Dzesēšanas sistēmas izvēles pamatojums. Dzesēšanas metodes izvēle

Izvēloties EA dzesēšanas metodi, tiek ņemts vērā tā darbības režīms, dizains, jaudas izkliedes apjoms, uzstādīšanas objekts un vide.

Iekārtas darbības režīms var būt ilgstošs, īslaicīgs, īslaicīgs-atkārtots un to raksturo ieslēgšanas un izslēgšanas stāvokļu ilgums. Ilgtermiņa režīms ir raksturīgs stacionārai iekārtai, kas ir ieslēgta daudzas stundas, īstermiņa režīms ir raksturīgs borta iekārtām, kuru darbības laiks ir īss un sastāda vairākas minūtes vai stundas. Ļoti iespējams, ka, projektējot sarežģītas iekārtas ar ilgu darbības laiku, būs jāizstrādā piespiedu dzesēšanas sistēma (CO). Vienreiz lietojamām iekārtām ar īslaicīgu darbības režīmu var iztikt bez piespiedu CO. Lēmums izstrādāt CO īstermiņa atkārtota darba režīma iekārtām tiek pieņemts tikai pēc ieslēgšanas-izslēgšanās stāvokļu ilguma un to pārkaršanas un atdzišanas rakstura analīzes.

Mazās jaudas izkliedes dēļ pārnēsājamais EA netiek piegādāts ar piespiedu CO. Sarežģītās iekārtās ir nepieciešams izmantot piespiedu gaisu vai ūdens-gaiss CO. Ūdens-gaiss CO tiek piegādāts, piemēram, datoram hermētiski noslēgtā konstrukcijā.

EA termiskā analīze ļauj iegūt provizoriskus datus par izstrādāto RM. Lai to izdarītu, katram pirmā līmeņa modulim tiek sastādīts degvielu ģenerējošo komponentu saraksts, tiek noteikta jaudas izkliede un maksimālās pieļaujamās temperatūras. Pamatojoties uz šiem datiem, tiek identificētas sastāvdaļas, kas ir būtiskas pārkaršanai, kā arī komponenti, kas uzstādīti uz siltuma izlietnēm. Tālāk tiek aprēķinātas augstāka līmeņa moduļu īpatnējās virsmas un/vai tilpuma siltuma plūsmas. Lai to izdarītu, jums jāaprēķina jauda, ​​ko moduļos izkliedē komponenti, moduļu ārējā virsma vai tilpums. Pamatojoties uz siltuma plūsmas blīvuma vērtībām qs Un qv kā pirmo tuvinājumu dzesēšanas sistēmu izvēlas (4.10. tabula) atbilstoši pieļaujamajai pārkaršanai 40 °C.

4.10. tabula. Iekārtas siltuma plūsmas blīvums

Pēc tam visiem moduļiem, sākot ar pirmā līmeņa moduļiem, tiek sastādīts zemāko līmeņu komponentu vai moduļu saraksts, tie tiek novietoti pēc minimālās pārkaršanas kritērija un tiek noteikta aukstumaģenta plūsma, izmantojot siltuma bilances vienādojumu. Ja gaiss paredzēts izmantot kā aukstumaģentu, tad jānosaka tā daudzums, maksimālā iespējamā temperatūra pie CO ieplūdes, jāpārbauda putekļu saturs un agresīvu piemaisījumu klātbūtne tajā. Putekļu klātbūtne gaisā prasa putekļu filtru uzstādīšanu. Agresīvu gāzu klātbūtne gaisā, piemēram, sēra dioksīds, kas izraisa intensīvu metāla konstrukciju koroziju, prasīs izmantot īpašus filtrus.

Gaiss pie CO ieplūdes var būt silts; CO ir paredzēts gaisa kondicionieris, lai to atdzesētu līdz vajadzīgajai temperatūrai. Ja ekspluatācijas vietā nav gaisa vajadzīgajā daudzumā vai ar nepieciešamajiem parametriem, varat izmantot šķidro aukstumaģentu (ūdeni, degvielu) saskaņā ar ūdens-gaisa dzesēšanas shēmu. Šķidrā aukstumaģenta temperatūru var pazemināt ar siltummaiņiem.

Pietiekama gaisa vai šķidruma daudzuma trūkums objektā liek projektētājam nodrošināt siltuma noņemšanu aukstiem masīviem nesošo konstrukciju elementiem ar vadītspēju. Ja objektā nav barošanas avotu ar nepieciešamo spriegumu un jaudu, projektā ir jāievieš CO barošanas bloki, kas neapšaubāmi pasliktinās dzesēšanas EA konstrukcijas pamatparametrus.

Dzesēšanas metodes atkarībā no dzesēšanas vides veida iedala tiešā dzesēšanā un dzesēšanā ar šķidru dzesēšanas šķidrumu (netiešā dzesēšana).

Ar tiešu dzesēšanu dzesēšanas ierīču uztvertais siltums tiek tieši pārnests uz tajās vārošo aukstumnesēju. Dzesējot ar dzesēšanas šķidrumu, siltums dzesēšanas ierīcēs tiek pārnests uz starpvidi - dzesēšanas šķidrumu, ar kura palīdzību tas tiek pārnests uz aukstumaģentu, kas atrodas aukstumiekārtas iztvaicētājā, parasti atrodas kādā attālumā no dzesējamā objekta. .

