Анализ существующей на Балаковской АЭС системы очистки трапных вод

(3.1.2)

(3.1.3)

(3.1.4)

3.2 Тепловой баланс выпарной установки

3.2.1 Тепловой баланс выпарного аппарата

В трубках циркулируют сточные воды, в корпусе - греющий пар.

Параметры греющего пара: tГ=130°С; Рг=0,25МПа; hг=2720,7кДж/кг; температура насыщения tгнас=127,43°С; hконд=535,4кДж/кг.

Параметры вторичного пара в сепараторе: Рв.п.=0,12МПа; tв.п.=104,81°С hв.п.=2683,8кДж/кг.

Начальная температура сточных вод t н =20 °С.

Гидростатическая депрессия обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности. Давление в среднем слое кипящего раствора:

(3.2.1.1)

где Н - высота кипятильных труб в аппарате, м;

- плотность кипящего раствора, кг/м3;

- паронаполнение (объемная доля пара в кипящем растворе), м3/м3.

Согласно техническим данным ВА Н=4м, при пузырьковом кипении примем =0,5 [13,с.365]; =1229кг/м3 [12,с.135].

Давление в среднем слое кипятильных труб:

Этому давлению соответствует температура кипения и теплота испарения раствора [3]: tср=107,57°С ; r=2238кДж/кг.

В аппаратах с кипением растворов в кипятильных трубах нагревательной камеры проявляется гидростатическая депрессия:

(3.2.1.2)

Концентрационная температурная депрессия - повышение температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого растворителя при данном давлении. При атмосферном давлении Ратм=760мм рт.ст=0,1МПа и ХВА=30% [6, с. 106], тогда

(3.2.1.3)

где Т - температура паров в среднем слое кипятильных труб, К;

Суммарная депрессия

=4,2+2,76=6,96°С.

Температура кипения раствора в корпусе ВА:

.

Полезная разность температур:

Общая полезная разность температур:

Путем решения уравнения теплового баланса ВА определим расход греющего пара DВА и тепловую нагрузку аппарата QВА:

QВА=1,03[GнCн(tк-tн)+WВА(hво-Cвtк)+Qконц] = DВА (hг- hконд), (3.2.1.4)

где 1,03 - коэффициент, учитывающий 3% потерь тепла в окружающую среду;

Сн - теплоемкость исходного раствора, кДж/(кг*К);

Cв =4,183кДж/(кг*К) - удельная теплоемкость воды при 20°С;

Qконц - теплота концентрирования раствора в интервале изменения концентрации, кВт;

tн - температура исходного раствора, °С.

Удельную теплоемкость раствора Cр, кДж/(кг*К), приближенно можно определить по правилу аддитивности [6,с.109]:

Ср=СсухX+Св(1-Х), (3.2.1.5)

где Ссух - удельная теплоемкость безводного нелетучего вещества в растворе, кДж/(кг*К);

Сн=1,089*0,01+4,183(1-0,01)=4,152 кДж/(кг*К);

СВА=1,089*0,3+4,183(1-0,3)=3,255 кДж/(кг*К);

Qконц=tк(GнCн-GВАCВА-WВАСв); (3.2.1.6)

Qконц=111,77(1,64*4,152-0,055*3,255-1,585*4,183)=0,011кВт;

QВА = 1,03[1,64*4,152(111,77 - 20) + 1,585(2683,8-4,183*111,77) + 0,011]

= 3861кВт;

; (3.2.1.6)

3.2.2 Тепловой баланс доупаривателя

В трубках циркулируют сточные воды, в корпусе - греющий пар.

Параметры греющего пара: tг=130°С; Рг=0,25МПа; hг=2720,7кДж/кг; температура насыщения hг.нас=127,43°С ; hконд=535,4кДж/кг.

Параметры вторичного пара в сепараторе: Рв.п.=0,125МПа; tв.п.=105,97°С; hв.п.=2685,6кДж/кг.

Начальная температура упаренного в ВА раствора tн=104,81 °С.

Давление в среднем слое кипящего раствора:

;

=1229кг/м3 [12,с.135]. Этому давлению соответствует температура кипения и теплота испарения раствора [3]: tср=108,9°С; r=2233,6кДж/кг.

Гидростатическая депрессия = 108,9-105,97=2,93 °С.

При атмосферном давлении и ХДУ=60% [6, с. 106].

Концентрационная температурная депрессия:

Суммарная депрессия

=14,82+2,93=17,75 °С.

Температура кипения раствора в корпусе ДУ:

Полезная разность температур:

Общая полезная разность температур:

Определим расход греющего пара и тепловую нагрузку аппарата:

QДУ=1,03[GВАCВА(tк-tн)+WДУ(hвп-Cвtк)+Qконц] = DДУ (hг- hконд);

Ск=1,089*0,6+4,183(1-0,6)=2,326 кДж/(кг*К) [6,с.109];

Qконц=tк(GВАCВА-GкCк-WДУСв)=123,72(0,055*3,255-0,027*2,326-

-0,028*4,183)=0,012кВт;

QДУ = 1,03[0,055*3,255(123,72 - 104,81) + 0,028(2685,6 –

4,183*123,72)+0,012]=96кВт;

Результаты расчета теплового баланса выпарного аппарата и доупаривателя сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

 Скачать реферат