ЯЭУ ледокола Таймыр, разработка алгоритма

Литература.doc

VII. Список используемой литературы.
Ракицкий Б.В. Судовые ядерные энергетические установки. Учебник – Л.: Судостроение 1976;
Шаманов Н.П. Пейч Н.Н. Дядик А.Н. Судовые ядерные паропроизводящие установки. Учебник – Л.: Судостроение 1990;
Голубев Н.В. Горбунов Н.М. Поздеев А.В. и др. Основы проектирования судовых энергетических установок. – Л.: Судостроение 1973;
Кузнецов В.А.. Судовые ядерные энергетические установки. Учебник – Л.: Судостроение 1989;
Олейник В.Н. Походий В.И. Бондаренко В.П.. Устройство и оборудование современных судовых ядерных энергетических установок. Учебное пособие. – Л.: Издательство ЛКИ 1986
Эпельман Т.Е. Ипатенко А.Я.. Судовые теплоэнергетические установки и их оборудование. – Л.: Судостроение 1974;
Каштелян В.И. Позняк И.И. Рывлин А.Я.. Сопротивление льда движению судна. – Л.: Судостроение 1968
Игнатьев М.А.. Гребные винты судов ледового плавания. – Л.: Судостроение 1966;
Дейч М.Е. Филиппов Г.А. и др. Атлас профилей решеток осевых турбин. - М.: Машиностроение 1965;
Лычаков А.И.. Судовые турбоагрегаты. Тепловые и габаритные расчеты. Методические указания. - Северодвинск РИО Севмашвтуза 1997.
Ривкин С.Л. Александров А.А.. Теплофизические свойства воды и водяного пара. – М.: Энергия 1980;
Ермилов В.Г.. Теплообменные аппараты и конденсационные установки. – Л.: Судостроение 1969;
Андрющенко Р.С.. Судовое вспомогательное оборудование. – Л.: Судостроение 1991;
Андреев П.А. Гремилов Д.И. Федорович Е.Д.. Теплообменные аппараты ядерных энергетических установок. – Л.: Судостроение 1969;
Справочник по технической акустике. Под редакцией М. Хекла и Х.Л. Мюллера. – Л.: Судостроение 1980;
Авферонок Э.И. Беляковский Н.Г. Боголепов И.И.и др. Справочник по судовой акустике. Под общей редакцией доктора технических наук профессора И.И. Клюкина и кандидата технических наук И.И. Боголепова. – Л.: Судостроение 1978;
Зенкевич А.М. Метод конечных элементов в технике. Л.: Судостроение 1978;
Паснов В.А. Метод конечных элементов расчетах судовых конструкций. Л.: Судостроение 1982;
Светлицкий А.И. Механика стержней. Л.: Судостроение 1977;
Пшеницын А.А. Исследование динамических характеристик трубок ТОА. Известие. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1989 №5;
Пшеницын А.А. Горин С.В. О методе расчета и управление динамическими характеристиками трубопроводов при проектировании. Вопросы технологии эффективности производства и надежности. Выпуск №19 2002;
Баяковский Ю.М. Галактионов В.А. Михайлова Т.Н. Графор. Графическое расширение Фортрана. М.:Наука 1985;
Брич З.С. Капилевич Д.В. Клецкова Н.А. Фортран 77 для ПЭВМ ЕС. М.:Финансы и статистика 1991;
Карпов Б.Н. Баранова Т.М. С++. Специальный справочник. СПб.:Питер 2001;
Симонович С.С. Евсеев Г.А. Занимательное программирование С++. М.: АСТ Пресс 2001;
Франка П. С++. Учебный курс. СПб.: Питер 2002;
ОСТ 5. 95057 – 90. Системы судовые и системы судовых энергетических установок. Типовой технологический процесс изготовления и монтажа трубопроводов;
РД 5. 0241 – 91. Безопасность труда при строительстве и ремонте судов. Основные положения. – М.: Издательство стандартов 1992;
67 – 82 – 006 – 99. Инструкция по охране труда для рабочих занимающихся гидравлическими и пневматическими испытаниями различных конструкций. – Северодвинск: Издательство ФГУП «ПО Севмаш» 1999;
67 – 82 – 201 – 85. Инструкция по технике безопасности для рабочих занятых гибкой обработкой и монтажом труб. – Северодвинск: Издательство ФГУП «ПО Севмаш» 1986;
РД 5. 9820 – 80. ССБТ. Системы судовые и системы судовых энергетических установок. Требования безопасности при гидравлических испытаниях. – М.: Издательство стандартов 1981;
ГОСТ 12.1 004 – 91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. – М.: Издательство стандартов 1992;
ГОСТ 12.4.011 – 89 (СТ СЭВ 1086 – 88). Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация. – М.: Издательство стандартов 1990;
РД5 – Р. ГКЛИ. 3430. 021 – 2000. Руководящий документ. Экспертиза требований безопасности и охраны окружающей среды в проектной и технологической документации. Основные положения. – М.: Издательство стандартов 2000;
Рижинашвили Г.М. Ерыкалова Н.А.. Единая система конструкторско – технологической документации и нормоконтроль в курсовом и дипломном проектировании. Учебное пособие. –СПб.: Издательство СПбГМТУ 1993.

Монтаж и испытания трубопроводов.doc

III. Технологическая часть
Испытания трубопроводов и их монтаж.
1. Монтаж трубопроводов.
1.1. Подготовка труб и арматуры к монтажу.
Трубы на монтаж должны поступать очищенными с разделанными под сварку концами.
Трубы из коррозионно – стойких сталей должны иметь технологическую изоляцию а трубы из теплостойких сталей должны быть обшиты одним – двумя слоями асбестовой ткани с целью защиты наружной поверхности труб
Арматура для трубопроводов должна поступать на монтаж очищенной и обезжиренной с заглушенными и опломбированными концами.
Представитель технического контроля должен произвести внешний осмотр и проверить наличие паспорта.
Перед отправкой на монтаж труб должны быть проверены качество технологической или штатной изоляции состояние наружной поверхности наличие на них установленной маркировки и клейма удостоверяющего приёмку труб наличие заглушек и маршрутно – технологической карты. При отсутствии сопроводительных документов трубы и трубные узлы на монтаж не допускаются.
Изделия (арматура фильтры манометры и т.д.) перед установкой на судно следует расконсервировать в соответствии с описаниями и инструкциями на их обслуживание проверить на чистоту представителем технического контроля при необходимости провести дополнительную проверку и заглушить.
Наружная резьба на присоединительных элементах труб должна быть зачищена от механических повреждений установкой пластмассовых резиновых колпачков или обмоткой пластикатом.
Болты гайки шпильки и шайбы применяемые в соединениях трубопроводов или подвесок должны соответствовать действующим стандартам.
Величины выступающей части болтов и шпилек над гайками после сборки и обжатия соединений должны соответствовать приведённым в таблице.
Длина выступающей части болтов над гайками мм.
Длина выступающей части болтов над гайками с учётом фаски не более мм
Минимальная длина выступающей части болтов должна быть не менее величины фаски.
Стаканы переборочные и приварыши после вварки их в корпус должны быть очищены законсервированы и заглушены.
Конструктивные размеры подвесок и опор а также прокладок устанавливаемых между трубой и подвеской должны соответствовать типам указанным в ОСТ5.5398 и ТУ5-РИДФ.301525.001 ТУ. При наличии указаний в монтажных чертежах подвески и опоры могут изготовляться по чертежам проектанта.
Трубы арматура трубные узлы и другие детали перед отправкой на монтаж должны быть скомплектованы в соответствии с ведомостью комплектации или технологическими комплектами.
Арматура при наличии указаний в технических требованиях монтажных чертежей должна быть загрунтована и окрашена в соответствии с требованиями ОСТ5.9258 и действующей документацией.
1.2. Предварительный монтаж труб и арматуры.
До начала монтажа труб и арматуры на судне должны быть выполнены следующие работы:
- закончена сборка сварка и испытания конструкций корпуса;
- смонтированы механизмы аппараты цистерны и другое оборудование или их макеты изготовленные по чертежам разработанным предприятием – строителем;
- установлены бортовые клапаны кингстоны закреплены клапанные коробки;
- доставлена к месту установки арматура не закрепляемая на специальных фундаментах клапаны клинкеты фильтры;
- при отсутствии арматуры взамен её допускается использование макетов строительные размеры которых должны быть выполнены в пределах допусков на эти конструкции.
Предварительная установка трубопроводов изготовляемых по эскизам на судах серийной постройки транспортного промыслового и технического флотов должна выполняться по координатам монтажных чертежей в соответствие с требованиями ОСТ5.0005.
При предварительной установке арматуры и труб сборка фланцевых соединений должна производиться на двух – трёх болтах (шпильках) и временных прокладках в виде полосок или проволоки равных по толщине штатным прокладкам. Сборка труб прошедших очистку должна производиться на штатных прокладках. Предварительная установка и сборка трубопроводов в пределах технологических комплектов должна предъявляться представителю технического контроля или производственному мастеру для проверки правильности размещения их на судне в соответствии с требованиями монтажных чертежей.
Сборку штуцерных соединений следует выполнять навёртыванием гайки на резьбу штуцера «от руки» до конца или ключом нормальной длины без особого усилия с применением временных прокладок по толщине равных штатным. Разрешается применение штатных прокладок. Допускается выполнять сборку соединений без прокладок.
При временном прекращении работ по предварительной установке и сборке труб на их назакреплённые (несобранные) концы должны быть установлены заглушки предохраняющие от возможных попаданий на внутреннюю поверхность пыли влаги масла краски и посторонних предметов.
Если в процессе предварительного монтажа труб на судне выявится необходимость их подгибки то она может осуществляться в холодном состоянии или путём местного нагрева трубы ацетилено – кислородными горелками в соответствии с требованиями. Подгибку стальных труб законсервированных маслом следует производить в холодном состоянии. Подгибка с нагревом и газовая резка оцинкованных труб категорически запрещается.
Перед сборкой внутренняя поверхность стыкуемых деталей должна быть протёрта тампоном из мадаполама смоченным спиртом по ГОСТ 18300 или бензином – растворителем (ГОСТ 3134 или ГОСТ 443) на длину установки технологических заглушек. Спирт не следует применять при сборке на судне. При узловой сборке (на участке сборки) – бензин – растворитель или ацетон.
Перед присоединением в процессе монтажа очередных труб к участкам трубопроводов ранее подвергавшихся гидравлическим испытаниям или заполнению водой эти участки должны быть предварительно осушены до подготовки стыков под сварку в соответствии с действующей документацией.
Каждый собранный под сварку стык подлежит приёмке представителем технического контроля. Результаты приёмки фиксируются в специальном журнале в соответствии с требованиями отраслевой документации на контроль качества сварных соединений трубопроводов.
При сдаче представителю технического контроля стыка под сварку должны проверяться:
- наличие маркировки и документов подтверждающих изготовление и приёмку деталей;
- наличие документов подтверждающих проверку чистоты трубы;
- излом стыкуемых деталей в соединении;
- правильность трассировки;
- наличие и сохранность технологической изоляции (в случае её повреждения проверить состояние наружной поверхности трубы и по указанию представителя технического контроля восстановить изоляцию на повреждённом участке);
- чистота кромок стыка;
- расположение монтажных стыков.
Забойные трубы должны пригоняться и монтироваться после сборки и сварки соединений основной трассы и закрепления их штатными подвесками.
Предварительный монтаж трубопроводов следует выполнять на временных или штатных подвесках и креплениях.
При пакетной прокладке трубопроводов диаметром до 45 мм и креплении их общими подвесками укладка труб производится вплотную или с зазором от 3 до 10 мм.
1.3. Окончательный монтаж трубопроводов.
Окончательный монтаж трубопроводов должен производиться после проверки правильности их предварительной установки. Временные болты и прокладки заменяются штатными и производится крепление трубопроводов на постоянных подвесках.