Izmantojot šo dzesēšanas metodi, siltuma noņemšana no atdzesētā objekta izraisa dzesēšanas šķidruma temperatūras paaugstināšanos dzesēšanas ierīcēs, nemainot tā agregācijas stāvokli.

Konkrētas metodes pielietošanas jomas nosaka to raksturojums, kas ietekmē tehnoloģisko procesu, kā arī ekonomiskie rādītāji.

Saldēšanas sistēma ar tiešu dzesēšanu ir vienkāršāka, jo tai nav iztvaicētāja dzesēšanas šķidruma dzesēšanai un sūkņa tā cirkulācijai. Rezultātā šai iekārtai ir nepieciešamas zemākas sākotnējās izmaksas salīdzinājumā ar netiešo dzesēšanas iekārtu, kā arī zemākas enerģijas izmaksas.

Tajā pašā laikā tiešās dzesēšanas metodei ir arī nopietni trūkumi, proti:

Ja tiek pārkāpts sistēmas blīvums, telpās (ierīcēs) pastāv aukstumaģenta iekļūšanas risks. Bīstamība cilvēkiem ievērojami palielinās, ja tiek izmantoti toksiski aukstumnesēji, piemēram, amonjaks.

Pat izmantojot drošākus aukstumnesējus, piemēram, freonus, nav vēlams izmantot tiešu dzesēšanu telpās, kurās var būt liels cilvēku skaits.

Šāda abu sistēmu priekšrocību un trūkumu attiecība ilgu laiku nevienai no tām nedeva dominējošas priekšrocības.

Tomēr, pateicoties dzesēšanas iekārtu aukstumaģenta padeves automātiskās kontroles parādīšanos un plašu izmantošanu, aukstumiekārtas ar tiešu dzesēšanu ir ieguvušas priekšrocības, jo tās ir ekonomiskākas kapitāla un ekspluatācijas izmaksu ziņā un izturīgākas.

Atkarībā no dzesēšanas ierīču veida un gaisa cirkulācijas organizēšanas metodes dzesēšanas telpā bezkontakta dzesēšana ar siltuma pārnesi caur gaisu tiek sadalīta akumulatoru dzesēšanas sistēmās (izmantojot baterijas - dzesēšanas ierīces ar brīvu gaisa kustību), gaisa dzesēšana ( izmantojot gaisa dzesētājus - dzesēšanas ierīces piespiedu gaisa kustībā) un jauktu dzesēšanu (izmantojot baterijas un gaisa dzesētājus).

Gaisa dzesēšanas sistēmai ir raksturīga piespiedu gaisa kustība telpā un tās ievērojami lielāki ātrumi, atsevišķās ierīcēs sasniedzot pat 10 m/s.

Ar gaisa dzesēšanu gaiss tiek labāk sajaukts, kā rezultātā nav krasas temperatūras un gaisa mitruma atšķirības visā tilpumā.

Gaisa dzesēšanas sistēmām raksturīgie lielāki gaisa ātrumi pastiprina siltuma apmaiņas procesu gan starp atdzesēto korpusu un gaisu, gan starp gaisu un dzesēšanas ierīcēm (siltuma pārneses koeficients gaisa dzesēšanas laikā palielinās vidēji trīs līdz četras reizes). Tas samazina dzesēšanas laiku un tādējādi samazina apstrādes laiku.

Priekšrocības, kas piemīt dzesēšanas sistēmām ar gaisa dzesētājiem, ir acīmredzamas, tāpēc projektā tiek izmantota tieša decentralizēta dzesēšanas shēma, kā dzesēšanas ierīces izvēloties gaisa dzesētājus.

Aukstumaģents tiek piegādāts droseles ierīcēm, pateicoties spiediena starpībai starp aukstumiekārtas zemā un augsta spiediena malām.

Decentralizētas kameras dzesēšanas sistēmas izmantošanai ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar centralizētu dzesēšanas sistēmu, piemēram:

• - atdzesētu objektu neatkarība vienam no otra;
• - uzticamāka darbība, precīzu temperatūras apstākļu noteikšana;
• - iekārtu apjoma un cauruļvadu garuma samazināšana;
• - iespēja izmantot agregētas saldēšanas iekārtas un to augstāka uzticamība, pateicoties uzstādīšanas darbu vienkāršošanai un apjoma samazināšanai;
• - augsta rūpnīcas gatavība iekārtu uzstādīšanai.

LNAES-2 tehniskās ūdensapgādes sistēmas izvēles pamatojums Apaļais galds "AES dzesēšanas torņu izmantošanas vides aspekti atomelektrostaciju dzesēšanas sistēmās" Sosnovy Bor

Galvenās problēmas Pagaidām nav veikta salīdzinoša agregātu ar “sausajiem un mitrajiem dzesēšanas torņiem” darbības analīze. Nevar neņemt vērā, ka tvaika lāpa uztvers un izplatīs radiācijas aerosolus no ekspluatējošās LES ventilācijas caurulēm uz tuvāko apkārtni. Medicīnas eksperti jau prognozē šīs apkaimes izraisīto slimību skaita pieaugumu. Līdz šim nav veikti pētījumi par visu Somu līča ūdenī izšķīdušo ķīmisko vielu un bioloģisko komponentu iespējamām sekām uz cilvēka veselību un dabu, ko izplūdīs “slapji” dzesēšanas torņi.

