Введение к работе
Актуальность работы. Отложения солей и продуктов коррозии из технической воды на поверхности нагрева теплообменных аппаратов всегда вызывали проблемы, связанные с существенным снижением коэффициента теплопередачи, а вместе с ним и эффективности теплообмена
Как показывает практика, при скорости роста отложений на теплооб-менные поверхности конденсаторов турбин АЭС из технической воды от 0,5 до 3 мм/год имеет место снижение выработки электроэнергии от 120 до 250 млн кВтч или от 1,7 до 3,47% соответственно на 1000 МВт установленной мощности
Достоверных методов и средств диагностирования интенсивности образования отложений в теплообменном оборудовании в настоящее время не существует
Все эти обстоятельства обосновывают актуальность выполненных научных исследований, в результате применения которых можно качественно и количественно с высокой достоверностью прогнозировать рост отложений
Исследования проводились в рамках комплексной госбюджетной научно-исследовательской работы №13 99Ф «Разработка теории и методов повышения технологической прочности, качества и надежности оборудования на основе создания математических методов расчета и моделирования, новых технологий и материалов», а также комплексных научно-технических программ Северо-Кавказского научного центра высшей школы «Атоммаш» и «Реактор»
Цель научной работы. Разработка эффективных методов количественного диагностирования отложений на поверхностях нагрева теплообменников, работающих в системах технической воды АЭС
Задачи исследования:
проанализировать существующие и разработать оригинальные методики инструментального исследования теплофизических и некоторых физикохи-мических свойств отложений,
определить роль поверхностных процессов, а также воздействие электродного потенциала и материала трубки на интенсивность образования отложений,
на основании полученных результатов построить математическую модель и разработать программные средства диагностирования образования отложений на теплообменных поверхностях оборудования,
разработать простые доступные для эксплуатационного персонала методы диагностирования отложений на основании показаний штатных приборов
Положения диссертации, выносимые на защиту и их научная новизна
1 Впервые систематизированы и подробно описаны все средства диагностирования теплообменного оборудования на наличие загрязнений в виде методов, рекомендаций и программных средств, отличающихся от сущест-
вующих ранее простотой использования
Впервые установлено влияние различных материалов теплообменных аппаратов на скорость образования и удельное количество отложений
Проанализирована динамика загрязнения в течение нескольких лет некоторых теплообменных аппаратов Волгодонской АЭС и ТЭЦ-2 (конденсаторы турбин, конденсаторы турбопитательных насосов)
Впервые разработана математическая модель процесса загрязнения, учитывающая материал теплообменной поверхности, состав воды и условия эксплуатации
Достоверность результатов исследований подтверждается
применением современных, как оригинальных, так и стандартных, а также традиционных методов постановки, проведения экспериментов и обработки результатов исследований,
корректным использованием методов математического моделирования процессов,
положительными результатами практического использования предложений и рекомендаций,
идентичностью и сходимостью расчетных и экспериментальных данных (расхождение не превышает 10 %)
Практическая значимость работы:
- разработана математическая модель диагностирования теплооб
менного оборудования на наличие отложений, учитывающая материал
теплообменной поверхности и режимы эксплуатации,
- предложены методы диагностирования отложений на теплооб
менных поверхностях по штатным приборам
Реализация работы:
На основании проведенных исследований разработаны программные средства, позволяющие диагностировать теплообменное оборудование на наличие отложений
Результаты исследований и разработанные основные положения методики диагностирования теплообменного оборудования внедрены на Волгодонской АЭС и в филиале ОАО «Ростовская генерация» ТГК-8 (Волгодонская ТЭЦ-2)
Апробация работы. Основные результаты по отдельным разделам диссертации докладывались и обсуждались на семинарах кафедры "Теплоэнергетических технологий и оборудования", научно-практических конференциях ВИ ЮРГТУ (НПИ) ежегодно, с 1999 по 2007 гг, 2-й международной научно-технической конференции "Повышение эффективности теплообменных процессов и систем" (г Вологда, 2000 г), XVI-XX международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологии» (Ростов-на-Дону, 2003 г, Кострома, 2004 г, Казань, 2005 г, Ворнеж 2006 г и Ярославль 2007г), международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» (Севастополь, 2004г), V-й международной конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (Новочеркасск, 2005), Все-
российской конференции "Приоритетные направления развития энергетики на пороге XXI века и пути их решения" (Новочеркасск, 2000), межрегиональной конференции "Молодые ученые России - теплоэнергетике" (Новочеркасск, 2001), научно-практической конференции «Проблемы развития атомной энергетики на Дону» (Ростов-на-Дону, 2000г)
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 печатных работ
Объем работы и ее структура. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и заключения, содержит 193 страниц машинописного текста, 48 рисунков и 7 фотографий, 30 таблиц и приложений Список используемых источников составляет 103 наименования
В работе используются следующие сокращения ТГ - турбогенератор, ТПН — турбопитательный насос