Нарезная часть шпилек ввертываемая в приварыши трубопроводов холодных сред должна быть смазана цинковыми или свинцовыми белилами или железным суриком.
Подвески должны обеспечивать прочное и надёжное крепление трубопроводов к судовым конструкциям (корпус фундамент зашивка и т.п.). Они должны располагаться в местах наибольшего сосредоточения нагрузок на трубопровод (вблизи арматуры путевых соединений со стороны соединений труб не связанных с амортизированными механизмами и т.п.).
Рекомендуемые расстояния между подвесками в зависимости от диаметра трубопроводов приведены в табл.3.1.3
Диаметр трубопровода мм
Расстояние между подвесками м
Для трубопроводов судов общего назначения
Для судов к трубопроводам которых предъявляются повышенные требования.
Св. 45 до 100 включ.
Св. 100 до 426 включ.
При окончательном монтаже фланцевых соединений должно быть обеспечено равномерное обжатие прокладок и нормальная затяжка болтов шпилек. Затяжку болтов шпилек следует производить поочередно на диаметрально противоположных сторонах фланца.
Трубопроводы следует монтировать начиная от мест жёсткого крепления труб к механизмам аппаратам переборочной и бортовой арматуре.
Внутренняя поверхность концов труб и патрубки механизмов с которых временно снимаются заглушки после окончания работ должны быть визуально проверены на чистоту при необходимости очищены и вновь заглушены а также опломбированы.
Совмещение концов труб при сборке соединений трубопроводов не имеющих специально предусмотренных натягов должно производиться свободно без применения усилий приводящих к искажению формы элементов трубопровода – труб соединений и арматуры.
Отклонения от параллельности и допуски на зазор и несоосность для трубопроводов ответственного назначения а также для труб присоединяемых к механизмам и аппаратам к эксплуатации которых предъявляются повышенные требования должны назначаться проектантом.
Трубы проходящие около погрузочных люков в проходах в местах установки оборудования и механизмов где возможно повреждение их поверхности на период монтажных работ быть должны защищены от повреждения временным деревянным настилом или другим способом.
Размеры и качество прокладок для герметизации соединений должны соответствовать требованиям ОСТ5.9326.
При сборке соединений прокладки не должны перекрывать внутреннее сечение трубы или арматуры а также выступать за пределы наружных кромок уплотнительных поверхностей.
Забойные трубы необходимо пригонять и монтировать после окончания сборки трасс и закрепления её на подвесках. Допускаемые отклонения на сборку разъёмных соединений при этом не должны превышать величин указанных в табл.
Монтаж штуцерных соединений из нержавеющих сталей для предотвращения заедания резьбы допускается выполнять с применением ленты ФУМ по ГОСТ 24222 а также смазки ЦИАТИМ – 221 по ГОСТ 9433 с графитом.
После сборки соединений «шип – паз» между неуплотняемыми поверхностями фланцев должен быть зазор не менее 1 мм для возможности дополнительного обжатия как в процессе гидравлических испытаний так и в эксплуатации.
Окраску трубопроводов и арматуры после монтажа следует выполнять одновременно с окраской помещения в соответствии с окрасочной ведомостью. Отличительные знаки и цвета их окраски должны соответствовать ГОСТ 5648.
1.4. Промывка трубопроводов.
Промывка трубопроводов должна выполняться после окончания их монтажа испытаний на прочность и герметичность при наличии указаний в технических требованиях монтажных чертежей.
Промывка систем трубопроводов должна приниматься представителем технического контроля.
Методы контроля и правила приёмки.
Контроль качества изготовления труб.
При изготовлении труб подлежат контролю следующие параметры трубопроводов:
- Температурные режимы при термической обработке и нагреве труб;
- Качество погибов – волнистость овальность и утонение стенки;
- Геометрические размеры при изготовлении труб по эскизам и рабочим чертежам;
- Качество обработки отверстий в трубах сопрягаемых поверхностей ответвительных деталей – отростков штуцеров и приварышей;
- Размеры отверстий и сопрягаемых деталей под сварку;
- Качество подготовки концов труб под сварку в части соответствия размеров сопрягаемых поверхностей труб и деталей соединений требованиям отраслевых стандартов;
- Размеры и качество поверхности концов труб после обработки (калибрования обжатия раздачи отбортовки зигования нарезания резьбы зачистки под сварку вальцевания и механической обработки после сварки);
- Качество испытательной среды величина пробного давления время выдержки герметичность сварных швов и погибов при гидравлических испытаниях на прочность;
- Состояние наружной и доступной для осмотра внутренней поверхности труб после гибки пригонки сборки обработки сварки и гидравлического испытания.
2. Гидравлические испытания труб.
2.1. Гидравлические испытания труб на прочность в цехе
После приёмки представителем технического контроля трубы должны подвергаться в цехе гидравлическому испытанию на прочность при давлении указанном в монтажных чертежах.
Трубы забортной воды с соединениями под сварку встык должны подвергаться гидравлическому испытанию до отрезки припусков после приварки к ним заглушек. Приварные заглушки должны быть изготовлены с учётом их многократного применения. Конструкция заглушек должна обеспечивать возможность удаления воздуха из испытуемой трубы.
Сварные швы соединений фасонных частей (тройники угольники переходники) а также концевой и ответвительной арматуры с трубой если их свободные концы не имеют припуска для приварки заглушек и обработаны под сварку встык допускается не испытывать в составе трубного узла а испытывать в составе системы как монтажные стыки.
При заполнении труб водой необходимо удалять воздух из их верхней части через спускную пробку на заглушке или путём ослабления крепления последней. При испытании труб с фланцами приваренными внахлёст внутренний диаметр прокладки должен превышать наружный диаметр трубы.
Гидравлические испытания труб должны производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 22161 на специально оборудованных стендах конструкция которых должна обеспечивать:
Быстрое и надёжное присоединение и крепление испытываемых труб к стенду при любой конструкции их разъёмных соединений;
Возможность одновременного подсоединения к стенду и испытаний нескольких труб;
Быстрое заполнение испытываемых труб водой и плавное поднятие пробного давления в них до необходимой величины.
Испытания труб со штуцерными соединениями следует производить групповым методом когда трубы одного диаметра испытываемые одинаковым давлением соединяются в плеть с помощью промежуточных соединений. Стенды должны быть оснащены манометрами по ГОСТ 2405 класса точности шкалы 25. Манометры должны быть выбраны с таким расчётом чтобы показания величин пробных давлений находились в пределах второй трети шкалы.
Испытания труб на прочность следует выполнять в соответствии с требованиями действующей документации;
Сборочные единицы труб и арматуры при условии одинакового допускаемого испытательного давления на прочность для всех звеньев могут испытываться на прочность в сборе без предварительного испытания труб на прочность. При этом запорная арматура должна находиться в открытом положении.
Трубы считаются выдержавшими гидравлические испытания при отсутствии течи или видимых капель. Наружная поверхность труб перед осмотром должна быть насухо протёрта от случайно попавшей влаги. При обнаружении течи должна выполняться зачистка и подварка дефектных мест. После устранения дефектов должно быть проведено повторное гидравлическое испытание труб.
Испытания трубопроводов систем на прочность и герметичность (плотность) на судне.
Трубопроводы систем в целом или их части принятые представителем технического контроля по внешнему виду расположению и качеству сборки соединений должны быть испытаны на прочность (при наличии монтажных сварных стыков) и герметичность гидравлическим давлением согласно техническим требованиям чертежей и таблиц испытаний разрабатываемых проектантом.
Трубопроводы систем испытываются на герметичность совместно с механизмами и аппаратами приборами и прочим оборудованием. В необходимых случаях на чертеже перечисляют оборудование механизмы и арматуру подлежащую отключению при испытании. Герметичность отключаемых соединений после их сборки проверяют в действии.
Заполнение трубопроводов систем жидкой испытательной средой следует производить в соответствии с требованиями действующей документации.
Трубы соединяющие запорные клапаны с цистернами должны быть отключены от трубопровода и испытаны давлением назначенным для цистерн.
Монтажные сварные соединения должны быть проверены на прочность испытательным давлением величина которого не должна превышать испытательного давления на прочность арматуры и оборудования сваренных с трубами. При наличии в трубопроводе монтажных сварных и разъёмных соединений сварные – испытываются по участкам на прочность трубопровод в целом – на герметичность.
Испытание на прочность и время выдержки трубопровода под давлением должны соответствовать требованиям действующей документации.
Время выдержки трубопровода под давлением при испытании его на герметичность должно быть достаточным для осмотра всех соединений но не менее 10 минут. Просачивание воды при этом не допускается.
Негерметичность разъёмных соединений должна быть устранена при снятом гидравлическом давлении. Трубопровод с исправленными сварными швами и подтянутыми соединениями должен быть испытан повторно.
Результаты испытаний сварных швов на герметичность должны быть оформлены с занесением в журнал пооперационного контроля.
При проведении гидравлических испытаний трубопроводов на прочность и герметичность на судне должны применяться манометры класса точности не ниже 25 по ГОСТ 2405.
Трубопровод считается выдержавшим гидравлические испытания если при контроле сварных и разъёмных соединений не установлено:
- Нарушения герметичности соединений;
- Видимых остаточных деформаций.
- Контроль качества монтажа трубопроводов.
В процессе сборки деталей и монтажа трубопроводов представитель технического контроля должен проверять:
- Состояние технологической изоляции на трубах;
- Качество установки опор и подвесок;
- Марка материала стыкуемых деталей по сертификатам и маркировке;
- Геометрические размеры и чистоту поверхности кромок стыкуемых деталей и подкладных колец;
- Качество сборки разъёмных и стыковых соединений (установка прокладок затяжка болтов качество прихваток).
Качество сборки соединений смонтированных трубопроводов проверяется внешним осмотром. Контролю разборкой подлежит до 2% предъявляемого объёма но не менее одного соединения. Обнаруженные дефекты должны быть устранены до испытания трубопровода на герметичность.
Надежность приварки подвесок проверяется на выбор осмотром качества выполнения сварных швов в соответствии с требованиями чертежа.
Контроль герметичности разъёмных соединений трубопроводов в качестве испытательной среды для которых применен воздух осуществляется:
для участков систем давлением до 06 Мпа методом обмазки мыльной эмульсией или эмульсионно – плёночным течеискателем.
Качество выполнения прихваток сварочные материалы и сам процесс сварки должны быть подвергнуты контролю в соответствии с требованиями отраслевой документации на сварку и контроль качества сварных швов трубопроводов из соответствующего материала.
Окончательный монтаж систем должен приниматься представителем технического контроля и представителем заказчика с оформлением соответствующей построечной квитанции или извещения.