Galvenie jautājumi Tvaika mākonis virs Sosnovoborska vulkāna aptvers Ļeņingradas apgabala pilsētu un tuvējās apdzīvotās vietas. Saulaino dienu skaits mūsu jau tā mākoņainajā reģionā ievērojami samazināsies. Ziemā mūsu pilsēta un apkārtnes apledo nepārtraukti krītoša mitruma dēļ. Īpaša diskusija attiecas uz 500 metru zonu ap dzesēšanas torņiem. Visvairāk cietīs strādājošās Ļeņingradas AES apkalpojošais personāls, NITI darbinieki, strādnieki un rūpnieciskajā zonā esošo uzņēmumu darbinieki.

Galvenie faktori dzesēšanas sistēmas izvēlei ir sākotnējās tehniskās prasības spēka agregāta jaudai, atsaucei, ekspluatācijas uzticamībai; vietējie klimatiskie un hidroloģiskie apstākļi, t.sk. ūdens apgādes avota pieejamība; telpas ierobežojumi; normatīvās dokumentācijas prasības vides aizsardzības jomā; izmaksu faktori, t.sk. ekspluatācijas izmaksas.

Krievijas Federācijas Ūdens kodekss no N 74-FZ (stājās spēkā no) 6. nodaļa. ŪDENS OBJEKTU AIZSARDZĪBA 60. pants. Ūdensobjektu aizsardzība ūdenssaimniecības sistēmas projektēšanas, būvniecības, rekonstrukcijas, nodošanas ekspluatācijā, ekspluatācijas laikā 4. punkts Projektēšana tiešās plūsmas tehniskās ūdensapgādes sistēmas nav atļautas.

Pārstrādes tehniskā ūdens apgādes sistēma Priekšrocības: ļauj krasi samazināt nepieciešamību pēc saldūdens atomelektrostacijās un ievērojami samazināt siltuma novadīšanu ūdens avotā Trūkumi: struktūras ziņā sistēma ir sarežģītāka nekā tiešās plūsmas, dārgāka veidot un darboties

Veikts darbs pie iztvaikošanas un “sauso” dzesēšanas torņu salīdzināšanas “Agregātu ar “sausajiem” un “slapjiem” dzesēšanas torņiem darbības salīdzinošā analīze” (AS “SPbAEP”, 2005) “Tehniskie un ekonomiskie pētījumi, salīdzinot “slapjo” un “sausie” dzesēšanas torņi saistībā ar NVNPP-2 vietas apstākļiem” (AS Atomenergoproekt, 2009)

Iztvaikošanas dzesēšanas torņu priekšrocības ir LNES-2 projekta nepieciešamo tehnisko un ekonomisko rādītāju sasniegšana, nodrošinot energobloka jaudu 1198 MW, dzesēšanas izmaksu minimizēšana, pieņemto lēmumu atsaucīgums, pozitīva ekspluatācijas pieredze strādājošās atomelektrostacijās. Krievijā un ārvalstīs, kas pieļauj nepieciešamo īstenošanas perioda projektu (nodošana ekspluatācijā 2013. gadā); atbilstība normatīvās dokumentācijas prasībām vides aizsardzības jomā

Sausās dzesēšanas torņi Sauso dzesēšanas torņu kapitāla izmaksas ir 3-5 reizes lielākas nekā iztvaikošanas dzesēšanas torņu izmaksas, kas ir būtisks atomelektrostaciju jaudas nepietiekamība, kas darbojas uz “sausajiem” dzesēšanas torņiem, kas ir saistīts ar augstāko temperatūru. atdzesēts ūdens, pieredzes trūkums lieljaudas “sauso” dzesēšanas torņu ekspluatācijā Ļeņingradas AES-2 vietas ziemas klimatiskajos apstākļos, kas samazina atomelektrostacijas darbības uzticamību Sausā dzesēšanas torņa siltuma noņemšana ir kontrolē, atverot/aizverot daudzus slēģus un ieslēdzot/izslēdzot siltuma apmaiņas sekcijas, izmantojot elektriski darbināmus vārstus, kuru pamatā ir daudzu sensoru signāli. Sistēmas uzticamība, īpaši sarežģītos laika apstākļos, ir ievērojami samazināta. termiskā ietekme uz vidi.

Dzesēšanas torņu ietekmes uz atomelektrostaciju ventilācijas emisiju sadalījumu novērtējums Dzesēšanas torņa lāpas ietekme uz gāzes-aerosola emisijas piemaisījumu difūziju LNAES-2 ventilācijas caurulē izraisa intensīvāku radioaktīvā izkliedi. piemaisījumu, jo tas izplatās pie lāpas. Aprēķinot iespējamās radionuklīdu koncentrācijas virszemes gaisā, tika izmantota 10 gadu meteoroloģisko novērojumu statistika. Atšķaidīšanas un nogulsnēšanās faktoru vērtības tika pētītas līdz 10 km rādiusā no emisijas avota (ieskaitot Sosnovi Boras pilsētu) 16 punktu virzienā.

