Жаропрочных материалов

6.33. Вертикальный испаритель с паропромывочнымп дырчатыми листами: 1 - корпус; 2 - греющая секция; 3 - опускная труба; 4 - паропромывоч-ный дырчатый лист; 5 - перелив; 6 - жалюзийный сепаратор; 7 - отвод вторичного пара; 8 - подвод питательной воды; 9 - подвод конденсата; 10 - подвод греющего пара; 11 - отвод конденсата; 12 — отвог, неконденсирующихся газов

1 - корпус; 2 - коллектор питательной воды; 3 - гр:ющая секция; 4 - отвод вторичного пара; 5 - жалюзийный сепаратор; б - верхнее паропромывочное устройство; 7 - слив с верхнего промывочного устройства; 8 - нижнее паропромывочное устройство; 9 - паровой отсек второй зонп испарения; 10 - погруженный дырчатый лист; Л - слив с нижнего npoiv ывочного устройства; 12 - опускная труба; 13 - водяной отсек второй зоны дарения; 14 - переток; 15 - подвод греющего пара; 16 - продувка; 17 - слив

На испарительных установках, применяемых для восстановления продувочной воды первого контура АЭС, промьнка проводится лишь в слое конденсата, так как питательной водой язляется продувочная вода реактора, обладающая высокой радиоактивностью. Конструкция испарителей, установленных на блоках Нововоронежской и Белояр-ской АЭС, показана на 6.35. Испарители здесь являются аппаратами с естественной циркуляцией и поверхностями нагрева, вынесенными в отдельный корпус. Поступающий сюда пар конденсируется на наружных поверхностях пучка вертикальных труб. Пароводяной поток из корпуса греющей секции направляется в сепаратор. Отделившаяся в сепараторе жидкость вместе с подлежащей очистке питательной водой вновь направляется в трубы греющей секции, а пар проходит последовательно жалюзийный сепаратор и паропромывочлые устройства. Очищенный пар конденсируется в следующей ступени испарительной установки или конденсаторе последней ступени. Конденсат вторичного пара всех ступеней собирается в баках чистого конденсата [16, 55].

1 - корпус с греющей секцией; 2 - подвод греющего паза; 3 - сепаратор; 4 - штуцер продувочной линии; 5 - подвод исходной (питательной) воды; 6 — жалюзийный сепаратор; 7 - набивка (кольца Рашига); 8 - промывочное устройство; 9 - отвод очищенного (вторичного) пара; 10 - подвод промывочной воды

/ —• входной коллектор теплоносителя; 2 — теплообменная поверхность; 3 — коллектор раздачи питательной воды; 4 — дырчатый погруженный щит; 5 — ввод питательной воды; 6—жалюзийный сепаратор; 7 — па-роотводящие трубы; 8 — паросборный коллектор; 9 — воздушники; 10 — отвод отсепарированной влаги; //— выходной коллектор теплоносителя

При рекомендуемых скоростях пара и начальных влажностях не более 20 % жалюзийный сепаратор обеспечивает конечную влажность на уровне 0,01—0,06%.

Для обеспечения допустимой скорости пара на входе в жалюзийный сепаратор его пакеты установлены под углом 60° к горизонту. Отсепарированная в жалюзи вода по системе сливных корыт и труб отводится под уровень воды.

а — продольный разрез: / — трубные пучки поверхности теплообмена; 2 ¦— люк-лаз; 3 — аварийный подвод питательной воды; 4 — паропровод к турбине; 5 — подвод питательной воды; 6 — штуцера контроля плотности первого и второго контуров; 7 — штуцер периодической и непрерывной продувки; 5 — коллектор; 9 — штуцер дренажа; 6 — поперечный разрез: / — вход питательной воды; 2 — жалюзийный сепаратор пара; 3 — погружной дырчатый лист; 4 — коллектор выхода теплоносителя; 5 — коллектор входа теплоносителя

/ — люк-лаз; 2 — корпус; 3 — кожух трубного пучка; 4 — штуцеры уровнемеров; 5 — жалюзийный сепаратор; 6 — люк-лаз; 7 — штуцер аварийного подвода воды; 8 — штуцер непрерывной продувки; 9 — ширма пучка труб теплопередающей поверхности; 10 — штуцер периодической продувки; // — коллектор теплоносителя; 12 — разделительная обечайка коллектора; 13 — раздающий коллектор питательной воды; 14 — штуцер дренажа

Жалюзийный сепаратор (зависит 3—10

где еодоп — допустимая влажность пара на входе в жалюзийный сепаратор, может быть принята равной 0,02—0,05; со™, — влажность пара, соответствующая (й,,)^, 0)^ = (0,02—0,04)10"2; /«-показатель степени, характеризующий скорость увеличе-

4. Электроннолучевые установки, в которых мощный пучок электронов, попадая под действием ускоряющего электрического поля на нагреваемый материал, разогревает его или расплавляет. Это самостоятельная группа электротермических установок, но ее удобно рассматривать совместно с дуговыми. Источником электронного пучка могут служить кольцевой катод ( 0-2,и) и радиальная или аксиальная пушка ( 0-2,к). Эти установки применяются для выплавления слитков, литья и спекания, зонной очистки и разных видов термообработки активных жаропрочных материалов и полупроводников.