Охрана труда и окружающей среды.doc

IV. Охрана труда и окружающей среды
при монтаже и испытаниях трубопроводов.
1. Требования безопасности.
1.1. Общие требования безопасности при монтаже и испытаниях трубопроводов.
Администрация организующая и проводящая работы по изготовлению монтажу и испытанию трубопроводов обязана обеспечить разработку должностных инструкций по безопасному производству работ и установить систематический контроль за их выполнением.
Рабочие занятые на работах по изготовлению монтажу и испытаниям трубопроводов должны пройти специальное обучение безопасным способам выполнения операций н аттестацию после чего могут быть допущены к выполнению работ.
Организация рабочих мест оборудование инструмент и технологические процессы при изготовлении сборке и монтаже и испытании трубопроводов должны соответствовать:
а) "Общим правилам техники безопасности и производственной санитарии для предприятий машиностроения.²
б) изготовление и монтаж - ОСТ5.9810 ОСТ5.9190 конструкторской и технологической документации;
з) по очистке изоляции и окраске труб - :ГОСТ 12.3.005 РД5.9822 и РД5.0314;
г) по термической обработке труб – «Правилам техники безопасности и гигиены труда при производстве ацетилена и газопламенной обработке металла";
д) по гидравлическим и пневматическим испытаниям труб – «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов работающих под давлением» утверждённых Госгортехнадзором в 1967 году – РД5.9820 и РД5.9918.
При проведении гидравлических и пневматических испытаний должны применяться защитные устройства от воздушной волны и осколков образующихся при разрыве испытываемых изделий.
Все работающие занятые на изготовлении монтаже и испытании трубопроводов должны быть обеспечены спецодеждой и средствами индивидуальной защиты согласно действующим нормам. Лица производящие осмотр испытуемых изделий находящихся под давлением должны быть обеспечены наголовными щитками типа ЩН (с оргстеклом толщиной не менее 25 мм).
1.2 Требования техники безопасности при монтаже трубопроводов на судне.
Перед началом работы на судне при снятии шаблонов изготовлении макетов пригонке предварительной установке и монтаже труб следует осмотреть рабочее место и убедиться что условия работы отвечают правилам техники безопасности.
Погрузка на судно и выгрузка с судна шаблонной проволоки деталей для изготовления макетов готовых макетов труб соединений крепежа должна производиться в специальных контейнерах или грузовых бункерах краном обслуживающим стапель линию или достроечный пирс.
Контейнеры и грузовые бункеры должны подвергаться периодической проверке грузоподъёмности и иметь на борту маркировку с датой следующей проверки.
Контейнеры и грузовые бункеры не имеющие маркировки или имеющие маркировку с просроченной датой проверки использовать при погрузке запрещается.
Погрузку должен выполнять такелажник прикрепленный к данному крану или трубопроводчик имеющий допуск к стропалъным работам. Доставка груза краном должна осуществляться через грузовые шахты или технологические вырезы на горизонтальные плоскости (палубы платформы площадки) в районе производства трубопроводных работ с таким расчетом чтобы по возможности исключить последующее перемещение груза в вертикальной плоскости.
Перемещение рабочих по трапам с грузом в руках запрещается. Подъем и опускание груза (труб арматуры) краном иди другими грузоподъемными средствами допускается только при отсутствии внизу людей (в районе возможного падения груза). При переноске несколькими рабочими трубы должны быть снабжены мягкими подкладками при этом переносить их следует на одноименных плечах.
При кантовке изогнутой трубы необходимо следить за положением ее центра тяжести так как она может развернуться и ударить рабочего.
Рабочие и ИТР находящиеся на судне стапеле в эллинге доке в цехе сборки секций и в других местах где проводятся сварочные газорезательные и погрузочно-разгрузочные работы обязаны надевать защитные каски.
Для производства трубопроводных работ на высоте должны быть смонтированы леса рассчитанные на допустимую нагрузку с учетом массы материалов. При выполнении работы на лесах запрещается бросать вниз и оставлять подкрепленные предметы и инструменты допускать работу нескольких человек (или бригад) по одной вертикали один ниже другого. Пригонку и монтаж труб на высоте свыше 15 м от настила или палубы рабочие должны производить с индивидуальных подъемников и настилов снабжённых лестницами. Рабочие должны быть обеспечены предохранительными поясами.
Работы в цистернах и других труднодоступных помещениях судна следует выполнять в соответствии с документацией.
Для работы следует применять только исправный инструмент который должен храниться в специальном ящике. Молоток и кувалда должны быть насажены на рукоять. овальной формы несколько утолщённую к свободному концу чтобы при взмахах и ударах рукоятка могла заклиниваться в ладони. Рукоятка должна быть изготовлена из твёрдых пород дерева (рябина вяз кизил дуб). Применение мягких крупнослоистых пород (сосна ель) не допускается. Второй конец рукоятки должен быть расклинен металлическим клином.
Зев гаечных ключей должен соответствовать размеру гаек и головке болтов.-
Применение труб для удлинения плеча ключа запрещается. При необходимости затяжки соединений большим усилием следует применять ключи с удлинённой рукояткой.
Место работы электросварщика необходимо оградить щитами и ширмами. При производстве работ вблизи электросварщика и отсутствии специального ограждения следует надевать защитные очки со специальными стеклами.
Размещение трубопроводов узлов труб арматуры и соединений должно осуществляться в местах удобных для выполнения их монтажа и демонтажа. При монтаже трубопроводов необходимо следить за надежным закреплением каждого участка на опорах или подвесках.
Крепить трубопроводы и арматуру случайными средствами запрещается.
При сборке и разборке фланцевых соединений необходимо учитывать упругие свойства труб.
1.3. Требования безопасности перед началом работ по гидравлическим испытаниям системы.
Перед началом испытаний от руководителя работ получите:
а) подробный инструктаж по технике безопасности и порядке проведения испытаний;
б) "Наряд-допуск". При выполнении работ на специализированных испытательных участках на испытательных стендах и т.п. допускается "Наряд-допуск" не оформлять;
в) " Разрешение " на выполнение пожароопасных работ;
Изучите конструкторскую и технологическую документацию на выполнение порученной работы.
Оденьте одежду обувь и СИЗ.
На рабочих местах проверьте наличие:
а) освещения и вентиляции которые должны удовлетворять требониям действующих норм и правил ( СНиП ). Для осмотра слабоосвещенных мест на объекте испытаний используйте переносные электрические светильники с сетчатыми кожухами на напряжение не выше 12 В.
) средств пожаротушения которые должны быть установлены на рабочих местах согласно требований пожарной безопасности;
в) телефонной связи между руководителем работ отдельными постами наблюдения за объектом испытаний и насосной ( компрессорной ) установкой в случаях когда объект испытания расположен на заказе или других отдалённых местах от испытательной установки;
г) специальных лесов для тех случаев когда испытываемые конструкции и технологические трубопроводы будут расположены на высоте 15 м и выше от земли ( пола настила и т.п. ). Леса должна иметь плотный и закрепленный настил. Зазор между настилом и обьектом испытаний не должен превышать 100 мм. Бортовые ограждения лесов должны быть выполнены высотой 1200 мм и иметь поручни в два ряда. По низу настила должна быть сделана зашивка высотой 150 ми. Леса должны быть установлены устойчиво и надежно закреплены. Допустимая нагрузка на леса должна быть указана на специальной табличке закрепленной на каждом ярусе лесов.
Проверьте надежность крепления испытываемых конструкций
В инструментальной кладовой получите необходимый инструмент для порученной работы. Для переноски инструмента и мелких деталей используйте инструментальные ящики ( для работы на производственник площадках ) и специальные сумки ( для работы на заказе на высоте: и других труднодоступных местах ) которые должны иметь ремни дли переноски на плечах.
Комплектацию и подключение испытательной оснастки к объекту испытаний производите согласно требований технологических инструкций на испытания конструкций.
Многократно используемую испытательную оснастку и приспособления при отсутствии специальных требований в чертежах применяйте после:
а) испытания на прочность;
б) проверки конструктивных элементов на соответствие чертежам в том числе проверки резьб калибрами или специальными шаблонами.
Периодичность проверок такой оснастки должна быть не реже одного раза в квартал а при длительном хранении - перед их применением. Результаты указанных проверок должны бить зафиксированы в паспорте на оснастку или в журнале учета оснастки а результаты испытаний на прочность кроме этого должны быть замаркированы на поверхности оснастки способом указанным в чертеже оснастки.
Манометры для контроля давления используйте класса точности не ниже 2.5 по ГОСТ 2405-80 с верхним пределом измерения таким чтобы при измерении давления стрелка прибора располагалась во второй трети шкалы. Кроме этого манометры должны:
а) пройти госповерку иметь клеймо или документы подтверждающие их исправность. Периодичность таких поверок должна быть не реже одного раза в год. Кроме того не реже одного раза за 6 месяцев должна быть произведена дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок;
б) обезжириваться ( для пневматических испытаний );
в) иметь нанесенную красную черту через деление шкалы указывающее величину пробного давления или окрашенную в красный цвет металлическую пластинку прикрепленную к стеклу манометра с внешний стороны.
Предохранительные клапана от повышения давления среды применяемые в конструкциях испытательной оснастки выбирайте из такого расчета чтобы пробное давление среды в предохраняемой системе ( испытываемой конструкции и испытательной оснастке ) не поднималась более чем на 10 %. . Кроме того эти клапана должны быть поверены оттарированы и опломбированы. Периодичность таких поверок должна быть не реже одного раза в 6 месяцев.
Управляющую арматуру и контрольно-измерительные приборы устанавливайте за пределами " запретной зоны ".
Подготовка к работе и эксплуатацию испытательных установок производите по эксплуатационной документации на эти стенды.
Подготовьте обтирочные материалы ( ветошь бязь и др. ) в количестве необходимом для выполнения работ на одну смену.
Подготовьте емкости ( ведра специальные мягкие контейнера емкостью 10 20 литров ) для сбора и переноски жидкостей и использованных обтирочных материалов. Для работ на заказе и других труднодоступных местах используйте мягкие контейнера.'
Согласно требований технологических инструкций на испытания конструкций на границы " запретных зон " установите плакаты с предупредительными надписями: " Запретная зона " " Проход закрыт " ² идут испытания " и т.п.
Перед заполнением испытываемых конструкций больших объёмов рабочей средой проверьте:
а) отсутствие людей внутри этих конструкций и предъявите руководителю работ. После чего закройте все входные люки установите на них стопора и закройте на замки.
б) установку заглушек на корпусное насыщение ( для гидравлических испытаний )
в) задействование монтажом корпусного и переборочного насыщения и закрытие запорной арматуры на трубопроводах задействованных по этому насыщению ( для пневматических испытаний );
г) установку металлических экранов напротив заглушек аварийная разгерметизация которых может выбросить струю воды на оборудование и рабочие места испытателей.
д) состояние исполнительных механизмов ( они должны быть приведены в исходное положение и застопорены.
Запрещается проводить испытания конструкций до выполнения на них предшествующего испытанию объёма монтажных работ предусмотренного конструкторской и технологической документацией. Выполнение этих работ должно быть подтверждено документами отдела технического контроля.
Лицом координирующим действия цехов служб участков является старший строитель заказа а после швартовных испытаний – главный ответственный сдатчик.
Ответственным за создание безопасных условий труда при проведении испытаний систем является руководитель испытаний.
Лица производящие испытания систем на судах должны знать принципиальные схемы испытываемых систем и проектную документацию по их эксплуатации.
1.4. Требования безопасности во время гидравлических испытаний системы.
Гидравлические и пневматические испытания конструкций производите в соответствии с требованиями конструкторской и технологической документации на объект испытания.
Во время испытаний выполняйте указания только руководителя испытаний.
Заполнение и подачу рабочей среды в испытываемые конструкции производите в соответствии с требованиями технологических инструкций на испытания этих конструкций. При этом увеличение давления среды в испытываемых объемах производите плавно с остановкой подачи среды и выдержкой определенного давления на ступенях приведённых в технологических инструкциях на испытания.
При заполнении конструкций жидкостью удалите полностью воздух из этих объёмов.
Контроль избыточного давления среды в испытываемых конструкциях производите по двум манометрам один из которых должен быть контрольным. Оба манометра выбирайте одного типа предела измерения одинаковых классов точности цены деления шкалы.
Осмотр контролируемых конструкций при испытаниях на прочность производите при давлении среды равном величине рабочего давления.
Во время испытаний запрещается:
а) вносить изменения в технологический процесс испытаний;
б) отключать средства связи и сигнализации;
в) оставлять без наблюдения объект испытаний находящийся под давлением среды;
г) нахождение посторонних людей в ² запретной зоне " а во время выдержки конструкций под пробным давлением при испытании на прочность и рабочих занятых этими испытаниями;
д) производить какие либо работы связанные с обжатием разъёмных соединений технологических трубопроводов и испытываемых конструкций кроме тех которые предусмотрены технологической инструкцией на испытания;
Гидравлические испытания конструкций должны быть прекращены напорные трубопроводы перекрыты и избыточное давление снижено до нуля в случаях:
а) нарушения прочности и герметичности конструкций;
б) возникновения пожара;
в) прекращения подачи испытательной среды;
г) отказа контрольно – измерительных приборов;
д) отключения электроэнергии;
е) возрастания избыточного давления в испытываемых конструкциях и технологических трубопроводах выше пробного несмотря на соблюдение требований технологических инструкций на эти испытания.
Проведение работ связанных с заполнением (осушением) трубопроводов или цистерн в результате которых возможно изменение остойчивости судна должно производиться только с разрешения лица ответственного за живучесть судна.
После заполнения системы испытательной средой и до поднятия её давления следует осмотреть трубопровод с целью обнаружения явных утечек которые необходимо устранить.
При испытании системы должно быть организовано дежурство слесарей – монтажников в помещениях в которых расположены испытательные трубопроводы.
1.5. Требования безопасности в аварийной ситуации при гидравлических испытаниях системы.
При возникновении аварий ( предаварийных ситуаций ) и ситуаций которые могут привести к аварии:
а) прекратите испытания. Для чего в испытываемых конструкциях и технологических трубопроводах давление среды уменьшите до нуля.
б) доложите руководителю работ;
До устранения причин приведших к аварии ( предаварийной ситуации ) приступать к повторным испытаниям запрещается.
В случае травмирования работника:
а) примите меры по эвакуации пострадавшего с места аварии;
) окажите доврачебную помощь пострадавшему;
в) доложите руководителю работ;
г) вызовите скорую помощь или обратитесь сами в медицинский пункт для получения профессиональной помощи;
д) сохраните место в неприкосновенности для расследования причины если это не вызовет дальнейшее развитие аварии.
1.6. Требования безопасности после окончания гидравлических испытаний трубопроводов системы.
После окончания испытаний уменьшите давление среды до нуля. Выгрузку испытательной среды после гидравлических испытаний производите в соответствии с технологическими инструкциями на испытания конструкций.
Сбор остатков жидкости при разборке соединений после гидравлических испытаний производите в мягкие контейнера ( при работах на заказе и других труднодоступных местах ) или в ведра. Слив этой жидкости осуществляйте в специальные емкости которые должны быть указаны в технологических инструкциях на испытания конструкций.
К демонтажу испытательной оснастки после гидравлических испытаний приступайте только по указанию руководителя испытаний после полного удаления жидкости из испытываемых конструкций и технологических трубопроводов.
После демонтажных работ уберите за собой рабочие места. Сбор отходов ( обтирочные материалы и др. ) производите в места указанные в технологических инструкциях на испытания конструкций.
2.1. Общие мероприятия по охране окружающей среды при монтаже и испытаниях трубопроводов дифферентной системы.
После выполнения гидравлических испытаний на прочность труб в цехе испытательную воду рекомендуется слить в заводскую систему оборотной воды.
После выполнения гидравлических испытаний на судне испытательную воду необходимо слить в заводскую систему сточно – ливневых вод.
Смазку труб перед их гибкой на трубогибочном оборудовании в холодном состоянии следует выполнять мыльной эмульсией за исключением труб из сплавов.
Промасленную ветошь после выполнения монтажа необходимо собирать в специальные контейнеры в соответствии с Инструкцией по накоплению транспортировке складированию промотходов на временном накопителе 60.81. – 1.02.057 – 98.
Оставшиеся после работы отходы металла следует собирать в контейнеры для дальнейшего применения их в качестве вторичного сырья. в соответствии с Инструкцией по организации сбора и сдачи отходов цветных металлов 54.92.646 – 84 и с Инструкцией по организации сбора и сдачи отходов чёрных металлов 54.92.565 – 84.
После окраски трубопроводов всю ветошь и материалы пропитанные лакокрасочными покрытиями необходимо собрать с рабочих мест и поместить в контейнер в соответствии с Временной технологической инструкцией о сортировке и сборе отходов малярного производства 201. 31. 002 – 43. 93.

Содержание.doc

I. Общепроектная часть. Судовая ядерная энергетическая
Установка ледокола «Таймыр» 5
I.2Особенности судовой ядерной энергетической установки 9
I.3ППУ. Назначение и состав основных систем 11
I.4Размещение оборудования ППУ .. ..22
I.5ПТУ. Назначение и состав основных систем 25
I.6Тепловой и габаритный расчет конденсатора 32
I.7Тепловой расчёт турбины 37
I.7.1Расчёт потребной мощности турбины .37
I.7.2Расчёт рабочего процесса в турбине 38
I.7.3Предварительный расчёт последней ступени .40
I.7.4Предварительный расчёт первой ступени 41
I.7.5Расчёт числа ступеней и габаритов турбины ..45
I.7.6Уточнённый расчёт первой ступени 47
I.7.7Уточнённый расчет последней ступени ..51
8 Расчет закрутки по методу a1=const 57
9 Прочностные расчеты элементов турбины 60
9.1 Расчет на прочность сопловой и рабочей лопаток последней ступени 60
9.2 Расчет хвостового крепления рабочей лопатки последней ступени 62
II. Специальная часть. Разработка алгоритма и прикладных программ для решения задач динамики методом вычислительного эксперимента 65
1 Постановка задач исследователя .. .. .66
2 Основы физики колебаний .. .. ..69
2.1 Колебания и характеризующие их величины.. 69
2.2. Собственные колебания .. .70
2.3колеблющаяся на пружине . 71
2.4 Дифференциальные уравнения свободных колебаний механической системы около положения равновесия .74
2.5 Свободные колебания системы с конечным числом степеней свободы. Собственные частоты и формы колебаний 76
2.6 Вынужденные колебания 87
3 Теоретические основы метода конечных элементов .. 94
3.1 Дискретизация конструкции .95
3.2 Выбор основных неизвестных и основные разновидности МКЭ 96
3.3 Построение интерполирующего полинома 97
3.4 Матрица жесткости конечного элемента 98
3.5 Вектор внешних эквивалентных усилий 98
3.6. Местная и обобщенная система координат ..101
3.7. Основная система разрешающих уравнений метода ..103
4 Обзор языков программирования использованных для решения задач динамики . 106
4.1 Язык программирования Fortran 107
4.2 Язык программирования С++ .108
4.3 Среда разработки визуальных приложений Borland C++ Builder 109
5 Описание работы программ 111
5.1 Описание программы Oleshkov_.exe .. 111
5.2 Программы расчета пространственных трубопроводов ..115
5.2.1 Исходная информация по трубопроводу ..116
5.2.2 Расчет частот и форм собственных колебаний .118
5.2.3 Графическое представление результатов расчета 118
6 Исследование динамических характеристик трубопровода 120
III. Технологическая часть. Монтаж и испытания трубопроводов 135
IV. Охрана труда и окружающей среды.
Охрана труда и окружающей среды при монтаже и испытаниях трубопроводов 148
V. Технико – экономическое обоснование проекта. 160
VI. Выводы и рекомендации 165
VII. Список используемой литературы ..168
VIII. Приложения 172

Титульный1.doc

ЗАВ. КАФЕДРОЙ Лычаков А. И . ( )
ЯЭУ ледокола «Таймыр». Разработка алгоритма и прикладных программ для решения задач динамики методом вычислительного эксперимента.
ДИПЛОМНИК ( Олешков А. В. )
РУКОВОДИТЕЛЬ ( Пшеницын А. А. )

