Судовые ядерные паропроизводящие установки

Рассмотрены конструкции одно- и двухконтурных ядерных паропроизводящих установок.
Изложены вопросы гидродинамики, теплообмена и сепарации в их элементах.
Приведены методы проектирования ядерных реакторов и парогенераторов, включающие теплогидравлические и прочностные расчеты.
Значительное место уделено изучению статических характеристик, а также способам расчета динамики и исследования устойчивости в элементах и контурах ядерных установок.
Даны сведения об особенностях водного режима.
Для студентов кораблестроительных вузов, обучающихся по специальности "Проектирование и монтаж судовых энергетических установок".

Содержание
Предисловие
Принятые сокращения
Введение
Глава 1. Паропроизводящие установки с водо-водяными реакторами
1.1. Общая характеристика ППУ с водо-водяными реакторами
1.1.1. Принципиальная схема двухконтурной ППУ
1.1.2. Требования, предъявляемые к судовым ядерным ППУ
1.1.3. Свойства ППУ с ВВР
1.1.4. Конструктивные типы судовых ППУ
1.1.5. Петлевая схема ППУ с раздельным размещением элементов
1.1.6. Петлевая схема ППУ с блочной компоновкой
1.1.7. Моноблочная компоновка ППУ
1.2. Реакторы с водой под давлением
1.2.1. Общая конструктивная схема ВВР
1.2.2. Активная зона ядерного реактора
1.2.3. Тепловыделяющие элементы и ядерное топливо
1.2.4. Тепловыделяющие сборки
1.2.5. Рабочие органы управления и защиты
1.2.6. Корпус реактора
1.3. Конструкции блочных и моноблочных ППУ
1.3.1. ППУ ледокола типа "Арктика" и лихтеровоза "Севморпуть"
1.3.2. ППУ атомохода "Отто Ган"
1.3.3. ППУ проектов типов CAS, BPWR и CNSG
1.4. ППУ с кипящими реакторами
1.4.1. Принципиальные схемы ППУ с кипящими реакторами....
1.4.2. Особенности и свойства кипящих реакторов
1.4.3. Кипящие реакторы с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя
1.4.4. Кипящий реактор с перегревом пара
1.5. Размещение ППУ на судне
1.5.1. Основные требования к размещению ППУ на судне
1.5.2. Конструктивные типы помещений ППУ
Глава 2. Ядерные энергетические установки с газовым и жидкометаллическим теплоносителями
2.1. ЯЭУ с газовым теплоносителем
2.1.1. Свойства и особенности газовых теплоносителей
2.1.2. Одноконтурные ЯЭУ с газоохлаждаемыми реакторами
2.1.3. Двухконтурные ЯЭУ с газоохлаждаемыми реакторами
2.1.4. Конструкции и материалы твэлов газоохлаждаемых реакторов
2.1.5. Конструкции газоохлаждаемых реакторов
2.2. ППУ с жидкометаллическим теплоносителем
2.2.1. Свойства и особенности жидкометаллических теплоносителей
2.2.2. Схемы ППУ с жидкометаллическим теплоносителем
2.2.3. Конструкции реакторов с ЖМТ и элементов контуров ЯППУ
2.2.4. Материалы ЯППУ с ЖМТ
Глава 3. Парогенераторы судовых ядерных паропроизводящих установок
3.1. Схемы парогенераторов
3.1.1. Требования к парогенераторам
3.1.2. Классификация парогенераторов
3.1.3. Парогенераторы с естественной циркуляцией
3.1.4. Парогенераторы с многократной принудительной циркуляцией
3.1.5. Прямоточные парогенераторы
3.2. Конструкции парогенераторов
3.2.1. Парогенераторы, обогреваемые водой
3.2.2. Парогенераторы с жидкометаллическим теплоносителем
3.2.3. Парогенераторы с газовым теплоносителем
3.2.4. Материалы поверхностей теплообмена парогенераторов
Глава 4. Сепарация пара
4.1. Требования к качеству пара в ЯЭУ
4.2. Сепарация пара в свободном объеме
4.2.1. Факторы, влияющие на влажность пара
4.2.2. Внутрибарабанные сепарационные устройства
4.3. Центробежные сепараторы
4.3.1. Конструктивные особенности центробежных сепараторов
4.3.2. Основы расчета центробежных сепараторов
4.4. Захват пара в опускные каналы циркуляционного контура
Глава 5. Гидравлические сопротивления в реакторах и парогенераторах
5.1. Сопротивление при движении однофазной среды
5.1.1. Коэффициенты сопротивления трения
5.1.2. Коэффициенты сопротивления поперечно обтекаемых пучков гладких труб
5.1.3. Коэффициенты местных сопротивлений
5.1.4. Гидравлические сопротивления при течении жидкости в каналах некруглого сечения
5.1.5. Особенности гидравлики потока жидкого металла
5.2. Сопротивление при движении двухфазной среды