В 1937 г. А. М. Люлька был разработан проект турбореактивного двигателя с осевым компрессором и кольцевой камерой сгорания, на несколько лет опередивший появление аналогичных проектов за рубежом. В 1943—1944 гг. под его же руководством в Центральном институте авиационного моторостроения был построен экспериментальный турбореактивный двигатель С-18 ( 104). Тогда же (1940—1945 гг.) в ЦИАМ велась разработка оригинальной конструкции авиационного газотурбинного двигателя с трехступенчатой газовой турбиной, с трехступенчатым центробежным компрессором и с системой испарительного жидкостного охлаждения по схеме, предложенной в 1935 г. проф. В. В. Уваровым. С 1945 г. к проектированию турбореактивных двигателей помимо группы А. М. Люлька были привлечены большие конструкторские коллективыА. А. Микулина,В. Я. Климова и других ОКБ и значительно увеличены объемы необходимых теоретических и экспериментальных исследований. К этому же времени относится начало работ по изысканию жаропрочных материалов для газовых турбин двигателей во Всесоюзном институте авиационных материалов (ВИАМ).

Работоспособность жаропрочных материалов в значительной степени зависит от сопротивления деформированию и разрушению при ползучести, а также от деформационной способности при длительном разрыве. От характеристик пластичности зависит способность материала выравнивать напряжения в зоне их концентрации, ослаблять влияние кратковременных перегрузок, и, наконец, исчерпание деформационной способности приводит к преждевременным разрушениям.

Срок службы современных энергетических установок в зависимости от их назначения изменяется от нескольких тысяч до 250 000—300 000 ч. Проведение испытаний на ползучесть длительностью, близкой к сроку службы, является технически трудоемкой и дорогостоящей задачей и значительно отдаляет срок промышленного внедрения новых жаропрочных материалов, используемых в современных энергетических установках. В связи с этим существует необходимость прогнозирования характеристик прочности и пластичности на заданный ресурс по результатам испытаний ограниченной длительности.

Решение такой задачи осуществляется с помощью уравнений феноменологического типа, в которых в максимально возможной степени статистически отражен суммарный эффект влияния основных физических закономерностей пластического течения и разрушения металлических жаропрочных материалов.

Таким образом, формулы температурно-силовой зависимости основных характеристик прочности и пластичности жаропрочных материалов могут быть получены из уравнения (3.7), описывающего общие закономерности ползучести. Это гарантирует более высокую надежность прогнозирования и является принципиальным отличием метода экстраполяции по формулам (3.1)— (3.16) от других аналогичных предложений.

Параметрическими диаграммами, изображенными на 3.2—3.8, проиллюстрирована целесообразность использования уравнения типа (3.1) для оценки характеристики прочности и пластичности жаропрочных материалов. Оценим состоятельность уравнения типа (3.7) и возможность использования его для анализа общих закономерностей ползучести ряда жаропрочных сталей стационарного энергомашиностроения. Для этого проанализируем данные математической обработки кривых ползучести сталей разных марок. Как отмечалось выше, много образцов стали 15Х11МФБЛ испытано с измерением деформации при разных температурах. Обработкой первичных кривых ползучести, проведенной в соответствии с требованиями отраслевого стандарта, получено следующее уравнение состояния типа (3.7):

Для промышленных жаропрочных материалов активационные параметры уравнения долговечности зависят от границ темпе-ратурно-силовой области работы материала. В таких условиях оценку параметров уравнений долговечности необходимо получать путем совместной статистической обработки результатов испытаний, проведенных в условиях, адекватных (по механизму разрушения) эксплуатационным.

Возможен иной вид обобщенного уравнения конструктивной длительной прочности жаропрочных материалов, который позволяет определять долговечность при заданных температурно-силовых условиях работы металла, прежде всего представим критерий прочности в виде

Изменения величины параметра ехр [А(7?-1)] в пределах исследуемых видов напряженного состояния, как правило, незначительны. Поэтому в экспоненциальной функции уравнения (3.1) допустимо в первом приближении предположение, что ехр [А(/7-1)1 = const, и, следовательно, произведение у ехр [Я( ??-!)] можно представить в виде одного коэффициента. Таким образом, температурно-силовую зависимость конструктивной длительной прочности жаропрочных материалов целесообразно представить следующим уравнением:

Полученный результат позволяет высказать предположение о том, что уравнение тигщ (4.16) в достаточной мере отражает закономерность влияния вида напряженного состояния на долговечность жаропрочных материалов. Это предположение эквива-