Экономическое_обоснование_проекта.doc

V. Технико – экономическое
обоснование проекта.
Расчет себестоимости изготовления и монтажа трубопровода балластой системы судна.
Учет материалов и энергозатрат при изготовлении и монтаже балластного трубопровода по чертежу 030.362512.028 проекта 98070-98076 (буксиры “Damen”).
Наименование материала и энергосырья
Стоимость израсходованного материала
Воздух низкого давления
Приварыш ЕИМА.711142-065-07
Фланец ЕИМА.711142-069-07
Муфта ЕИМА.713141-055-16
Муфтв ЕИМА.713141-055-19
Болт М16-6g*35.88 ГОСТ 7798-70
Болт М16-6g*55.88 ГОСТ 7798-70
Болт М16-6g*100.88 ГОСТ 7798-70
Гайка М16-64.8 ГОСТ 5915-70
Подвеска ЕИМА.301525.006-09
Прокладка DLVR.76 DN65 185*75*3
Расчёт заводской себестоимости выполнения работ по изготовлению и монтажу системы.
Мероприятия по обеспечению качества монтажа балластного трубопровода.
Качество монтажных работ обуславливается в основном качеством монтажа оборудования и механизмов на корабле. Работы по монтажу оборудования на корабле можно разделить на три вида: монтаж трубопроводов монтаж механизмов устройств электрооборудования и средств автоматизации управления кораблем. Качество монтажа обеспечивается следующими факторами: правильностью измерительного инструмента соблюдением чистоты при монтаже. Для обеспечения качества монтажа приняты следующие организационные мероприятия:
-введена многоуровневая система контроля и наблюдения за выполнением работ и состоянием механизмов;
-все системы и механизмы проходят неоднократные испытания как по отдельности так и во взаимодействии с другими системами и механизмами.
По каждому кораблю имеется журнал приемки работ который составляется еще до начала строительства корабля. В журнале указывается кто осуществляет приемку тех или иных монтажных работ. В зависимости от важности монтажных работ приемка осуществляется мастером ОТК или представителем заказчика. Во втором случае обязательна предварительная приемка производственным мастером а в третьем – производственным мастером и мастером ОТК.
Для предъявления работы бригады бригадир устно извещает об этом производственного мастера и предъявляет ему одновременно рабочий наряд на работу. Если мастер принимает работу то он подписывает наряд и возвращает его бригадиру. Предъявление работы мастеру ОТК осуществляется по извещению в котором указывается время подачи извещения в ОТК. Мастер ОТК в случае приемки работы делает отметку об окончании работы в рабочем наряде и журнале окончания работы по кораблю. После приемки работы от производственного мастера ОТК выписывает извещение о предъявлении работы представителю заказчика который совместно с контрольным мастером оформляет удостоверение приемки на отдельном бланке.
В процессе выполнения монтажных работ на мастеров ОТК возлагается также профилактический контроль за выполнением работ и состоянием оборудования на основе которого составляются акты о контрольных проверках.
Все оборудование поступившее на судостроительное предприятие от поставщиков должно пройти стадию предварительной проверки т.е. входной контроль. Входной контроль позволяет определить состояние качество и характеристики того или иного оборудования. Данные входного контроля также заносятся в журнал о приемке.
Ряд работ по проверке оборудования связан с испытаниями. Правила проведения испытаний оборудования и сдачи их производственному мастеру мастеру ОТК и представителю заказчика такие же как и в случае приемки работ по монтажу оборудования. Представители ОТК и заказчика участвуют также в проведении швартовных испытаний и ходовых испытаний. В процессе швартовных испытаний оформляется удостоверение в котором описывается программа проверки подлежащие проверке характеристики и оформляется в результате техническая документация. Извещение о предъявлении работ ОТК выписывает начальник цеха. Приемка испытаний проводится старшим контрольным мастером а затем представителем заказчика. Все трое подписывают удостоверение об испытании того или иного оборудования на швартовных испытаниях. Выявленные недостатки в работе оборудования при ходовых испытаниях записываются в журнал замечаний который хранится до момента подписания акта о приемке корабля. Имеется также книга ревизии где указываются все механизмы подлежащие проверке после их вскрытия. Окончание всех испытаний завершается подписанием акта о сдаче корабля заказчику.

COUNT.doc

Сount.for – текст вызываемой при выполнении проекта программы
C PACЧET ЧACTOT CBOБOДHЫX KOЛEБAHИИ TPУБOK TA
C AЛГOPИTM ПOИCKA KOPHEЙ B ИHTEPBAЛE
C OПИCAHИE TИПOB И PAЗMEPHOCTEИ MACCИBOB
DIMENSION MNKE(1002)MGOC(20)
*MI(1004)IPVT(200)ICF(3)
INTEGER MNKEMGOCMTTMIIPVT
REAL FORMX(101)FORMY(6101)
REAL BGOC(202)BX(200)
REAL TMG(2007)TMI(2007)TMG1(2007)
REAL BG(22)BXW(6)BXB(2006)
REAL DMT(2007)AM(2003)
DATA NDIMMDIMNH2001004
C DATA EM(1)EM(2)EM(3)1.124E112.02E111.54E11
C DATA RM(1)RM(2)RM(3)8.9E38.E39.02E3
DATA EM(1)EM(2)EM(3)1.124E112.02E111.54E11
DATA RM(1)RM(2)RM(3)4.5E38.E39.02E3
OPEN(UNIT=1FILE='RTA.DAT'ERR=404STATUS='OLD')
READ(1300ERR=407)NKE((MNKE(IJ)J=12)I=1NKE)NK
* NYNBYNTMTTNGOC(MGOC(I)I=1NGOC)
READ(1*ERR=407)RC(FORMX(I)I=1NT)DNDB
* ((BGOC(IJ)J=12)I=1NGOC)F1F2
CALL MIT1(MNKEMINKEMDIM)
HL=FORMX(K+1)-FORMX(K)
EI=EM(IND)*3.14159*(DN**4-DB**4)64.
HM=(RM(IND)*(DN**2-DB**2)+RC*DB**2)*3.141594.
CALL RKE(TGETIEEIHLHM)
C ФOPMИPOBAHИE OБЩИX MATPИЦ CИCTEMЫ B BИДE ЛEHTЫ
IF(MI(KN).LE.0) GOTO 55
IF(MI(KL).LE.0) GOTO 50
TMG(IJ)=TMG(IJ)+TGE(NL)
TMI(IJ)=TMI(IJ)+TIE(NL)
IF(NGOC.EQ.0) GOTO 90
IF(MNKE(11).EQ.1.AND.IN.EQ.1)THEN
TMG1(IJ)=TMG1(IJ)+BG(NL)
IF(I.EQ.2)OMG=6.283*F1
IF(I.EQ.3)OMG=6.283*F2
DMT(KJ)=TMG1(KJ)-OMG**2*TMI(KJ)
CALL DETK4(DMTKINDIMKJKSNOIPVTICAMM1)
IF(JKOP.LT.1) GOTO 114
IF((BN-AN).GE.0.1)GOTO 110
IF(OMG.EQ.BN) GOTO 112
CALL SOL(DMTKINDIMKJIPVTBXAMM1E)
OMG=SQRT(OMG*(FORMX(NT)NK)**2*(SQRT(HMEI)))
IF(KW.GE.6) GOTO 120
OPEN(UNIT=3FILE='ISORTA.DAT'status='NEW')
WRITE(3*) KWNYNBYNGOCHL
WRITE(3*) (BXW(I)I=1KW)
WRITE(3*) (MGOC(I)I=1NGOC)
WRITE(3*) (FORMX(I)I=N1N2)
WRITE(3*) (FORMY(JJII)II=N1N2)
OPEN(UNIT=2FILE='OUTRTA.DAT'STATUS='NEW')
1 FORMAT(' ЧИCЛO УПPУГИX CBЯЗEЙ : 'I4)
* ' *** ПAPAMETPЫ УПPУГИX CBЯЗEЙ ***'
* '-------------------------------'
* '---------------------'
* '! N ! HKE! ЛИHEЙHAЯ ЖECTKOCTЬ !'
* ' УГЛOBAЯ ЖECTKOCTЬ !'
* '---------------------')
WRITE(2585)IMGOC(I)(BGOC(IJ)J=12)
5 FORMAT('!'I3'!'I4'!'2(' 'E9.2' !'))
WRITE(2206)L(BXB(JI)J=K1K2)
C CПИCOK ФOPMATOB BЫBOДA PEЗУЛЬTATOB
1 FORMAT(14X'***** BЫBOД PEЗУЛЬTATOB PACЧETA *****')
2 FORMAT(1X64(1H-)1HI62X1HI
* 1HI15X6H BXW( I15H ) = 1PE10.325X1HI
* 1HI62X1HI1X64(1H-)
* 1H 1HI'NY'1HI4X'Y'4X1HI4X'Q'4X1HI)
6 FORMAT(1H 1HII21HI1P2E10.21HI)
9 FORMAT(14X'***** ИCXOДHЫE ДAHHЫE *****')
1 FORMAT(1H 1X4HNKE=I32X
* 3HNH=I32X5HNDIM=I32X5HMDIM=I35H HL =1PE10.3)

Fhxdlg.doc

FhxDlg.cpp – центральный файл проекта
fhxDlg.cpp : implementation file
#define new DEBUG_NEW
CAboutDlg dialog used for App About
class CAboutDlg : public CDialog
enum IDD = IDD_ABOUTBOX ;
ClassWizard generated virtual function overrides
AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)
virtual void DoDataE DDXDDV support
DECLARE_MESSAGE_MAP()
CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD)
AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)
void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)
BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg CDialog)
AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)
CFhxDlg::CFhxDlg(CWnd* pParent *=NULL*)
: CDialog(CFhxDlg::IDD pParent)
AFX_DATA_INIT(CFhxDlg)
NOTE: the ClassWizard will add member initialization here
Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32
void CFhxDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
AFX_DATA_MAP(CFhxDlg)
NOTE: the ClassWizard will add DDX and DDV calls here
BEGIN_MESSAGE_MAP(CFhxDlg CDialog)
AFX_MSG_MAP(CFhxDlg)
ON_WM_QUERYDRAGICON()
ON_BN_CLICKED(IDC_LOAD OnLoad)
ON_BN_CLICKED(IDC_RADIO1 OnRadio1)
ON_BN_CLICKED(IDC_RADIO2 OnRadio2)
ON_BN_CLICKED(IDC_RADIO3 OnRadio3)
ON_BN_CLICKED(IDC_RADIO4 OnRadio4)
ON_BN_CLICKED(IDC_RADIO5 OnRadio5)
ON_BN_CLICKED(IDC_ANIMATION OnAnimation)
ON_BN_CLICKED(IDC_STOP OnStop)
CFhxDlg message handlers
BOOL CFhxDlg::OnInitDialog()
Add "About " menu item to system menu.
IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0
ASSERT(IDM_ABOUTBOX 0
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
strAboutMenu.LoadStr
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING IDM_ABOUTBOX strAboutMenu);
Set the icon for this dialog. The framework does this automatically
when the application's main window is not a dialog
SetIcon(m_hIcon TRUE); Set big icon
SetIcon(m_hIcon FALSE); Set small icon
TODO: Add extra initialization here
return return TRUE unless you set the focus to a control
void CFhxDlg::OnSysCommand(UINT nID LPARAM lParam)
if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)
If you add a minimize button to your dialog you will need the code below
to draw the icon. For MFC applications using the documentview model
this is automatically done for you by the framework.
void CFhxDlg::OnPaint()
CPa device context for painting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND (WPARAM) dc.GetSafeHdc() 0);
Center icon in client rectangle
заливка фона программы былым цветом
dc2.SelectObject( &b
The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags
the minimized window.
HCURSOR CFhxDlg::OnQueryDragIcon()
void CFhxDlg::OnLoad()
sqr=sqrt(3)2; вычисление переменной sqr
получение данных из файла
число внешних узлов собственных частот числа координат для каждой частоты
if(myfile.is_open()==0) MessageBox("Файл Iso.dat в текущей директории не обнаружен!!!
Ошибка"MB_OK MB_ICONEXCLAMATION);
получение из файла массива координат узлов трубопровода
получение из файла координат внешних узлов трубопровода
получение из файла собственных частот колебаний трубопровода
GetDlgItem(IDC_RADIO1)->EnableW
GetDlgItem(IDC_RADIO2)->EnableW
GetDlgItem(IDC_RADIO3)->EnableW
GetDlgItem(IDC_RADIO4)->EnableW
GetDlgItem(IDC_RADIO5)->EnableW
получение из файла координат формы колебаний трубопровода
получение данных из файла rtc.dat
if(myfile2.is_open()==0) MessageBox("Файл RTC в текущей директории не обнаружен!!!
пересчет координат трубки к двумерным
X1[0]=sqr*(B[1][1]-B[1][2]);
Y1[0]=B[1][3]-0.5*B[1][1]-0.5*B[1][2];
X1[I]=sqr*(BNKE[I][1]-BNKE[I][2]);
Y1[I]=BNKE[I][3]-0.5*BNKE[I][1]-0.5*BNKE[I][2];
void CFhxDlg::OnRadio1()
void CFhxDlg::OnRadio2()
void CFhxDlg::OnRadio3()
void CFhxDlg::OnRadio4()
void CFhxDlg::OnRadio5()
void CFhxDlg::OnSize(UINT nType int cx int cy)
CDialog::OnSize(nType c
void CFhxDlg::pipe() функция расчета координат для рисования формы колебаний
beg начало массива координат ФК данной частоты
end=k конец массива координат ФК данной частоты
преобразование 3-х мерных координат форм колебаний к 2-х мерным
X2[I]=sqr*(BXB[I][1]-BXB[I][2]);
Y2[I]=BXB[I][3]-0.5*BXB[I][1]-0.5*BXB[I][2];
вычисление координат форм колебаний относительно трубопровода
y_wave[I]=Y2[I]*modu
void CFhxDlg::view() функция вывода на экран колебаний трубопровода
заливка фона белым цветом
рисование оси трубопровода
br.CreatePen(PS_SOLID 1 RGB(000));
рисование заделки трубопровода
br4.CreatePen(PS_SOLID 1 RGB(01800));
рисование упругих опор трубопровода
рисование сосредоточенной массы на трубопроводе
br3.CreatePen(PS_SOLID 1 RGB(00250));
рисование формы колебаний трубопровода
br2.CreatePen(PS_SOLID 1 RGB(25000));
void CFhxDlg::OnAnimation()
GetDlgItem(IDC_STOP)->EnableW
GetDlgItem(IDC_ANIMATION)->EnableW
void CFhxDlg::OnTimer(UINT nIDEvent)
if(l>=(100*n) && l(n*100+100))
BXB[I][J]=BXB[I][J]-k[I][J]50;
if(l>=(n*100+100) && l(n*100+200))
BXB[I][J]=BXB[I][J]+k[I][J]50;
void CFhxDlg::OnStop()
void CFhxDlg::null() получение первоначальных координат форм колебаний
int KoordToObl(double A[] double B[]) подгонка 2D координат под клиентскую область
вычисление максимального и минимального элемента по координатам
if (A[I]>A[I-1]) if (A[I]>
if (B[I]>B[I-1]) if (B[I]>y_ma
if (A[I]A[I-1]) if (A[I]
modul - число на которое надо умножить координаты чтобы разместить их в клиентской области
вычисление окончательных координат трубопровода относительно клиентской области
выравнивание координат по центру клиентской области
if ((x_max-x_min)*modulXMAX)
if ((y_max-y_min)*modulYMAX)

