Платная доработка 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
Анализ вариантов предложений, направленных на повышение эффективности объекта
исследования. 31

1.3.1 Методы интенсификации процессов теплообмена в
кожухотрубчатых теплообменных аппаратах. 31

1.3.2
Анализ вариантов предложений, направленных на повышение эффективности объекта
исследования. Вариант 1 – установка ленточного
завихрителя. 32

1.3.3 Сравнительная эффективность методов интенсификации. 36

1.3.4
Анализ вариантов предложений, направленных на повышение эффективности объекта
исследования. Вариант 2. 40

1.4
Обоснование актуальности темы исследования. 40

Глава
2. Расчетный раздел. 42

2.1
Описание горизонтального кожухотрубчатого теплообменного аппарата  42

2.1.1 Конструкции кожухотрубчатых теплообменных аппаратов. 42

2.2
Вариантный расчет теплообменника. 53

2.2.1
Исходные данные. Предварительный расчет для выбора типа теплообменника. 60

2.2.2
Турбулентное течение охлаждаемого теплоносителя в трубном пространстве  65

2.2.3
Ламинарное течение охлаждаемого теплоносителя в трубном пространстве  66

2.2.3
Анализ рассчитанных вариантов. 67

Глава
3. Организационно-экономический раздел. 71

3.1
Расчет основных экономических показателей проекта. 71

3.1.1
Суммарные гидравлические сопротивления по пути горячего и холодного
теплоносителей. 71

3.1.2
Мощность привода насосов. 73

3.1.3 Механизм внедрения и реализации на
предприятии. 75

3.2.
Безопасность жизнедеятельности при реализации проекта. 77

3.3
Экологическая безопасность при реализации проекта. 86

Заключение. 97

Список
использованных источников. 98

Приложение. 101

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. 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). Рисунок 1.1 – Вид на Ленинградскую АЭС Ленинградская АЭС служит для выработки электроэнергии и
выдачи электроэнергии в объединенную энергетическую систему.

Станция представляет собой одноконтурную АЭС кипящего
типа с канальными ураново-графитовыми реакторами на тепловых нейтронах с
принудительной циркуляцией теплоносителя, которым является вода, а также с
конденсационными паротурбинными установками, работающими на насыщенном паре.

Суммарная электрическая мощность Ленинградской АЭС
составляет 4000 МВт, годовая расчетная выработка электроэнергии составляет 28
млрд. кВт-ч.

Выработка электроэнергии воплощается на 4-х
энергетических блоках, снабженных реакторами РБМК-1000.

Строительства Ленинградской АЭС началось осенью 1967
года.

Первый блок Ленинградской АЭС введен в 1973 году, 2-й
блок введен в эксплуатацию в 1975 году, 3-й блок был введен в эксплуатацию в
1979 году, 4-й введен в 1981 году.

Ленинградская АЭС по результатам 2019 года произвела 27
млрд. 489,8 млн кВт-часов электрической энергии.

В 2019 г. доля Ленинградской АЭС в общей выработке
электроэнергии энергетической системы Санкт-Петербурга и Ленинградской обл.
была на уровне 49,6 % (рисунок 1.2).