5.2.1. Режимы течения двухфазной среды
5.2.2. Расходные и истинные характеристики двухфазных потоков
5.2.3. Определение истинного объемного паросодержания и плотности пароводяной смеси
5.2.4. Гидравлическое сопротивление при движении двухфазной смеси в необогреваемых каналах
Глава 6. Теплообмен в ядерных реакторах и парогенераторах
6.1. Теплообмен при движении однофазного теплоносителя
6.1.1. Теплоотдача при течении жидкости в гладких трубах
6.1.2. Теплоотдача при поперечном омывании пучка круглых труб
6.1.3. Теплоотдача при течении жидких металлов
6.2. Теплообмен при турбулентном течении жидкости в каналах некруглого сечения
6.3. Теплообмен при движении кипящей воды
6.4. Кризис теплообмена при кипении
6.4.1. Особенности течения двухфазной смеси в каналах
6.4.2. Типы кризисов теплообмена
Глава 7. Проектирование и теплогидравлический расчет водоохлаждаемых ядерных реакторов
7.1. Исходные данные и назначение теплового расчета
7.2. Задачи и последовательность теплогидравлического расчета ЯР на ранних стадиях проектирования
7.3. Теплотехническая надежность активной зоны и факторы перегрева
7.4. Гидравлический расчет реактора. Назначение гидравлического расчета
7.5. Особенности теплогидравлического расчета кипящей активной зоны
Глава 8. Проектирование и теплогидравлический расчет парогенератора
8.1. Исходные данные и расчет теплового баланса
8.1.1. Задачи и виды теплового расчета ПГ
8.1.2. Исходные данные
8.1.3. Уравнения теплового и материального балансов
8.1.4. t, Q-диаграмма и ее свойства
8.2. Расчет поверхностей теплообмена ПГ
8.2.1. Змеевиковая поверхность теплообмена
8.2.2. Основные положения расчета поверхностей теплообмена
8.2.3. Особенности расчета прямоточных ПГ
8.2.4. t, Н-диаграмма и ее свойства
8.3. Гидродинамический расчет ПГ
8.3.1. Основные положения
8.3.2. Проблемы гидродинамики циркуляционного контура ППУ
8.3.3. Гидравлическая характеристика циркуляционного контура ППУ
Глава 9. Прочность элементов реакторов и парогенераторов
9.1. Расчетные условия и формулы
9.1.1. Расчетные условия и допускаемые напряжения
9.2.1. Расчет на прочность элементов реактора и ПГ
9.2. Проверочные расчеты элементов
9.2.1. Цель поверочных расчетов
9.2.2. Температурные напряжения в элементах ЯР и ПГ
9.2.3. Оценка долговечности при термопульсациях
9.2.4. Влияние вибрационного воздействия теплоносителя
9.2.5. Сопротивление хрупкому разрушению
Глава 10. Работа ППУ на частичных уровнях мощности
10.1. Программы управления параметрами теплоносителя ППУ
10.1.1. Режимы работы и схема управления двухконтурной ППУ
10.1.2. Выбор управляемых параметров теплоносителя
10.1.3. Статические характеристики ППУ при постоянном расходе теплоносителя
10.1.4. Статические характеристики ППУ с переменным расходом теплоносителя
10.2. Статические характеристики ППУ с прямоточным ПГ
10.3. Статические характеристики ППУ с ПГ при естественной и многократной принудительной циркуляциях
Глава 11. Нестационарные режимы ядерной паропроизводящей установки
11.1. Основные задачи расчета нестационарных процессов ЯППУ
11.2. Уравнения динамики первого и второго контуров ППУ с реактором водо-водяного типа и прямоточным ПГ
11.3. Методы решения уравнений динамики
11.4. Основные переходные процессы в ЯППУ
Глава 12. Гидродинамическая неустойчивость ядерных паропроизводящих установок
12.1. О проблеме устойчивости течения пароводяной смеси в каналах
12.2. Расчетный анализ характеристик нестационарных процессов в каналах
12.3. Вынужденные колебания и их связь с устойчивостью
Глава 13. Коррозия и водный режим в судовых ядерных паропроизводящих установках
13.1. Факторы, влияющие на скорость коррозионных процессов
13.1.1. Влияние структуры и состояния поверхности стали
13.1.2. Влияние величины и характера напряженности материала
13.1.3. Влияние состава воды
13.1.4. Влияние температуры
13.1.5. Влияние агрегатного состояния воды и давления
13.1.6. Влияние скорости движения среды
13.1.7. Влияние облучения
13.2. Особенности коррозии нержавеющих сталей и других материалов
13.3. Особенности водного режима в судовых ППУ
Список литературы