Fidrta.doc

Fidrta.txt –файл исходных данных
Длины пролетов: 1 1 1
Количество КЭ в одном пролете: 20
Количество КЭ номеров узлов КЭ:
MNKE[1][1]=0 MNKE[1][2]=1
MNKE[2][1]=1 MNKE[2][2]=2
MNKE[3][1]=2 MNKE[3][2]=3
MNKE[4][1]=3 MNKE[4][2]=4
MNKE[5][1]=4 MNKE[5][2]=5
MNKE[6][1]=5 MNKE[6][2]=6
MNKE[7][1]=6 MNKE[7][2]=7
MNKE[8][1]=7 MNKE[8][2]=8
MNKE[9][1]=8 MNKE[9][2]=9
MNKE[10][1]=9 MNKE[10][2]=10
MNKE[11][1]=10 MNKE[11][2]=11
MNKE[12][1]=11 MNKE[12][2]=12
MNKE[13][1]=12 MNKE[13][2]=13
MNKE[14][1]=13 MNKE[14][2]=14
MNKE[15][1]=14 MNKE[15][2]=15
MNKE[16][1]=15 MNKE[16][2]=16
MNKE[17][1]=16 MNKE[17][2]=17
MNKE[18][1]=17 MNKE[18][2]=18
MNKE[19][1]=18 MNKE[19][2]=19
MNKE[20][1]=19 MNKE[20][2]=20
MNKE[21][1]=20 MNKE[21][2]=21
MNKE[22][1]=21 MNKE[22][2]=22
MNKE[23][1]=22 MNKE[23][2]=23
MNKE[24][1]=23 MNKE[24][2]=24
MNKE[25][1]=24 MNKE[25][2]=25
MNKE[26][1]=25 MNKE[26][2]=26
MNKE[27][1]=26 MNKE[27][2]=27
MNKE[28][1]=27 MNKE[28][2]=28
MNKE[29][1]=28 MNKE[29][2]=29
MNKE[30][1]=29 MNKE[30][2]=30
MNKE[31][1]=30 MNKE[31][2]=31
MNKE[32][1]=31 MNKE[32][2]=32
MNKE[33][1]=32 MNKE[33][2]=33
MNKE[34][1]=33 MNKE[34][2]=34
MNKE[35][1]=34 MNKE[35][2]=35
MNKE[36][1]=35 MNKE[36][2]=36
MNKE[37][1]=36 MNKE[37][2]=37
MNKE[38][1]=37 MNKE[38][2]=38
MNKE[39][1]=38 MNKE[39][2]=39
MNKE[40][1]=39 MNKE[40][2]=40
MNKE[41][1]=40 MNKE[41][2]=41
MNKE[42][1]=41 MNKE[42][2]=42
MNKE[43][1]=42 MNKE[43][2]=43
MNKE[44][1]=43 MNKE[44][2]=44
MNKE[45][1]=44 MNKE[45][2]=45
MNKE[46][1]=45 MNKE[46][2]=46
MNKE[47][1]=46 MNKE[47][2]=47
MNKE[48][1]=47 MNKE[48][2]=48
MNKE[49][1]=48 MNKE[49][2]=49
MNKE[50][1]=49 MNKE[50][2]=50
MNKE[51][1]=50 MNKE[51][2]=51
MNKE[52][1]=51 MNKE[52][2]=52
MNKE[53][1]=52 MNKE[53][2]=53
MNKE[54][1]=53 MNKE[54][2]=54
MNKE[55][1]=54 MNKE[55][2]=55
MNKE[56][1]=55 MNKE[56][2]=56
MNKE[57][1]=56 MNKE[57][2]=57
MNKE[58][1]=57 MNKE[58][2]=58
MNKE[59][1]=58 MNKE[59][2]=59
MNKE[60][1]=59 MNKE[60][2]=60
Число внутренних узлов: 60
Число внешних узлов: 1
Массив FORMX координат X узлов [м]:
FORMX[1]=0 FORMX[2]=0.05
FORMX[3]=0.1 FORMX[4]=0.15
FORMX[5]=0.2 FORMX[6]=0.25
FORMX[7]=0.3 FORMX[8]=0.35
FORMX[9]=0.4 FORMX[10]=0.45
FORMX[11]=0.5 FORMX[12]=0.55
FORMX[13]=0.6 FORMX[14]=0.65
FORMX[15]=0.7 FORMX[16]=0.75
FORMX[17]=0.8 FORMX[18]=0.85
FORMX[19]=0.9 FORMX[20]=0.95
FORMX[21]=1 FORMX[22]=1.05
FORMX[23]=1.1 FORMX[24]=1.15
FORMX[25]=1.2 FORMX[26]=1.25
FORMX[27]=1.3 FORMX[28]=1.35
FORMX[29]=1.4 FORMX[30]=1.45
FORMX[31]=1.5 FORMX[32]=1.55
FORMX[33]=1.6 FORMX[34]=1.65
FORMX[35]=1.7 FORMX[36]=1.75
FORMX[37]=1.8 FORMX[38]=1.85
FORMX[39]=1.9 FORMX[40]=1.95
FORMX[41]=2 FORMX[42]=2.05
FORMX[43]=2.1 FORMX[44]=2.15
FORMX[45]=2.2 FORMX[46]=2.25
FORMX[47]=2.3 FORMX[48]=2.35
FORMX[49]=2.4 FORMX[50]=2.45
FORMX[51]=2.5 FORMX[52]=2.55
FORMX[53]=2.6 FORMX[54]=2.65
FORMX[55]=2.7 FORMX[56]=2.75
FORMX[57]=2.8 FORMX[58]=2.85
FORMX[59]=2.9 FORMX[60]=2.95
FORMX[61]=3 FORMX[62]=0
Число упругих связей: 3
Параметры упругих связей:
N NKE Линейная жесткость Угловая жесткость
Материал трубы - Титан
Наружный диаметр трубы м. DN: 0.015
Внутренний диаметр трубы м. DB: 0.012

ISO.doc

Iso.dat - файл поддержки графического приложения
000000E+00 0.000000E+00 3.400000E-01 -3.000000E-02
000000E+00 4.100000E-01 -1.000000E-01 0.000000E+00
400000E-01 -4.000000E-01 0.000000E+00 4.400000E-01
-8.300000E-01 0.000000E+00 4.400000E-01 -9.000000E-01
000000E+00 4.400000E-01 -9.700000E-01 -3.000000E-02
400000E-01 -1.000000 -1.000000E-01 4.400000E-01
-1.000000 -7.000000E-01 4.400000E-01 -1.000000
-1.400000 4.400000E-01 -1.000000 -2.150000
400000E-01 -1.000000 -2.300000 4.400000E-01
-1.030000 -2.370000 4.400000E-01 -1.100000
-2.400000 4.400000E-01 -1.600000 -2.400000
400000E-01 -2.200000 -2.400000 4.400000E-01
000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 17.333980
581107E-02 -2.261124E-02 -3.452641E-06 1.070835E-01
473249E-02 4.659128E-01 2.114515E-02 -4.543995E-02
270726E-03 1.021254E-01 7.671859E-02 5.645604E-01
345137E-02 -9.066503E-02 7.591006E-03 9.197136E-02
522637E-02 6.429988E-01 2.355201E-02 -3.198368E-01
882997E-02 7.292831E-02 6.686172E-02 8.655300E-01
369384E-02 -7.278597E-01 5.612342E-02 4.618876E-02
174327E-02 1.000000 2.371665E-02 -7.979254E-01
044141E-02 4.183775E-02 6.153217E-02 9.992047E-01
344430E-02 -8.673189E-01 6.352214E-02 3.733920E-02
030733E-02 9.801802E-01 1.208988E-01 -8.963009E-01
281406E-02 3.390131E-02 5.846966E-02 9.458879E-01
639600E-01 -8.968397E-01 4.648951E-02 2.436944E-02
499537E-02 4.867652E-01 6.520783E-01 -8.972005E-01
800982E-02 2.924345E-02 2.928025E-02 -2.417821E-01
224096E-01 -8.972669E-01 5.269762E-03 2.893868E-02
244368E-02 -8.356546E-01 9.221099E-02 -8.972404E-01
067046E-03 2.703432E-02 9.076695E-03 -8.965034E-01
866209E-02 -8.699989E-01 -5.346317E-04 2.574458E-02
337729E-03 -9.180619E-01 8.654103E-04 -8.051857E-01
-8.201163E-04 2.416827E-02 5.914995E-03 -9.328417E-01
768922E-04 -3.409340E-01 5.170942E-04 1.416019E-02
441655E-04 -8.762732E-01 4.498253E-04 -1.344662E-03
549263E-06 2.153299E-03 -6.440160E-04 -6.872074E-02
189272E-02 2.055982E-02 1.295789E-04 -1.206080E-01
992391E-01 -3.253037E-03 7.498852E-02 3.004606E-02
005332E-02 -1.484962E-01 3.602384E-01 -1.225865E-03
664583E-02 3.500665E-02 3.726454E-02 -1.815211E-01
161285E-01 9.371446E-04 8.667249E-02 3.504589E-02
886094E-01 -3.165008E-01 5.773998E-01 -1.324381E-03
669964E-02 3.688046E-02 4.602317E-01 -5.099232E-01
597013E-01 -8.362178E-03 8.670282E-02 3.752495E-02
063338E-01 -5.414233E-01 6.556895E-01 -9.995485E-03
638258E-02 3.828100E-02 5.683599E-01 -5.731342E-01
365712E-01 -1.155321E-02 8.551700E-02 3.865464E-02
278681E-01 -5.927249E-01 6.052952E-01 -1.326966E-02
086062E-02 3.866044E-02 9.465109E-01 -3.798638E-01
406542E-01 -3.757291E-02 3.601468E-02 3.865292E-02
000000 2.365478E-01 3.185586E-02 -5.647966E-02
194777E-03 3.862775E-02 6.669693E-01 5.135763E-01
-2.988827E-01 -2.196176E-02 3.694578E-05 3.862060E-02
928976E-01 4.742424E-01 -3.650362E-01 -6.307168E-03
-9.698194E-05 3.867253E-02 5.490516E-01 4.507706E-01
-3.994189E-01 2.602030E-03 1.106228E-04 3.817547E-02
069762E-01 4.227110E-01 -4.281801E-01 1.146158E-02
654271E-05 2.170745E-02 2.594947E-01 2.477022E-01
-5.415097E-01 4.722206E-02 5.751278E-05 1.406827E-04
013165E-03 3.766961E-02 -1.801102E-01 5.070788E-03
947131E-02 -7.668124E-04 1.295165E-04 7.696220E-03
923988E-01 -2.831330E-02 9.954554E-02 -5.293014E-04
303799E-02 1.267337E-02 4.659457E-01 -3.464335E-02
145488E-01 1.592332E-03 4.802470E-02 1.919885E-02
325332E-01 -3.946000E-02 1.146239E-01 1.487104E-02
403859E-01 4.511205E-02 7.350073E-01 -4.662798E-02
147065E-01 3.292949E-02 5.953318E-01 8.221413E-02
972557E-01 -3.308069E-02 1.147171E-01 3.508545E-02
586837E-01 8.825479E-02 9.110260E-01 -2.833469E-02
139659E-01 3.686929E-02 7.199063E-01 9.785432E-02
158633E-01 -2.245338E-02 1.125907E-01 3.746843E-02
400403E-01 1.126469E-01 9.132186E-01 -1.717946E-02
030903E-01 3.750183E-02 5.822149E-01 4.640945E-01
595631E-01 -2.731206E-02 6.578223E-02 3.751712E-02
464693E-02 9.143986E-01 7.963226E-01 -7.619094E-02
354241E-03 3.750518E-02 -6.574534E-01 1.000000
280609E-01 -5.419527E-02 2.659490E-03 3.749928E-02
-8.053288E-01 9.637074E-01 7.143149E-01 -3.412334E-02
873555E-04 3.833805E-02 -8.502473E-01 9.267902E-01
066610E-01 -2.197969E-02 2.101995E-04 3.943146E-02
-8.279186E-01 8.758470E-01 7.054753E-01 -9.374036E-03
645668E-04 2.692891E-02 -4.420877E-01 5.133281E-01
676856E-01 5.189407E-02 1.093732E-04 2.183869E-04
-2.036689E-03 7.807217E-02 3.201131E-01 6.840707E-03
-7.355788E-02 -4.583098E-02 8.288190E-05 2.038144E-01
-3.092215E-01 2.585665E-01 -9.439065E-02 -6.834170E-02
-8.752682E-03 1.919160E-01 -2.796797E-01 3.105272E-01
-1.021953E-01 -9.666262E-02 -2.654445E-02 1.641391E-01
-2.287362E-01 3.425545E-01 -1.028546E-01 -1.967096E-01
-6.515313E-02 4.371962E-02 -3.980280E-02 2.773147E-01
-1.037533E-01 -2.167072E-01 -4.617276E-02 -1.288664E-01
961562E-02 -2.631776E-01 -1.038944E-01 -1.937613E-01
-3.895909E-02 -1.569693E-01 1.057756E-01 -3.947462E-01
-1.181634E-01 -1.608963E-01 -2.639973E-02 -1.850597E-01
055368E-01 -5.464786E-01 -1.615407E-01 -1.424424E-01
-9.586735E-03 -2.054957E-01 1.017965E-01 -6.876028E-01
-6.961966E-01 -1.429282E-01 1.217114E-01 -1.815604E-01
685717E-02 -8.136299E-01 -8.692906E-01 -1.433085E-01
558483E-01 1.026581E-01 4.767016E-02 4.107789E-01
-2.170986E-01 -1.434927E-01 -1.304407E-02 2.935075E-01
624585E-02 1.000000 -7.795528E-02 -1.435018E-01
-5.677966E-02 2.868099E-01 9.955444E-03 8.367374E-01
-2.356637E-02 -1.667534E-01 -7.627519E-02 2.766904E-01
912452E-03 7.121555E-01 -4.210008E-03 -2.115943E-01
-8.390251E-02 2.617631E-01 6.628828E-03 5.685855E-01
-3.302395E-03 -2.590984E-01 -6.465094E-02 1.534439E-01
020937E-02 -3.513860E-01 -2.195268E-03 -3.079075E-03
-5.017409E-04 2.334052E-02 5.557510E-02 -7.804865E-02
974979E-02 -4.272315E-02 2.458691E-04 2.380244E-01
412238E-01 1.968047E-03 1.132995E-01 -6.096198E-02
466389E-02 2.828066E-01 5.158145E-01 -2.836324E-03
297472E-01 -6.978679E-02 5.301906E-02 3.332818E-01
779160E-01 -9.656928E-03 1.298457E-01 -6.237914E-02
506627E-01 5.347043E-01 7.131057E-01 -4.581709E-02
298969E-01 -2.369370E-02 5.624196E-01 8.227649E-01
209953E-01 -1.384926E-01 1.298952E-01 -1.340950E-02
128031E-01 8.695782E-01 7.177468E-01 -1.554335E-01
249450E-01 -1.873574E-03 6.361142E-01 9.187729E-01
142740E-01 -1.742476E-01 1.120999E-01 3.625238E-03
916815E-01 9.602963E-01 7.084414E-01 -1.924600E-01
-2.615774E-02 3.601037E-03 -3.154049E-02 1.000000
292686E-01 -2.309216E-01 -1.223322E-01 3.565564E-03
-4.594131E-01 9.029587E-02 5.346068E-01 -1.147614E-02
-4.114779E-02 3.518992E-03 -1.268007E-01 -7.924436E-01
308304E-01 1.742695E-01 -1.573039E-02 3.508624E-03
-6.722808E-03 -7.977024E-01 4.098380E-01 1.610469E-01
-4.948373E-03 -1.106096E-03 6.058026E-02 -7.761106E-01
975968E-01 1.459994E-01 -8.323146E-04 -1.065242E-02
105117E-01 -7.376887E-01 3.772081E-01 1.264591E-01
-6.542054E-04 -3.580210E-02 1.947144E-01 -4.327938E-01
-1.386625E-01 -3.066134E-02 -4.349777E-04 -5.453181E-04
253786E-03 -6.585623E-02 -1.992507E-01 -1.227735E-02

