Intensification of Heat Transfer during Steam Condensation in Process Condenser of NPP Unit Cooling System

Abstract

У роботі досліджено теплообмін під час конденсації водяної пари на вертикальних трубах технологічного конденсатора системи розхолоджування енергоблоку АЕС. Чисельне дослідження виконано за різних масових витратах пари в діапазоні їх зміни від 20 кг/с до 40 кг/с. Інтенсифікація теплообміну передбачена за рахунок застосування високоефективних теплообмінних профільованих трубок. Для дослідження використано комплект теплообмінних трубок діаметром 25 мм і товщиною стінки 1,4 мм з різними значеннями відстані між канавками профільованої труби: 0,007075 м; 0,00875 м; 0,00925 м; 0,0105 м. Також досліджувався вплив глибини канавки профільованої труби (у діапазоні від 0,0007 до 0,0009 м) на теплообмін під час конденсації водяної пари на вертикальних трубах. Дослідження виконано для діапазону зміни числа Рейнольдса для конденсатної плівки від 5254,2 до 10508,5. У роботі отримано дані, що вказують на зростання коефіцієнта тепловіддачі на трубі з інтенсифікатором порівняно з коефіцієнтом тепловіддачі на гладкій трубі. У цьому аналізі не враховувалася зміна температури стінки трубки.The paper investigates heat transfer during condensation of water vapor on vertical pipes of the process condenser of the cooling system of a nuclear power unit. The numerical study was performed at different mass flow rates of steam in the range of its change from 20 kg/s to 40 kg/s. Intensification of heat exchange is provided by the use of highly efficient heat exchange profiled tubes. The study used a set of heat exchange tubes (25 mm in diameter and 1.4 mm wall thickness) with the following values of the distance between the grooves of the profiled tube: 0.007075 m, 0.00875 m, 0.00925 m, 0.0105 m. The effect of the groove depth (from 0.0007 to 0.0009 m) on heat transfer during water vapor condensation on vertical pipes was also studied. The study was carried out for the range of changes in the Reynolds number for the condensate film from 5254.2 to 10508.5. The study obtained data indicating an increase in the heat transfer coefficient on the pipe with an intensifier compared to the heat transfer coefficient on a smooth pipe. This analysis did not take into account the change in tube wall temperature.