Dzesēšanas torņu ietekmes uz atomelektrostaciju ventilācijas emisiju izplatību novērtējums Saskaņā ar piesardzīgām aplēsēm, ņemot vērā dzesēšanas torņa strūklas izplatību nemainīgā vēja virzienā, kas sakrīt ar virzienu no dzesēšanas torņa uz ventilācijas cauruli LNPP-2, noved pie vienas zemes koncentrācijas palielināšanās ne vairāk kā 2 reizes laikapstākļu stabilitātes kategorijām A–D, veidojot gaisa piesārņojumu līdz 3 km attālumā no atomelektrostacijas. Attālumos, kas lielāki par 10 km, maksimālais koncentrācijas pieaugums nepārsniegs 40%. Aplūkotajos apstākļos tika pētītas maksimālās iespējamās individuālās radiācijas devas kritiskai iedzīvotāju grupai, ko izraisa nominālās gāzes aerosola emisijas no LNPP-2. Nododot ekspluatācijā četrus blokus, dozu slodzes kritiskai iedzīvotāju grupai, ņemot vērā dzesēšanas torņu uzliesmojumu ietekmi, nepārsniegs beznosacījumu pieļaujamā riska līmeni (mazāk par 10 μSv/gadā) saskaņā ar NRB-99. /2009

Novērtējums par dzesēšanas torņu ietekmi uz ventilācijas emisiju sadalījumu no ekspluatācijas LNAS Inerto gāzu un 131-joda emisijas no 4 LAES-2 blokiem, kas galvenokārt veido iedzīvotāju dozas slodzi, nepārsniegs 40% no atbilstošo emisiju un līdz ar to arī iedzīvotāju dozas slodzi no ekspluatācijas Ļeņingradas AES. Saskaņā ar datiem no Rādija institūta nosauktā vārdā. V.G.Khlopins [referāts Starptautiskajā vides forumā “Vide un cilvēka veselība”, 2008, Sanktpēterburga; ziņojums sanāksmē AS Atomenergoproekt, Maskava, 2010] reālistisks aprēķins par efektīvām dozām iedzīvotājiem no pilsētā strādājošās Ļeņingradas AES emisijām nepārsniedza 0,5 μSv/gadā.

Novērtējums par dzesēšanas torņu ietekmi uz ventilācijas emisiju izplatību no ekspluatācijā esošās LNES Ņemot vērā iepriekš minēto iespējamo vienreizējo zemes koncentrāciju pieaugumu gaisā līdz 2 reizēm, dozu slodzes no gāzes aerosola emisijām no LNAS sakrīt LNPP-2 dzesēšanas torņu spārnu izplatīšanās zona tuvajā zonā (līdz 3 km no avota) nepārsniegs 1 μSv/gadā. Nododot ekspluatācijā četras VVER vienības, dozu slodzes kritiskai iedzīvotāju grupai, ņemot vērā dzesēšanas torņu uzliesmojumu ietekmi, nepārsniegs beznosacījumu pieļaujamā riska līmeni (mazāk par 10 μSv/gadā) saskaņā ar NRB- 99/2009

Specifiski piesārņotāji dzesēšanas torņu dzesēšanas ūdenī Specifisko komponentu saturam tehnisko ūdensapgādes sistēmu (MU, Rospotrebnadzor) ūdenī jānodrošina atbilstība maksimāli pieļaujamajām koncentrācijām darba zonas gaisā (AW). Tika veikts sākotnējais novērtējums par dzesēšanas torņu ūdens kvalitātes (1-2 bīstamības klases toksisko metālu sāļi) atbilstību vidējai diennakts maksimāli pieļaujamajai iedzīvotāju koncentrācijai, kas ir par 1-2 kārtām stingrāka salīdzinājumā ar maksimāli pieļaujamā koncentrācija darba zonas gaisā. Novērtējums tika veikts saskaņā ar 1. SAEA vadlīnijām Radioaktīvo materiālu izkliede gaisā un ūdenī un iedzīvotāju sadalījuma ņemšana vērā, novērtējot atomelektrostaciju vietas. NS-G Starptautisko drošības standartu prasības “Generic Models for Use in Assessing the Impact of Impact of Impact of Radioactive Substances to Environment” (VID Nr.19, IAEA, Vīne, 2001)

Specifiski piesārņotāji dzesēšanas torņu dzesēšanas ūdenī Elements attiecībā pret MPC smago metālu koncentrāciju gaisā pie dzesēšanas torņa ietekas Cu1, Pb1, Ni6, Cd5, Co9, Mn3, 210 -3

Specifiski piesārņotāji dzesēšanas torņu dzesēšanas ūdenī Gaisā pie dzesēšanas torņu ietekas (neņemot vērā atšķaidījumu ar atmosfēras gaisu) toksisko metālu koncentrācijas attiecībā pret maksimāli pieļaujamo koncentrāciju nepārsniedz 6 (niķelis, kas satur sākotnējo jūras ūdens). Ņemot vērā atmosfēras izkliedējošās īpašības ar maksimālo dispersijas koeficientu 10-4, tiek prognozēts, ka toksisko metālu koncentrācijas LNES-2 tuvējās zonas gaisā būs tūkstošiem reižu mazākas nekā MPC, kas. neradīs būtiskas sekas iedzīvotājiem un ekosistēmas komponentiem.