ISORTA.doc

Isorta.dat – файл поддержки графического приложения создаваемый работой подпрограммы Count.exe
000000E+00 5.000000E-02 1.000000E-01 1.500000E-01
500000E-01 3.000000E-01 3.500000E-01 4.000000E-01
000001E-01 5.500001E-01 6.000001E-01 6.500001E-01
500001E-01 8.000001E-01 8.500001E-01 9.000002E-01
999998 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
000000E+00 -4.573654E-04 -1.774865E-03 -3.870636E-03
-1.006003E-02 -1.398722E-02 -1.835933E-02 -2.309480E-02
-3.333548E-02 -3.868428E-02 -4.408429E-02 -4.946252E-02
-5.987534E-02 -6.477849E-02 -6.939755E-02 -7.367591E-02
-8.100555E-02 -8.444203E-02 -8.826768E-02 -9.238806E-02
-1.011624E-01 -1.056555E-01 -1.101220E-01 -1.144971E-01
-1.227460E-01 -1.265245E-01 -1.300211E-01 -1.332065E-01
-1.385677E-01 -1.407255E-01 -1.425368E-01 -1.440137E-01
-1.460561E-01 -1.467841E-01 -1.474293E-01 -1.479369E-01
-1.483661E-01 -1.482234E-01 -1.478150E-01 -1.471317E-01
-1.449495E-01 -1.434774E-01 -1.417841E-01 -1.399052E-01
-1.357756E-01 -1.336386E-01 -1.315431E-01 -1.295663E-01
-1.263178E-01 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
000000E+00 -7.245460E-04 -2.784460E-03 -6.009312E-03
-1.528662E-02 -2.100757E-02 -2.723304E-02 -3.380476E-02
-4.737933E-02 -5.409474E-02 -6.058398E-02 -6.672506E-02
-7.753010E-02 -8.200880E-02 -8.577061E-02 -8.875780E-02
-9.225483E-02 -9.285298E-02 -9.280715E-02 -9.207029E-02
-8.841810E-02 -8.549109E-02 -8.184895E-02 -7.752497E-02
-6.703735E-02 -6.101050E-02 -5.457348E-02 -4.782426E-02
-3.382736E-02 -2.681947E-02 -1.997603E-02 -1.341632E-02
-1.679778E-03 3.994247E-03 1.040140E-02 1.739652E-02
263575E-02 4.061114E-02 4.864366E-02 5.660697E-02
186609E-02 7.895891E-02 8.557923E-02 9.165838E-02
019965E-01 1.061988E-01 1.097481E-01 1.126621E-01
167540E-01 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
000000E+00 6.963579E-04 2.643644E-03 5.629615E-03
387727E-02 1.872813E-02 2.380018E-02 2.890722E-02
854493E-02 4.277446E-02 4.644168E-02 4.944630E-02
318671E-02 5.384640E-02 5.369318E-02 5.275694E-02
879193E-02 4.555936E-02 4.110951E-02 3.556417E-02
177617E-02 1.387023E-02 5.535090E-03 -3.035263E-03
-2.009486E-02 -2.819959E-02 -3.577921E-02 -4.266921E-02
-5.381860E-02 -5.785435E-02 -6.075969E-02 -6.249280E-02
-6.243080E-02 -6.052354E-02 -5.718711E-02 -5.248915E-02
-3.942479E-02 -3.133046E-02 -2.241200E-02 -1.285340E-02
396175E-03 1.768312E-02 2.781232E-02 3.759268E-02
541852E-02 6.317272E-02 7.000482E-02 7.584213E-02
442169E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
000000E+00 -1.376450E-03 -5.099571E-03 -1.056314E-02
-2.434938E-02 -3.155400E-02 -3.828882E-02 -4.411696E-02
-5.167784E-02 -5.293956E-02 -5.236674E-02 -4.996689E-02
-4.020470E-02 -3.332920E-02 -2.558199E-02 -1.738830E-02
-1.588184E-03 6.078838E-03 1.434489E-02 2.269691E-02
774729E-02 4.361200E-02 4.792555E-02 5.045579E-02
968930E-02 4.639279E-02 4.131195E-02 3.467611E-02
803203E-02 8.819067E-03 -3.867346E-04 -9.109226E-03
-2.323500E-02 -2.859293E-02 -3.339181E-02 -3.728869E-02
-4.132452E-02 -4.111373E-02 -3.931330E-02 -3.594264E-02
-2.493190E-02 -1.767244E-02 -9.583223E-03 -9.639096E-04
660779E-02 2.493760E-02 3.258623E-02 3.932613E-02
948690E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
000000E+00 1.584712E-03 5.757033E-03 1.165195E-02
529796E-02 3.154128E-02 3.654660E-02 3.982952E-02
004702E-02 3.680068E-02 3.147082E-02 2.436241E-02
639957E-03 -2.845997E-03 -1.192730E-02 -1.999254E-02
-3.089683E-02 -3.336460E-02 -3.410251E-02 -3.297141E-02
-2.523346E-02 -1.901452E-02 -1.167106E-02 -3.637491E-03
255804E-02 1.974537E-02 2.573950E-02 3.019349E-02
363440E-02 3.251522E-02 2.965771E-02 2.534424E-02
406417E-02 7.280191E-03 -6.476738E-04 -9.056374E-03
-2.471303E-02 -3.078519E-02 -3.504987E-02 -3.717966E-02
-3.444474E-02 -2.966124E-02 -2.289446E-02 -1.452007E-02
119263E-03 1.530984E-02 2.503885E-02 3.384280E-02
736661E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00

Mrtta.doc

Текст программы Mrtta.exe
CPACЧET ЧACTOT CBOБOДHЫX KOЛEБAHИИ TPУБOK TA
CAЛГOPИTM ПOИCKA KOPHEЙ B ИHTEPBAЛE
COПИCAHИE TИПOB И PAЗMEPHOCTEИ MACCИBOB
DIMENSION MNKE(1002)MGOC(20)
*MI(1004)IPVT(200)ICF(3)
INTEGER MNKEMGOCMTTMIIPVT
REAL FORMX(101)FORMY(6101)
REAL BGOC(202)BX(200)
REAL TMG(2007)TMI(2007)TMG1(2007)
REAL BG(22)BXW(6)BXB(2006)
REAL DMT(2007)AM(2003)
DATA NDIMMDIMNH2001004
C DATA EM(1)EM(2)EM(3)1.124E112.02E111.54E11
C DATA RM(1)RM(2)RM(3)8.9E38.E39.02E3
DATA EM(1)EM(2)EM(3)1.124E112.02E111.54E11
DATA RM(1)RM(2)RM(3)4.5E38.E39.02E3
c 405 FORMAT(' ПPOГPAMMA PACЧETA ЧACTOT CBOБOДHЫX KOЛEБAHИЙ'
c* 'TEПЛOOБMEHHИKA')
c 601 FORMAT('BHИMAHИE'
c* ' ЧИCЛO KЭ HE БOЛЬШE 100 ИHAЧE ИЗMEH. MACCИBЫ '
c*' ЧTEHИE ИCXOДHЫX ДAHHЫX ')
OPEN(UNIT=1FILE='RTA.DAT'ERR=407STATUS='OLD') READ(1300ERR=407)NKE((MNKE(IJ)J=12)I=1NKE)NK
* NYNBYNTMTTNGOC(MGOC(I)I=1NGOC)
READ(1*ERR=407)RC(FORMX(I)I=1NT)DNDB
*((BGOC(IJ)J=12)I=1NGOC)
CLOSE(UNIT=1) 300 FORMAT(I4) GOTO 450 407write(*602)
2FORMAT( ' OШИБKA ПPИ ЧTEHИИ ИЛИ ПPИ OTKPЫTИИ ФAЙЛA ')
c 455 FORMAT(' БУДETE ИЗMEHЯTЬ ИCXOДHЫE ДAHHЫE ?')
c IF(IND.NE.'Y')GO TO 13
c* '-------------------------------'
c* '---------------------'
c* '! N ! HKE! ЛИHEЙHAЯ ЖECTKOCTЬ !'
c* ' УГЛOBAЯ ЖECTKOCTЬ !'
c* '---------------------')
c WRITE(5585)IMGOC(I)(BGOC(IJ)J=12)
c 1 FORMAT(' HOMEP KOHEЧHOГO ЭЛEMEHTA : ')
c READ(5300ERR=401)K
c IF(MGOC(I).NE.K) GOTO 414
c 416 FORMAT(7X' ЛИHEЙHAЯ ЖECTKOCTЬ : ')
c READ(5*ERR=417)BGOC(I1)
c 36 FORMAT(7X' УГЛOBAЯ ЖECTKOCTЬ : ')
c READ(5*ERR=422)BGOC(I2)
c 419 FORMAT(' ПOBTOPИTЬ BBOД ПAPAMETPOB УПPУГИX CBЯЗEЙ ? ')
c IF(IND.EQ.'Y') GOTO 406
c 306 FORMAT(' *** BBOД ПAPAMETPOB ПO ЧACTOTE [ГЦ] ***'
c* 'HAЧAЛЬHAЯ ЧACTOTA : ')
c 307 FORMAT('KOHEЧHAЯ ЧACTOTA : ')
c 603 FORMAT(' ** ФOPMИPOBAHИE MATPИЦЫ ИHДEKCOB **')
DO 2 J=14 2 MI(IJ)=0
CALL MIT1(MNKEMINKEMDIM) c write(*604)
c 604 FORMAT(' * ФOPMИPOBAHИE MATPИЦЫ ЖECTKOCTИ'
c*' И ИHEPЦИИ CИCTEMЫ *')
DMT(IJ)=0. 4 CONTINUE
c 605 FORMAT(' PACЧET ПAPAMETPOB KЭ : ДЛИHЫ '
c* ' MATPИЦ ЖECTKOCTИ И ИHEPЦИИ ')
TIE(IJ)=0. 6 CONTINUE
HL=FORMX(K+1)-FORMX(K)
EI=EM(IND)*3.14159*(DN**4-DB**4)64.
HM=(RM(IND)*(DN**2-DB**2)+RC*DB**2)*3.141594.
CALL RKE(TGETIEEIHLHM)
CФOPMИPOBAHИE OБЩИX MATPИЦ CИCTEMЫ B BИДE ЛEHTЫ
IF(MI(KN).LE.0) GOTO 55
IF(MI(KL).LE.0) GOTO 50
TMG(IJ)=TMG(IJ)+TGE(NL)
TMI(IJ)=TMI(IJ)+TIE(NL) 50 CONTINUE
TMG1(IJ)=TMG(IJ) c write(*606)
c 606 FORMAT(' *** ФOPMИPOBAHИE MATPИЦЫ ЖECTKOCTИ CИCTEMЫ '
c* 'C УЧETOM УПPУГИX CBЯЗEИ***')
IF(NGOC.EQ.0) GOTO 90
DO 22 J=12 22 BG(IJ)=0.0
BG(II)=BGOC(MI) IF(MNKE(11).EQ.1.AND.IN.EQ.1)THEN
TMG1(IJ)=TMG1(IJ)+BG(NL) 56 CONTINUE
TMG1(IJ)=TMG1(IJ)+BG(NL) 26 CONTINUE
c 607 FORMAT(' *** ФOPMИPOBAHИE ДИHAMИЧECKOЙ MATPИЦЫ ЖECTKOCTИ ***')
IF(I.EQ.2)OMG=6.283*F1
IF(I.EQ.3)OMG=6.283*F2
DMT(KJ)=TMG1(KJ)-OMG**2*TMI(KJ) 80 CONTINUE
CALL DETK4(DMTKINDIMKJKSNOIPVTICAMM1)
ICF(I)=IC 113 CONTINUE
c 118 FORMAT(' B ИHTEPBAЛE 'F8.1' -'F8.1' ГЦ : 'I4' KOPHEЙ;')
c 119 format(' KW 4 Надо увеличить частотный диапазон ')
F2=2*F2 goto 13 end if
DO 100 I=JCNJCK 110 OMG=(AN+BN)2
DMT(KJ)=TMG1(KJ)-OMG**2*TMI(KJ) 81 CONTINUE
IF(JKOP.LT.1) GOTO 114
GOTO 116 114 AN=OMG 116 CONTINUE
IF((BN-AN).GE.0.1)GOTO 110
IF(OMG.EQ.BN) GOTO 112
GOTO 110 112 CONTINUE
DO 140 J=1KI 140 BX(J)=0.
CALL SOL(DMTKINDIMKJIPVTBXAMM1E)
HBXL=HBXL+BX(J)**2 160 CONTINUE
BXB(JKW)=BX(J)HBXL 150 CONTINUE
OMG=SQRT(OMG*(FORMX(NT)NK)**2*(SQRT(HMEI))) c WRITE(5124)IBXW(KW)ICOMG
c 124 FORMAT(I3'-AЯ ЧACT.= 'E10.3'( IC ='I4' OMG = 'F9.3')')
IF(KW.GE.6) GOTO 120 100 CONTINUE
c 608 FORMAT(' **** BЫBOД PEЗУЛЬTATOB PACЧETA ****')
c 500 FORMAT(' BЫBOДИTЬ PEЗУЛЬTATЫ ДЛЯ ГPAФOПOCTPOИTEЛЯ ?')
c IF(IND.NE.'Y') GOTO 555
c 510 FORMAT(' ** PEЗУЛЬTATЫ PACЧETA ЗAПИCAHЫ B ФAЙЛ ISORTA.DAT **')
OPEN(UNIT=3FILE='ISORTA.DAT'status='NEW')
WRITE(3*) KWNYNBYNGOCHL
WRITE(3*) (BXW(I)I=1KW)
WRITE(3*) (MGOC(I)I=1NGOC) nt=ny+nby
WRITE(3*) (FORMX(I)I=N1N2) 501 CONTINUE
WRITE(3*) (FORMY(JJII)II=N1N2) 502 CONTINUE
CLOSE(UNIT=3) c 555 WRITE(5520)
c 520 FORMAT(' BЫBOДИTЬ PEЗУЛЬTATЫ B BЫXOДHOЙ ФAЙЛ ? ')
c IF(IND.NE.'Y') GOTO 590
c 560 FORMAT(' ** PEЗУЛЬTATЫ PACЧETA ЗAПИCAHЫ B ФAЙЛ '
OPEN(UNIT=2FILE='OUTRTA.DAT'STATUS='NEW')
1 FORMAT(' ЧИCЛO УПPУГИX CBЯЗEЙ : 'I4)
WRITE(2575) 575 FORMAT(
* '*** ПAPAMETPЫ УПPУГИX CBЯЗEЙ ***'
* '-------------------------------'
*'---------------------'
* '! N ! HKE! ЛИHEЙHAЯ ЖECTKOCTЬ !'
* ' УГЛOBAЯ ЖECTKOCTЬ !'
*'---------------------')
WRITE(2585)IMGOC(I)(BGOC(IJ)J=12)
5 FORMAT('!'I3'!'I4'!'2(''E9.2'!'))
WRITE(2206)L(BXB(JI)J=K1K2) 210 CONTINUE
WRITE(2203) 200 CONTINUE
CCПИCOK ФOPMATOB BЫBOДA PEЗУЛЬTATOB
1 FORMAT(14X'***** BЫBOД PEЗУЛЬTATOB PACЧETA *****')
2 FORMAT(1X64(1H-)1HI62X1HI
* 1HI15X6H BXW( I15H ) = 1PE10.325X1HI
* 1HI62X1HI1X64(1H-)
* 1H 1HI'NY'1HI4X'Y'4X1HI4X'Q'4X1HI)
6 FORMAT(1H 1HII21HI1P2E10.21HI)
9 FORMAT(14X'***** ИCXOДHЫE ДAHHЫE *****')
1 FORMAT(1H 1X4HNKE=I32X
* 3HNH=I32X5HNDIM=I32X5HMDIM=I35H HL =1PE10.3)
c 610 FORMAT('ПPOДOЛЖAETE PACЧET ДA Y HET BK>')
c IF(MY.EQ.'Y') GOTO 450
SUBROUTINE MIT1(NMINKEMDIM)
INTEGER N(MDIM2)MI(MDIM4) C TYPE *' PAБOTA ПП MIT1 '
IF(N(KN1).EQ.0) GOTO 3
MI(KJ)=(N(KN1)-1)*2+J-NN+1
SUBROUTINE RKE(TMEIALHM)
CTYPE *' PAБOTA ПП RKE '
B=.052380952*AL**2*HM
D=.03095238*AL**2*HM
E=0.0095238095*AL**3*HM
F=.0071428571*AL**3*HM
M(JI)=M(IJ) 4 CONTINUE 3 CONTINUE
SUBROUTINE DETK4(ANNDIMMKSNOIPVTICAMM1)
REAL A(NDIMM)AM(NDIMM1)
CTYPE *' PAБOTA ПП DETK4 '
DO 25 I=1N 25 IPVT(I)=0
DO 11 J=MLM 11 A(IJ)=0. 13 CONTINUE
IF(A(11).GE.0.0) GO TO 1
GO TO 6 1 IC=1 6 CONTINUE
IF(ABS(A(K1)).LE.ABS(A(IW1))) GOTO 3
IF(A(K1).GE.0.0) GOTO 8
IF(A(IW1).GE.0.0) GOTO 9
IF(A(IW1).GE.0.0) IR=-IR
IF(A(IW1).NE.0.0) GOTO 4
A(KJ-1)=A(KJ)-T*A(IWJ) 5 CONTINUE
A(KL)=0.0 10 CONTINUE
IF(A(K1).LT.0.0) IR=-IR
IF(IR.GT.0) IC=IC+1 20 CONTINUE
IF(A(I1).NE.0.0) GO TO 45
IF(A(I1).GT.0.0) GOTO 60
CTYPE *'KS='KS'IC='IC'IR='IR
SUBROUTINE SOL (ANNDIMMIPVTBAMM1E)
REAL A(NDIMM)B(N)AM(NDIMM1)
CTYPE *' PAБOTA ПП SOL '
B(I)=B(I)-T*B(K) 5 CONTINUE 6 CONTINUE 10 CONTINUE
T=T-A(KIK)*B(KI+K-1)
IF(L.LT.M) L=L+1 3 CONTINUE

