могут быть использованы пластинчатые теплообменники, но из-за высокой
загрязненности охлаждающей среды (один из теплоносителей ЖРО), в качестве
которой используется морская воды, в том числе бытовыми крупными отходами, данный
путь решения задачи — неприемлем. Наиболее эффективным путем решения
поставленной задачи является интенсификации теплообмена в существующих
промышленных теплообменниках, например, с помощью дополнительных затрат на
прокачку теплоносителя, что обуславливает рост скорости теплоносителя в каналах
теплообменника, и соответственно, повышения коэффициента теплоотдачи, что, в
свою очередь обеспечивает повышение удельных характеристик теплопередачи, и позволяет
использовать менее «габаритное» теплообменное оборудование для обеспечения
требуемых характеристик.

Предмет исследования — интенсификация
процессов теплообмена.

Объект исследования — теплообменный
аппарат для ЖРО здания жидких радиоактивных отходов Ленинградской АЭС.

Цель работы — повышения удельных
характеристик теплопередачи «стандартного», выпускаемого промышленностью
кожухотрубчатого теплообменника за счет интенсификации процессов теплообмена.

Задачи работы.

1. Литературный обзор и анализ вопросов
интенсификации теплообмена при ламинарном течении в каналах.

2. Описание горизонтального
кожухотрубчатого теплообменного аппарата для нагрева радиоактивных отходов
греющим водяным насыщенным паром на Ленинградской атомной станции.

3. Вариантный расчет теплообменника.

4. Разработка предложения по модернизации
кожухотрубчатого теплообменного аппарата за счет конструктивных мероприятий по
интенсификации теплообмена во внутренней полости труб трубного пучка с помощью
ленточного завихрителя.

5. Расчет теплообменных поверхностей
теплообменника после модернизации.

Работа состоит из введения, трех глав,
заключения и списка использованных источников.

Заключение:

С целью увеличения удельных
теплопередающих характеристик теплообменного оборудования, выполнены необходимые
расчеты по модернизации, направленной на интенсификацию теплообменных процессов
в теплообменнике жидких радиоактивных отходов, который предполагается разместить
на имеющихся площадях существующего здания жидких радиоактивных отходов Ленинградской
АЭС.

При турбулизации потока внутри труб за
счет увеличения скорости с 0,03 м/с до 0,1 м/с при увеличении числа ходов труб
с 1 до 4, получен выигрыш в площади, а, соответственно, габаритах
теплообменника – 26%.

Дополнительные годовые затраты на
электроэнергию на привод насосов составила 239129,54 руб.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Аналитический раздел 1.1 Общая характеристика предприятия Ленинградская АЭС расположена в промышленной зоне
Сосновоборского городского округа на берегу Финского залива в районе Копорской
губы, на расстоянии четырех километров в юго-западном направлении от города
Сосновый Бор (рисунок 1.1).