Inhibitori un biocīdi dzesēšanas torņa ūdenī Lai novērstu koroziju un bioloģisko piesārņojumu dzesēšanas torņos, tiek izmantoti šādi reaģenti: Koloidālais ogleklis Koncentrācija gaisā pie dzesēšanas torņa izejas = 8, mg/m3 (*) pie MPC.s. = 5, mg/m3 (ogleklis). Nātrija hipohlorīts Koncentrācija gaisā pie dzesēšanas torņa izejas = 1, mg/m 3 (*) pie MPC.s. = 3, mg/m 3 (hlora gadījumā). (*) Aprēķinātās koncentrācijas, kas iegūtas, izmantojot konservatīvu metodi (VID Nr.19, IAEA, Vīne, 2001)

Veikts valsts vides novērtējums LNES-2 1. Valsts vides novērtējums materiāliem, kas pamato Rostechnadzor licenci LNES-2 1. un 2. bloka izvietošanai 2. Valsts vides novērtējums materiāliem, kas pamato Rostechnadzor licenci 1. bloka būvniecībai. un 2 LNES-2 3. Glavgosexperttiza 4. Materiālu valsts vides novērtējums pamatojums Rostechnadzor licencei LNES-2 3. un 4. bloka izvietošanai.

LNES-2 pirmā posma veikto vides novērtējuma rezultāti “Vides valsts novērtējuma ekspertu komisija atzīmē, ka uzrādītie materiāli LNB-2 1. un 2. energobloku izvietošanas un būvniecības licences pamatojumam sastāvā. un saturs atbilst Krievijas Federācijas normatīvo aktu prasībām vides aizsardzības jomā. Iesniegtajā dokumentācijā ir ietverti materiāli par 1. un 2. energobloku ietekmi uz vidi, kas atspoguļo vides aizsardzības pasākumus un pamato plānotās darbības vides drošību.”

Vispārināti materiāli LNES-2 2. kārtas projekta Daudzfaktoru vides riska novērtējums iedzīvotājiem no vides piesārņojuma LNES-2 un LNES vienlaicīgas (normālas) darbības laikā saskaņā ar Rospotrebnadzor vadlīnijām R, NRB-99/ 2009, IAEA vadlīnijas, Rekomendācijas ICRP u.c.. Novērtējot energobloka avāriju radītās sekas uz iedzīvotājiem, zemes, gaisa, ūdens, pārtikas piesārņojuma pakāpi saskaņā ar SAEA rekomendācijām (Kodolenerģijas varbūtības drošības novērtējumu veikšanas kārtība) Rūpnīcas (3. līmenis): sekas ārpus objekta un sabiedrībai radītā riska novērtējums: drošības prakse. IAEA drošības sērija Nr. 50-P-12).

LNES-2 dzesēšanas torņa projekta modernizācija būvniecības laikā Energobloka sākotnējais risinājums Dzesēšanas torņu skaits uz bloku Cirkulācijas ūdens plūsmas ātrums, m3/stundā Ūdens zudumi iztvaikošanas dēļ, % / m3/dienā Ūdens zudumi ar pilienu piesaisti, % / m3/dienā Kopējie zaudējumi četriem energoblokiem, m3/dienā Bloks,1 / ,002 / 3,6 Bloks,1 / ,002 / 3,4 Bloks,1 / ,002 / 3,4 Bloks,1 / ,002 / 3,4 Optimizēts energobloku risinājums Skaits dzesēšanas torņu uz vienību Cirkulācijas ūdens patēriņš, m3/st. Ūdens zudumi iztvaikošanas dēļ, % / m3/diennā Ūdens zudumi ar pilienu iekļūšanu, % / m3/dienā Kopējie zudumi četriem energoblokiem, m3/dienā Bloks .1 / .001 / 1,8 Block,1 / .001 / 1,7 Block,1 / .001 / 1,7 Block,1 / .001 / 1,7

LNES-2 dzesēšanas torņa projekta modernizācija būvniecības laikā Izstrādājot LNPP-2 dzesēšanas torņu darba dokumentāciju, tika panākts ūdens zudumu samazinājums m3/diennaktī. Tajā pašā laikā uz pusi tika samazināts zaudējumu apjoms pilienu iekļūšanas dēļ. Šādi rezultāti tika sasniegti, izmantojot ļoti efektīvus ūdens uztvērējus un loģiskā ūdens patēriņa samazināšanas pamatojumu.

Baltkrievijas Republikas Izglītības ministrija

Izglītības iestāde "Baltkrievijas Valsts universitāte"

datorzinātne un radioelektronika"

RES departaments

KOPSAVILKUMS

par tēmu:

“Dzesēšanas metodes izvēle agrīnā projektēšanas stadijā”

Minska, 2008

Dzesēšanas metode lielā mērā nosaka dizainu, tātad jau agrīnā projektēšanas stadijā (tehniskais piedāvājums un priekšprojekts). Ir nepieciešams izvēlēties dzesēšanas metodi un tikai tad sākt attīstību. Agrīnā stadijā projektētāja rīcībā ir tehniskā specifikācija, kurā ir informācija par termiskā režīma raksturu; lai izvēlētos dzesēšanas metodi, ir nepieciešami šādi dati:

Jauda izkliedēta blokā;

Iespējamo apkārtējās vides temperatūras izmaiņu diapazons, ;

Apkārtējā spiediena izmaiņu ierobežojumi, ;

Nepārtrauktas darbības laiks;

Vismazāk karstumizturīgā elementa temperatūra;

Pirms aprēķinu veikšanas ir jāaprēķina aizpildījuma koeficients pēc tilpuma:

kur ir i-tā elementa tilpums;

Elementu skaits;

Tilpums, ko aizņem elektroniskā sistēma.

