13_barbotazh

1. Особенности безнапорного движения пароводяной смеси

Парогенераторы АЭС
Барботаж. Сепарация пара
Особенности безнапорного движения пароводяной смеси
Свободное безнапорное движение пузырьков пара или струй паровой фазы
через слой жидкости, чья приведенная скорость мала или равна нулю,
называется барботажем пара через жидкость
Имеет место в кипящих реакторах, в Б-С и в ПГ с погруженной ПТО
Барботажное устройство состоит из водяного и парового объёмов
Большое количество микро-контуров естественной циркуляции
Основной характеристикой гидродинамики при барботаже является истинное
объемное паросодержание .
Паросодержание по сечению барботёра также распределяется неравномерно:
наибольшее значение – в центре. Неравномерность растет с ростом w"0 и
уменьшением диаметра барботажного устройства
Неравномерность распределения расхода пара ведет к росту уноса влаги
Для выравнивания паровой нагрузки используется установка на пути движения
паровых струй элемента с весьма большим гидравлическим сопротивлением по
сравнению с сопротивлением свободного канала. Обычно – ПДЛ.

2. Особенности безнапорного движения пароводяной смеси

Парогенераторы АЭС
Барботаж. Сепарация пара
Особенности безнапорного движения пароводяной смеси
По высоте барботажного слоя над щитом могут быть
выделены три области:
1 (A-B) - гашение кинетической энергии струй пара,
выходящих из отверстий щита – небольшая высота
при любой скорости и постоянный рост .
2 (B-C) - = const – зона стабилизированных
значений занимает весь водяной объем до границы
раздела фаз.
3 (C-D) – область переходной зоны – непрерывный
рост до 1. Высота этой области зависит от
давления и скорости.
hПЗ 0.15 P00.52 w "
Истинное паросодержание в стабилизированном
барботажном слое
w "0
б "
w 0 (0,65 0,039 P0 )
Если отвод пара неравномерен, то установка только
ПДЛ не обеспечит равномерного распределения пара
Нужен ПпДЛ с сопротивлением не менее: p 0,75(w ")2 "
пщ
RS 3600
DП
f "
[м3/(м2·ч)]

3. Схема распределения паросодержания по высоте ПГ

Парогенераторы АЭС
Барботаж. Сепарация пара
Схема распределения паросодержания по высоте ПГ
1 участок представляет собой движущуюся через пучок труб двухфазную
смесь с переменным значением по высоте. Наиболее вероятен пузырьковый
режим течения.
2 участок представляет собой паровую подушку под ПДЛ, близко к 1,
течение приближается к дисперсному (парокапельному) режиму. Высота
паровой подушки h2 определяется паровой нагрузкой ПГ.
3 участок - слой жидкости над ПДЛ. Здесь происходит барботаж пара через
слой жидкости. Слой пароводяной смеси, в котором происходит барботаж
пара, называется динамическим двухфазным слоем.

4. Схема распределения паросодержания по высоте ПГ

Парогенераторы АЭС
Барботаж. Сепарация пара
Схема распределения паросодержания по высоте ПГ
В динамическом двухфазном слое по высоте также можно выделить три зоны:
I зона неустановившегося течения - непосредственно над ПДЛ. Движение
пузырей происходит под действием нивелирного напора, создаваемого под
листом, и подъемной силы. На этом участке происходит формирование
устойчивых паровых пузырьков (объединение мелких и дробление крупных
паровых струй). Высота этой зоны невелика.
II - зона стабилизированных значений паросодержания. В этой зоне паровые
пузырьки движутся под действием подъемной силы. Высота этой зоны зависит
от массового уровня и может быть очень большой.
III зона - переходная (граница раздела фаз). Переход от пароводяной смеси к
пару с близким к 1. Несущая среда - пар с определенной влажностью.
Высота переходной зоны линейно зависит от паровой нагрузки. В реальных
условиях высота переходной зоны может быть больше высоты hст.

5. Набухание уровня

Парогенераторы АЭС
Барботаж. Сепарация пара
Набухание уровня
"Набухание уровня" объясняется наличием в водяном объеме поднимающихся
паровых пузырей, чей v'' >> v'.
Набухание уровня зависит от приведенной скорости пара. С ростом w" структура
поверхностного слоя разрушается - все большая часть жидкой фазы за счет
скоростной энергии пара дробится на отдельные крупные и мелкие капли,
образуется пароводяная эмульсия, возрастают размеры переходной зоны.
Увеличение высоты переходной зоны приводит к росту общего уровня
динамического двухфазного слоя и, соответственно, к снижению высоты
парового пространства.

6. Набухание уровня

Парогенераторы АЭС
Барботаж. Сепарация пара
Набухание уровня
Массовый уровень который образуется после конденсации пара и определяется
массой воды в ПГ.
Действительный уровень – высотная отметка границы между двухфазной смесью
и паром. Граница – зона с 0.98
Hм
H наб
1
Номинальным называется уровень в парогенераторе по двухкамерному
уровнемеру, обеспечивающий с запасом не менее 50 мм влажность пара на
выходе из парогенератора (в паропроводе) не более 0,2 при 100%
паропроизводительности парогенератора. Номинальный уровень
устанавливается на основании результатов сепарационных испытаний.