MRTTC.doc

Текст программы Mrttc.exe
5 FORMAT(' *** ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ '10A1' ***')
OPEN(UNIT=1FILE='RTC'STATUS='OLD')
READ(129)NKE((MNKE(IJ)J=12)I=1NKE)
* NYNBY(MTT(I)I=1NKE)MTNTNMACNGOC
* (MMAC(I)I=1NMAC)(MGOC(I)I=1NGOC)
READ(1*)RC((BNKE(IJ)J=13)I=1NY)
* ((B(IJ)J=13)I=1NBY)(DN(I)I=1NT)(DB(I)I=1NT)
* ((BMAC(IJ)J=16)I=1NMAC)EMPMRM
* ((BGOC(IJ)J=16)I=1NGOC)
0 FORMAT(' ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ ДЛЯ ГРАФОПОСТРОИТЕЛЯ ?')
IF(IND.NE.'Y') GOTO 555
0 FORMAT(' ** РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ЗАПИСАНЫ В ФАЙЛ ISO.DAT **')
OPEN(UNIT=3FILE='ISO.DAT'STATUS='NEW')
WRITE(3*)((BNKE(IJ)J=13)I=1NY)((B(IJ)J=13)I=1NBY)
* (BXW(I)I=1KW)((BXB(JI)J=1KI)I=1KW)
5WRITE(6520)(FILE1(I)I=110)
0 FORMAT(' ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА В ФАЙЛ '10A1'? ')
IF(IND.NE.'Y') GOTO 590
0 FORMAT(' ВВЕДИТЕ ИМЯ ВЫХОДНОГО ФАЙЛА ?')
IF(IND.NE.'Y') GOTO 550
0 FORMAT(' ИМЯ ВЫХОДНОГО ФАЙЛА ИЗ ТРЕХ СИМВОЛОВ : ')
READ(5541)(FILE1(I)I=13)
0WRITE(6560)(FILE1(I)I=110)
0 FORMAT(' ** РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ЗАПИСАНЫ В ФАЙЛ '10A1' **')
OPEN(UNIT=2FILE='OUT.DAT'STATUS='NEW')
WRITE(**)'NGOC='NGOC
1 FORMAT(' ЧИСЛО УПРУГИХ СВЯЗЕЙ : 'I4)
IF(NGOC.EQ.0) GOTO 600
* ' *** ПАРАМЕТРЫ УПРУГИХ СВЯЗЕЙ ***'
* '-------------------------------------------'
* '---------------------------------'
* '! N ! HKE! ЛИНЕЙНАЯ ЖЕСТКОСТЬ !'
* ' УГЛОВАЯ ЖЕСТКОСТЬ!'
* '!CB.! ! ПО ОСИ X ! ПО ОСИ Y ! ПО ОСИ Z !'
* ' ПО ОСИ X ! ПО ОСИ Y ! ПО ОСИ Z !'
* '----------------------------------')
WRITE(2585)IMGOC(I)(BGOC(IJ)J=16)
5 FORMAT('!'I3'!'I4'!'6(E9.2' !'))
WRITE(2206)L(BXB(JI)J=K1K2)
C СПИСОК ФОРМАТОВ ВЫВОДОВ РЕЗУЛЬТАТОВ 201 FORMAT(14X'***** ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА *****')
2 FORMAT(1X64(1H-)1HI62X1HI
* 1HI15X6H BXW( I15H ) = 1PE10.325X1HI
* 1HI62X1HI1X64(1H-)
* 1H 1HI'NY'1HI4X'X'4X1HI4X'Y'4X1HI
* 4X'Z'4X1HI4X'XW'3X1HI4X'YW'3X1HI4X'ZW'3X1HI)
6 FORMAT(1H 1HII21HI1P6E10.21HI)

OleshkovC++.doc

Oleshkov_.cpp центральный файл проекта
#include iostream.h>
#include "oleshkov.h
#pragma package(smart_init)
#pragma resource "*.dfm
описание глобальных переменных
описание глобальных переменных программы расчета корней и форм колебаний
функция считывания данных с элементов типа Edit
AnsiString _fastcall SetTo(AnsiString Txt int min int max)
return (IntToStr(q));
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)
обработчики сообщений
void __fastcall TForm1::Edit1Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::TrackBar1Change(TObject *Sender)
первоначальное заполнение длин пролетов по 1-му метру
void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender)
TrackBar1Change(TrackBar1);
void __fastcall TForm1::Edit2Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::TrackBar2Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton1Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton2Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton3Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton4Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Edit3Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Edit4Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton5Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton6Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton7Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton8Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::RadioButton9Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Edit5Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Edit6Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Edit7Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Edit8Change(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::UpDown9Click(TObject *Sender TUDBtnType Button)
void __fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender)
подсчет общего числа конечных элементов трубы
заполнение массива номеров конечных элементов
подсчет числа внутренних узлов всех узлов и заполнение массива длин
FORMX[J]=FORMX[J-1]+
заполнение массива номеров конечных элементов которые имеют упругие связи
MGOC[I]=MGOC[I-1]+M;
запись исходных данных в файл Fidrta.txt (аналог FIDRTA.DAT)
myfile.open("Fidrta.t
myfileendlendl"Количество КЭ в одном пролете: "Mendlendl
Количество КЭ номеров узлов КЭ:"endl
myfile"MNKE["I"][1]="MNKE[I][1]
setw(10)"MNKE["I"][2]="MNKE[I][2]
myfileendl"Число внутренних узлов: "NYendlendl
Число внешних узлов: "NBYendlendl
Массив FORMX координат X узлов [м]:
myfile"FORMX["I"]="FORMX[I]
setw(20)" FORMX["J"]="FORMX[J]
myfileendl"Число упругих связей: "NGOCendlendl
Параметры упругих связей:"endl
N NKE Линейная жесткость Угловая жесткость
myfileIsetw(5)MGOC[I]setw(20)
BGOC[I][1]setw(20)BGOC[I][2]
myfileendlendl"Наружный диаметр трубы м. DN: "DN
запись исходных данных в файл Rta.dat
my2FORMX[I]" "FORMX[J]
my2BGOC[I][1]setw(20)BGOC[I][2]
void __fastcall TForm1::Button4Click(TObject *Sender)
void __fastcall TForm1::Button5Click(TObject *Sender)
получение данных форм колебаний трубки из файла Isorta.dat
вывод полезных данных
число частот в промежутке
число внутренних узлов число внешних узлов число гибких упругих связей
поиск наибольшей высоты форм колебаний
рисование линии трубки в состоянии покоя
pb->Canvas->Brush->Color=clWh
pb->Canvas->MoveTo(2580);
kon=FORMX[MGOC[NGOC]]*(450FORMX[NT]);
pb->Canvas->MoveTo(25+kon80);
pb->Canvas->MoveTo(25+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])80);
pb->Canvas->MoveTo(22+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])83);
pb->Canvas->MoveTo(28+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])86);
pb->Canvas->MoveTo(22+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])89);
pb->Canvas->MoveTo(21+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])92);
pb->Canvas->MoveTo(23+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])92);
pb->Canvas->MoveTo(26+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])92);
pb->Canvas->MoveTo(29+FORMX[MGOC[I]]*(450FORMX[NT])92);
pb->Canvas->MoveTo(2572);
pb->Canvas->MoveTo(2576);
pb->Canvas->MoveTo(2584);
pb->Canvas->MoveTo(2588);
pb->Canvas->MoveTo(47572);
pb->Canvas->MoveTo(47576);
pb->Canvas->MoveTo(47580);
pb->Canvas->MoveTo(47584);
pb->Canvas->MoveTo(47588);
pb->Canvas->Pen->Color=clWindowTe
pb->Canvas->MoveTo(25+FORMX[1]*(450FORMX[NT])80+55*FORMY[Nomer][2]abso
pb->Canvas->MoveTo(25+FORMX[I]*(450FORMX[NT])80+55*FORMY[Nomer][I+1]abso
pb->Canvas->MoveTo(25+FORMX[0]*(450FORMX[NT])80+55*FORMY[Nomer][0]abso
pb->Canvas->MoveTo(25+FORMX[I]*(450FORMX[NT])80+55*FORMY[Nomer][I]abso

OleshkovHC++.doc

Oleshkov_.h – заголовочный файл проекта
#include Classes.hpp>
#include Controls.hpp>
#include StdCtrls.hpp>
#include ComCtrls.hpp>
#include ExtCtrls.hpp>
#include Graphics.hpp>
class TForm1 : public TForm
__published: IDE-managed Components
private: User declarations
public: User declarations