Tilpuma piepildījuma koeficients raksturo tilpuma lietderīgās izmantošanas pakāpi, tas parasti ir norādīts tehniskajās specifikācijās.

Aprēķinot, nepārtrauktas darbības laikam jābūt garam, jo ​​aprakstīto metodi nevar pielietot īstermiņa vai periodiskos režīmos. Termiskās īpašības ietekmē spiediens, īpaši zems spiediens. Elektroniskās sistēmas korpusa laukums un tilpuma piepildījuma koeficients tiek izmantoti, lai noteiktu siltuma apmaiņas virsmas nosacīto vērtību, ko nosaka:

kur ir ierīces korpusa ģeometriskie izmēri.

Ja dzesēšanas metode ir izvēlēta lielam elementam, tad siltuma apmaiņas virsmas izmēru nosaka pēc atbilstošajiem rasējumiem, pamatojoties uz virsmas ģeometriskajiem izmēriem, kas atrodas tiešā saskarē ar dzesēšanas šķidrumu. Galvenais rādītājs, kas nosaka dzesēšanas metodes lietderīgas pielietošanas jomas, ir siltuma plūsmas blīvuma vērtība, kas iet caur siltummaiņas virsmu. Šo vērtību nosaka šādi:

kur ir koeficients, ņemot vērā gaisa spiedienu. Noteikts no tabulām (piemēram, Dulnik G.M. “Siltuma un masas pārnese REA”).

Pie normāla atmosfēras spiediena.

Otrais indikators var būt minimālā pieļaujamā elementa pārkaršana, ko nosaka šādi:

kur ir vismazāk karstumizturīgā elementa korpusa pieļaujamā temperatūra, t.i. šī ir elementa minimālā temperatūras vērtība, un lieliem elementiem tā ir atdzesētās virsmas pieļaujamā temperatūra.

Apkārtējās vides temperatūra; dabiskai gaisa dzesēšanai, t.i. atbilst tehniskajā specifikācijā norādītajai maksimālajai temperatūrai; piespiedu gaisa dzesēšanai, t.i. atbilst gaisa (šķidruma) temperatūrai pie ieejas elektroniskajā sistēmā.

1. attēlā parādītas jomas, kurās var būt noderīgas dažādas dzesēšanas metodes.

Augšējās līknes atbilst; tās parasti izmanto, lai izvēlētos lielu elementu dzesēšanas metodi; apakšējās līknes atbilst blokiem, statīviem utt.

Šeit 1 – dabiskā gaisa dzesēšana; 2 – iespējams izmantot dabisko un piespiedu gaisa dzesēšanu; 3 – piespiedu gaisa dzesēšana; 4 – piespiedu gaisa un šķidruma dzesēšana; 5 – piespiedu šķidruma dzesēšana; 6 – piespiedu šķidruma un dabiskā iztvaikošanas dzesēšana; 7 – piespiedu šķidruma piespiedu un dabiskā iztvaikošanas dzesēšana; 8 – piespiedu un dabiskā iztvaikošanas dzesēšana; 9 – piespiedu iztvaikošanas dzesēšana.

Dzesēšanas metodes izvēles problēma vispilnīgāk tiek izskatīta 1. un 2. reģionā.

Apskatīsim, piemēram, dzesēšanas metodes izvēles procedūru, kad indikatori ietilpst 2. zonā, šim nolūkam ir izveidoti papildu grafiki (2-5. att.).

Piemērs: elektroniska sistēma ar indikatoriem, ar dabisku gaisa dzesēšanu noslēgtā korpusā, termisko apstākļu nodrošināšanas varbūtība un ar iekšēju gaisa sajaukšanos ar noteiktu plūsmas ātrumu, nodrošināšanas varbūtība.

Attēlā 5, atšķirībā no iepriekšējiem, tiek ieviests vēl viens rādītājs - masas gaisa plūsma uz elektroniskās sistēmas izkliedēto jaudas vienību. Gaisa plūsma dzesēšanai jānorāda tehniskajās specifikācijās vai arī varat izmantot pieņemtos aptuvenos aprēķinus:

Ar racionālu projektēšanu var nodrošināt elektroniskās sistēmas termisko režīmu pie noteiktas gaisa plūsmas

Stacionārajās elektroniskajās sistēmās, kur nav tik stingru izmēru, svara un enerģijas patēriņa ierobežojumu.

Gaisa plūsmas palielināšana ir jēga, ja tā palielina elektroniskās sistēmas uzticamību.

Sīkāk aplūkosim attēlā parādīto varbūtības aplēšu nozīmi. 2-5. Izstrādājot elektronisko sistēmu, ir jāievēro daudzas dažādas prasības, no kurām svarīgākās ir:

Elektriskās prasības;

Augsta uzticamība (vidējais laiks starp kļūmēm, darbība bez traucējumiem);

Masas un tilpuma samazināšana;

Normālu termisko apstākļu radīšana;

Aizsardzība pret triecieniem un vibrācijām, akustiskajiem trokšņiem;

Izmaksu samazināšana;

Izgatavojamības uzlabošana utt.

Paturot to prātā, projektēšanas process kļūst par grūti formulējamu uzdevumu.

Izvēloties dzesēšanas metodi, jums jāvadās pēc šādiem noteikumiem:

Ja punkts ar dotajiem parametriem kādā no grafikiem (2-5. att.) iekrīt varbūtības apgabalā, tad var izvēlēties šo dzesēšanas metodi.

Ja, tad var izvēlēties šo dzesēšanas metodi, tomēr, projektējot, lai nodrošinātu termiskos apstākļus, jāpievērš lielāka uzmanība, jo mazāka varbūtība;

Ja, tad nav ieteicams izvēlēties šo dzesēšanas metodi, pretējā gadījumā īpaša uzmanība jāpievērš termisko apstākļu nodrošināšanai, kas nozīmē iespēju palielināt izmērus, svaru un citus dizaina risinājumus;

Ja tā, tad normālus termiskos apstākļus nodrošina ārkārtīgi reti, un, ja tā, tad gandrīz neiespējami.

Piemērs: pieņemsim, ka saskaņā ar tehniskajām specifikācijām ir jānosaka necaurlaidīgas elektroniskās sistēmas dzesēšanas metode ar šādiem sākotnējiem datiem: ilgstošs režīms, spiediens ārpus iekārtas ir normāls.

Pieņemsim, ka mums ir jānodrošina normāli termiskie apstākļi ar varbūtību. Izmantosim diagrammas attēlā. 5 no kuriem mēs nosakām, no kā izriet, tāpēc, ja ievērojat iepriekš sniegtos ieteikumus, varat izvēlēties šo dzesēšanas metodi.

Ir zināms, ka spiediena pazemināšanās veicina siltuma pārneses apstākļu pasliktināšanos, jo elementu temperatūra sāk paaugstināties, lai gan vienībā izkliedētā jauda paliek nemainīga. Tāpēc, aprēķinot, ir jāņem vērā koeficients, kas ir izvēlēts no tabulas (uzziņu grāmatām). Bieži vien elektroniskajām sistēmām izmanto hermētisku bloku korpusu hermetizāciju.

Problēma: pieņemsim, ka ir jāizvēlas metode elektroniskās sistēmas bloka dzesēšanai, kas ilgstoši darbojas zem spiediena gaisa kuģa bezspiediena nodalījumā. Bloķēt avota datus: .

No tabulas mēs to nosakām, tad iegūstam:

No līknēm (1. att.) nosakām, ka bloka parametri atrodas uz 2. un 3. zonas robežas, tāpēc vēlams izvēlēties piespiedu gaisa dzesēšanu. Tomēr mēs pārbaudīsim iespēju izmantot dabisko gaisa dzesēšanu, šim nolūkam izmantosim diagrammas 2-5. Saskaņā ar 2. grafiku mēs pārbaudīsim iespēju izmantot noslēgtu korpusu bez spiediena un ar spiedienu. No grafika var redzēt, ka varbūtība ir apm. Pamatojoties uz ieteikumiem, šo dzesēšanas metodi nevajadzētu izvēlēties. Pastiprinājuma izmantošana neradīs būtisku uzlabojumu, jo (tabula), un varbūtība ir apm.

Pārbaudot iekšējo sajaukšanos pie ātrumiem un ņemot vērā, kas, attiecīgi, var pārliecināties, ka termisko apstākļu nodrošināšanas varbūtība nedaudz palielināsies un attiecīgi, un līdz ar to šo dzesēšanas metodi var izmantot, lai nodrošinātu nepieciešamo ātrumu iekšējai gaisa sajaukšanai, var būt nepieciešama kompresora uzlāde. Tāpēc ir nepieciešams aprēķināt ventilatora režīmus iekšējai gaisa sajaukšanai iekārtā ar pazeminātu spiedienu.

Saskaņā ar att. 3 Kad mēs pārbaudām iespēju izmantot ārējo pūšanu, tad iespējamība ir, tāpēc šo dzesēšanas metodi var pieņemt.

Ja izmantojat bloka dzesēšanu, pūšot aukstu gaisu, tad no att. No 5 izriet, ka, ņemot vērā īpatnējo gaisa plūsmas ātrumu, iekārtas termiskos apstākļus var nodrošināt ar varbūtību.

Ja izmantojat perforētu korpusu, tad no att. 4 var iegūt, ka bloka varbūtība.

Vispārīgi secinājumi

1. Ja atbilstoši ekspluatācijas apstākļiem iekārtai jābūt izgatavotai noslēgtā korpusā, tad ir jāizvēlas piespiedu gaisa dzesēšana ar iekšēju gaisa sajaukšanu vai ar ārējo gaisa plūsmu. Ja piespiedu dzesēšana nav iespējama, tad, lai īstenotu dabisko dzesēšanu gaisa plūsmas klātbūtnē, ir nepieciešams vai nu palielināt bloka ģeometriskos izmērus, vai samazināt izkliedēto jaudu vai pazemināt apkārtējās vides temperatūru.

2. Ja ekspluatācijas apstākļu dēļ iekārta var nebūt izgatavota noslēgtā korpusā, tad ar lielu varbūtību ir iespējams nodrošināt normālus termiskos apstākļus ar piespiedu dzesēšanu ar aukstā gaisa pūšanu. Šī metode ir vispiemērotākā.

LITERATŪRA

1. Dostanko A.P., Pikul M.I., Khmyl A.A. Datoru ražošanas tehnoloģija. - Mn.: Augstskola, 2004.

2. Virsmas montāžas tehnoloģija: Mācību grāmata. pabalsts / Kundas S.P., Dostanko A.P., Anufriev L.P. un citi - Mn.: “Armita - mārketings, vadība”, 2000.

3. Radioelektronisko ierīču tehnoloģija un ražošanas automatizācija: mācību grāmata / A.P. Dostanko, V.L.Laņins, A.A. Khmils, L.P. Anufrijevs; Ģenerāļa vadībā ed. A.P. Dostanko. – Mn.: Augstāk. skola, 2002

4. Guskovs G.A., Bļinovs G.A., Gazarovs A.A. Mikroelektronikas iekārtu uzstādīšana M.: Radio un sakari, 2005.-176lpp.

5. Elastīga automatizēta ražošana. REA ražojamības vadība / A.M. Voichinsky, N.I. Didenko, V.P. Luzin.-M.: Radio un sakari, 2007.-272 lpp.

Gaisa kondicionēšanas sistēma ir paredzēta, lai veiktu šādas funkcijas:

• - normālu dzīves apstākļu nodrošināšana pasažieriem un apkalpei lidojumā un uz zemes;
• - borta radioelektronisko iekārtu dzesēšana.

Gaisa kuģa vadības sistēma sastāv no divām apakšsistēmām, no kurām katra ietver:

• - gaisa atgaisošanas sistēma no gaisa kuģa dzinējiem vai no palīgierīces;
• - gaisa dzesēšanas un mitruma attīrīšanas sistēma;
• - gaisa padeves un sadales sistēma lidmašīnas salonā;
• - uzraudzības un kontroles sistēma.

Dzinēja gaisa atgaisošanas sistēma

Gaiss tiek ņemts no dzinēju kompresoru posmiem. Gaisa atgaisošanas sistēma sastāv no:

• - dzinēja gaisa ieplūdes bloks;
• - spiediena regulators, kas nodrošina nepieciešamo spiedienu dzesēšanas sistēmas ieejā;
• - siltummainis, kas nodrošina temperatūru ekstrakcijas sistēmas izejā ne augstāku par 200 C.

Gaisa dzesēšanas sistēma

Saskaņā ar vadlīniju ieteikumiem šāda tipa lidmašīnām mēs izvēlamies divpakāpju divu turbīnu SCR ar mitruma atdalīšanu augstspiediena līnijā un siltuma atgūšanu turbo-ledusskapja turbīnas ieejā (1. att.)

Šīs SCR shēmas priekšrocība salīdzinājumā ar shēmām ar mitruma atdalīšanu zemspiediena līnijā ir augstāka atdzesētā gaisa žāvēšanas pakāpe. Atdzesētā gaisa starpposma saspiešanas otrā posma izmantošana ļauj palielināt SCR efektivitāti un termisko efektivitāti, un gaisa sildīšana turbīnas priekšā palielina turbo-ledusskapja kalpošanas laiku.

Gaiss no nosūkšanas sistēmas tiek piegādāts dzesēšanas sistēmai caur plūsmas regulatoru. Pirmkārt, gaiss tiek atdzesēts sākotnējā siltummainī AT1 līdz noteiktai temperatūrai (definēta 3. punktā), pēc tam tas nonāk TX turbo dzesēšanas iekārtas KM kompresorā. Pēc kompresora gaiss nonāk mitruma atdalīšanas “cilpā” turbīnas T priekšā, ko veido reģeneratīvais siltummainis AT3 kondensāta iztvaicēšanai un kondensators AT4 mitruma kondensācijai. Gaiss kondensatorā tiek atdzesēts līdz vajadzīgajai temperatūrai ar gaisu, kas iziet no turbīnas. Ūdens kondensāts tiek atdalīts HP ūdens separatorā un ievadīts galvenā siltummaiņa attīrīšanas līnijā un pēc tam atmosfērā. No kreisās un labās puses dzesēšanas bloka gaiss ieplūst vienā aukstā gaisa kolektorā un no turienes salonā.

1. att.

Gaisa sadales un padeves sistēma

Sadales un padeves sistēma ir paredzēta, lai sagatavotu gaisa maisījumu ar nepieciešamajiem parametriem, piegādātu to salonā un izplatītu lidmašīnas kabīnēs, kabīnē un dzīvojamās telpās. Sistēma ietver:

• - aukstā gaisa savācējs;
• - karstā gaisa savācējs;
• - temperatūras un gaisa spiediena sensori salonā;
• - gaisa sadales ierīces salonos, kabīnēs un servisa zonās.

Gaisa temperatūra salonā tiek regulēta, sajaucot karstu gaisu gaisā no dzesēšanas sistēmas.

Daļa gaisa no pasažieru saloniem caur filtriem ar elektriskajiem ventilatoriem tiek padota ežektoros, kuros tiek sajaukts svaigais un izlietotais gaiss un tiek padots aukstā gaisa kolektorā. Ežektori ir veidoti tā, lai gaiss aiz tiem varētu ieplūst: jaukts gaiss kabīnēs un svaigs gaiss kabīnē.