OUT.doc

Out.dat – файл статистики
ЧИСЛО УПРУГИХ СВЯЗЕЙ : 3
*** ПАРАМЕТРЫ УПРУГИХ СВЯЗЕЙ ***
!N! HKE! ЛИНЕЙНАЯ ЖЕСТКОСТЬ ! УГЛОВАЯ ЖЕСТКОСТЬ !
! ! !ПО ОСИ X!ПО ОСИ Y!ПО ОСИ Z!ПО ОСИ X!ПО ОСИ Y!ПО ОСИ Z!
!1! 5! .00E+00 !.15E+06 !.15E+06 !.00E+00 !.00E+00 !.00E+00 !
!2!11! .00E+00 !.00E+00 !.15E+06 !.00E+00 !.00E+00 !.00E+00 !
!3!16! .10E+09 !.10E+09 !.10E+09 !.31E+06 !.31E+06 !.14E+07 !
***** ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА *****
I BXW( 1 ) = 1.733E+01 I
INYI X I Y I Z I XW I YW I ZW I
I 1I 1.58E-02 -2.26E-02 -3.45E-06 1.07E-01 7.47E-02 4.66E-01I
I 2I 2.11E-02 -4.54E-02 2.27E-03 1.02E-01 7.67E-02 5.65E-01I
I 3I 2.35E-02 -9.07E-02 7.59E-03 9.20E-02 7.52E-02 6.43E-01I
I 4I 2.36E-02 -3.20E-01 2.88E-02 7.29E-02 6.69E-02 8.66E-01I
I 5I 2.37E-02 -7.28E-01 5.61E-02 4.62E-02 6.17E-02 1.00E+00I
I 6I 2.37E-02 -7.98E-01 6.04E-02 4.18E-02 6.15E-02 9.99E-01I
I 7I 5.34E-02 -8.67E-01 6.35E-02 3.73E-02 6.03E-02 9.80E-01I
I 8I 1.21E-01 -8.96E-01 6.28E-02 3.39E-02 5.85E-02 9.46E-01I
I 9I 5.64E-01 -8.97E-01 4.65E-02 2.44E-02 4.50E-02 4.87E-01I
I10I 6.52E-01 -8.97E-01 2.80E-02 2.92E-02 2.93E-02 -2.42E-01I
I11I 2.22E-01 -8.97E-01 5.27E-03 2.89E-02 1.24E-02 -8.36E-01I
I12I 9.22E-02 -8.97E-01 1.07E-03 2.70E-02 9.08E-03 -8.97E-01I
I13I 2.87E-02 -8.70E-01 -5.35E-04 2.57E-02 7.34E-03 -9.18E-01I
I14I 8.65E-04 -8.05E-01 -8.20E-04 2.42E-02 5.91E-03 -9.33E-01I
I15I 6.77E-04 -3.41E-01 5.17E-04 1.42E-02 1.44E-04 -8.76E-01I
I16I 4.50E-04 -1.34E-03 8.55E-06 2.15E-03 -6.44E-04 -6.87E-02I
I BXW( 2 ) = 1.929E+01 I
I 1I 5.19E-02 2.06E-02 1.30E-04 -1.21E-01 2.99E-01 -3.25E-03I
I 2I 7.50E-02 3.00E-02 1.01E-02 -1.48E-01 3.60E-01 -1.23E-03I
I 3I 8.66E-02 3.50E-02 3.73E-02 -1.82E-01 4.16E-01 9.37E-04I
I 4I 8.67E-02 3.50E-02 1.89E-01 -3.17E-01 5.77E-01 -1.32E-03I
I 5I 8.67E-02 3.69E-02 4.60E-01 -5.10E-01 6.60E-01 -8.36E-03I
I 6I 8.67E-02 3.75E-02 5.06E-01 -5.41E-01 6.56E-01 -1.00E-02I
I 7I 8.64E-02 3.83E-02 5.68E-01 -5.73E-01 6.37E-01 -1.16E-02I
I 8I 8.55E-02 3.87E-02 6.28E-01 -5.93E-01 6.05E-01 -1.33E-02I
I 9I 7.09E-02 3.87E-02 9.47E-01 -3.80E-01 3.41E-01 -3.76E-02I
I10I 3.60E-02 3.87E-02 1.00E+00 2.37E-01 3.19E-02 -5.65E-02I
I11I 2.19E-03 3.86E-02 6.67E-01 5.14E-01 -2.99E-01 -2.20E-02I
I12I 3.69E-05 3.86E-02 5.93E-01 4.74E-01 -3.65E-01 -6.31E-03I
I13I -9.70E-05 3.87E-02 5.49E-01 4.51E-01 -3.99E-01 2.60E-03I
I14I 1.11E-04 3.82E-02 5.07E-01 4.23E-01 -4.28E-01 1.15E-02I
I15I 8.65E-05 2.17E-02 2.59E-01 2.48E-01 -5.42E-01 4.72E-02I
I16I 5.75E-05 1.41E-04 1.01E-03 3.77E-02 -1.80E-01 5.07E-03I
I BXW( 3 ) = 2.520E+01 I
I 1I 6.95E-02 -7.67E-04 1.30E-04 7.70E-03 3.92E-01 -2.83E-02I
I 2I 9.95E-02 -5.29E-04 1.30E-02 1.27E-02 4.66E-01 -3.46E-02I
I 3I 1.15E-01 1.59E-03 4.80E-02 1.92E-02 5.33E-01 -3.95E-02I
I 4I 1.15E-01 1.49E-02 2.40E-01 4.51E-02 7.35E-01 -4.66E-02I
I 5I 1.15E-01 3.29E-02 5.95E-01 8.22E-02 8.97E-01 -3.31E-02I
I 6I 1.15E-01 3.51E-02 6.59E-01 8.83E-02 9.11E-01 -2.83E-02I
I 7I 1.14E-01 3.69E-02 7.20E-01 9.79E-02 9.16E-01 -2.25E-02I
I 8I 1.13E-01 3.75E-02 7.40E-01 1.13E-01 9.13E-01 -1.72E-02I
I 9I 1.03E-01 3.75E-02 5.82E-01 4.64E-01 8.60E-01 -2.73E-02I
I10I 6.58E-02 3.75E-02 8.46E-02 9.14E-01 7.96E-01 -7.62E-02I
I11I 9.35E-03 3.75E-02 -6.57E-01 1.00E+00 7.28E-01 -5.42E-02I
I12I 2.66E-03 3.75E-02 -8.05E-01 9.64E-01 7.14E-01 -3.41E-02I
I13I 6.87E-04 3.83E-02 -8.50E-01 9.27E-01 7.07E-01 -2.20E-02I
I14I 2.10E-04 3.94E-02 -8.28E-01 8.76E-01 7.05E-01 -9.37E-03I
I15I 1.65E-04 2.69E-02 -4.42E-01 5.13E-01 8.68E-01 5.19E-02I
I16I 1.09E-04 2.18E-04 -2.04E-03 7.81E-02 3.20E-01 6.84E-03I
I BXW( 4 ) = 3.621E+01 I
I 1I -7.36E-02 -4.58E-02 8.29E-05 2.04E-01 -3.09E-01 2.59E-01I
I 2I -9.44E-02 -6.83E-02 -8.75E-03 1.92E-01 -2.80E-01 3.11E-01I
I 3I -1.02E-01 -9.67E-02 -2.65E-02 1.64E-01 -2.29E-01 3.43E-01I
I 4I -1.03E-01 -1.97E-01 -6.52E-02 4.37E-02 -3.98E-02 2.77E-01I
I 5I -1.04E-01 -2.17E-01 -4.62E-02 -1.29E-01 9.96E-02 -2.63E-01I
I 6I -1.04E-01 -1.94E-01 -3.90E-02 -1.57E-01 1.06E-01 -3.95E-01I
I 7I -1.18E-01 -1.61E-01 -2.64E-02 -1.85E-01 1.06E-01 -5.46E-01I
I 8I -1.62E-01 -1.42E-01 -9.59E-03 -2.05E-01 1.02E-01 -6.88E-01I
I 9I -6.96E-01 -1.43E-01 1.22E-01 -1.82E-01 7.69E-02 -8.14E-01I
I10I -8.69E-01 -1.43E-01 1.56E-01 1.03E-01 4.77E-02 4.11E-01I
I11I -2.17E-01 -1.43E-01 -1.30E-02 2.94E-01 1.62E-02 1.00E+00I
I12I -7.80E-02 -1.44E-01 -5.68E-02 2.87E-01 9.96E-03 8.37E-01I
I13I -2.36E-02 -1.67E-01 -7.63E-02 2.77E-01 6.91E-03 7.12E-01I
I14I -4.21E-03 -2.12E-01 -8.39E-02 2.62E-01 6.63E-03 5.69E-01I
I15I -3.30E-03 -2.59E-01 -6.47E-02 1.53E-01 9.02E-02 -3.51E-01I
I16I -2.20E-03 -3.08E-03 -5.02E-04 2.33E-02 5.56E-02 -7.80E-02I
I BXW( 5 ) = 4.497E+01 I
I 1I 7.97E-02 -4.27E-02 2.46E-04 2.38E-01 4.41E-01 1.97E-03I
I 2I 1.13E-01 -6.10E-02 1.47E-02 2.83E-01 5.16E-01 -2.84E-03I
I 3I 1.30E-01 -6.98E-02 5.30E-02 3.33E-01 5.78E-01 -9.66E-03I
I 4I 1.30E-01 -6.24E-02 2.51E-01 5.35E-01 7.13E-01 -4.58E-02I
I 5I 1.30E-01 -2.37E-02 5.62E-01 8.23E-01 7.21E-01 -1.38E-01I
I 6I 1.30E-01 -1.34E-02 6.13E-01 8.70E-01 7.18E-01 -1.55E-01I
I 7I 1.25E-01 -1.87E-03 6.36E-01 9.19E-01 7.14E-01 -1.74E-01I
I 8I 1.12E-01 3.63E-03 5.92E-01 9.60E-01 7.08E-01 -1.92E-01I
I 9I -2.62E-02 3.60E-03 -3.15E-02 1.00E+00 6.29E-01 -2.31E-01I
I10I -1.22E-01 3.57E-03 -4.59E-01 9.03E-02 5.35E-01 -1.15E-02I
I11I -4.11E-02 3.52E-03 -1.27E-01 -7.92E-01 4.31E-01 1.74E-01I
I12I -1.57E-02 3.51E-03 -6.72E-03 -7.98E-01 4.10E-01 1.61E-01I
I13I -4.95E-03 -1.11E-03 6.06E-02 -7.76E-01 3.98E-01 1.46E-01I
I14I -8.32E-04 -1.07E-02 1.11E-01 -7.38E-01 3.77E-01 1.26E-01I
I15I -6.54E-04 -3.58E-02 1.95E-01 -4.33E-01 -1.39E-01 -3.07E-02I
I16I -4.35E-04 -5.45E-04 2.25E-03 -6.59E-02 -1.99E-01 -1.23E-02I
----------------------------------------------------------------

OUTRTA.doc

Outrta.dat – файл графических данных создаваемый работой подпрограммы Count.exe
ЧИСЛО УПРУГИХ СВЯЗЕЙ : 3
*** ПАРАМЕТРЫ УПРУГИХ СВЯЗЕЙ ***
! N ! HKE! ЛИНЕЙНАЯ ЖЕСТКОСТЬ ! УГЛОВАЯ ЖЕСТКОСТЬ !
***** ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА *****
I BXW( 1 ) = 1.005E+01 I
-4.57E-04 -1.80E-02
-1.77E-03 -3.44E-02
-3.87E-03 -4.91E-02
-6.66E-03 -6.22E-02
-1.01E-02 -7.35E-02
-1.40E-02 -8.33E-02
-1.84E-02 -9.13E-02
-2.31E-02 -9.78E-02
-2.81E-02 -1.03E-01
-3.33E-02 -1.06E-01
-3.87E-02 -1.08E-01
-4.41E-02 -1.08E-01
-4.95E-02 -1.07E-01
-5.47E-02 -1.04E-01
-5.99E-02 -1.00E-01
-6.48E-02 -9.54E-02
-6.94E-02 -8.91E-02
-7.37E-02 -8.18E-02
-7.76E-02 -7.34E-02
-8.10E-02 -6.42E-02
-8.44E-02 -7.29E-02
-8.83E-02 -7.98E-02
-9.24E-02 -8.47E-02
-9.67E-02 -8.80E-02
-1.01E-01 -8.96E-02
-1.06E-01 -8.98E-02
-1.10E-01 -8.86E-02
-1.14E-01 -8.62E-02
-1.19E-01 -8.26E-02
-1.23E-01 -7.81E-02
-1.27E-01 -7.28E-02
-1.30E-01 -6.69E-02
-1.33E-01 -6.04E-02
-1.36E-01 -5.36E-02
-1.39E-01 -4.66E-02
-1.41E-01 -3.96E-02
-1.43E-01 -3.28E-02
-1.44E-01 -2.63E-02
-1.45E-01 -2.03E-02
-1.46E-01 -1.50E-02
-1.47E-01 -1.39E-02
-1.47E-01 -1.17E-02
-1.48E-01 -8.44E-03
-1.48E-01 -4.38E-03
I BXW( 2 ) = 1.729E+01 I
-7.25E-04 -2.85E-02
-2.78E-03 -5.34E-02
-6.01E-03 -7.51E-02
-1.02E-02 -9.33E-02
-1.53E-02 -1.08E-01
-2.10E-02 -1.20E-01
-2.72E-02 -1.29E-01
-3.38E-02 -1.34E-01
-4.06E-02 -1.36E-01
-4.74E-02 -1.36E-01
-5.41E-02 -1.32E-01
-6.06E-02 -1.27E-01
-6.67E-02 -1.19E-01
-7.24E-02 -1.08E-01
-7.75E-02 -9.63E-02
-8.20E-02 -8.26E-02
-8.58E-02 -6.77E-02
-8.88E-02 -5.17E-02
-9.09E-02 -3.50E-02
-9.23E-02 -1.80E-02
-9.29E-02 -5.72E-03
I BXW( 3 ) = 2.925E+01 I
-3.04E-03 -1.72E-01
-1.16E-02 -1.71E-01
-2.01E-02 -1.66E-01
-2.82E-02 -1.57E-01
-3.58E-02 -1.45E-01
-4.27E-02 -1.30E-01
-4.87E-02 -1.12E-01
-5.38E-02 -9.16E-02
-5.79E-02 -6.96E-02
-6.08E-02 -4.65E-02
-6.25E-02 -2.28E-02
I BXW( 4 ) = 5.631E+01 I
-1.38E-03 -5.30E-02
-5.10E-03 -9.39E-02
-1.06E-02 -1.23E-01
-1.72E-02 -1.40E-01
-2.43E-02 -1.46E-01
-3.16E-02 -1.41E-01
-3.83E-02 -1.27E-01
-4.41E-02 -1.05E-01
-4.87E-02 -7.64E-02
-5.17E-02 -4.31E-02
-5.29E-02 -7.03E-03
-3.87E-04 -1.81E-01
-9.11E-03 -1.66E-01
-1.69E-02 -1.43E-01
-2.32E-02 -1.10E-01
-2.86E-02 -1.03E-01
-3.34E-02 -8.80E-02
-3.73E-02 -6.69E-02
-4.00E-02 -4.10E-02
-4.13E-02 -1.14E-02
I BXW( 5 ) = 8.283E+01 I
-2.85E-03 -1.88E-01
-1.19E-02 -1.73E-01
-2.00E-02 -1.47E-01
-2.65E-02 -1.10E-01
-3.09E-02 -6.50E-02
-3.34E-02 -3.28E-02
-6.48E-04 -1.66E-01
-9.06E-03 -1.69E-01
-1.73E-02 -1.59E-01
-2.47E-02 -1.37E-01
-3.08E-02 -1.05E-01
-3.50E-02 -6.48E-02
-3.72E-02 -1.98E-02

RTC.doc

RTC – файл исходных данных
5.000000 0.000000E+00 0.000000E+00 3.400000E-01
-3.000000E-02 0.000000E+00 4.100000E-01 -1.000000E-01
000000E+00 4.400000E-01 -4.000000E-01 0.000000E+00
400000E-01 -8.300000E-01 0.000000E+00 4.400000E-01
-9.000000E-01 0.000000E+00 4.400000E-01 -9.700000E-01
-3.000000E-02 4.400000E-01 -1.000000 -1.000000E-01
400000E-01 -1.000000 -7.000000E-01 4.400000E-01
-1.000000 -1.400000 4.400000E-01 -1.000000
-2.150000 4.400000E-01 -1.000000 -2.300000
400000E-01 -1.030000 -2.370000 4.400000E-01
-1.100000 -2.400000 4.400000E-01 -1.600000
-2.400000 4.400000E-01 -2.200000 -2.400000
400000E-01 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
700000E-02 5.000000E-02 17.300000 17.300000
300000 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
020000E+11 2.800000E-01 8000.000000 0.000000E+00
7000.000000 147000.000000 0.000000E+00 0.000000E+00
000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 147000.000000
000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 1.000000E+08
000000E+08 1.000000E+08 310000.000000 310000.000000

WWRTC.doc

Текст программы Wwrtc.exe
C BBOД ИCXOДHЫX ДAHHЫX ДЛЯ
C PACЧET ЧACTOT CBOБOДHЫX KOЛEБAHИИ
C TPУБOПPOBOДHЫX CИCTEM
DIMENSION MNKE(1002)MTT(100)MMAC(10)MGOC(20)
REAL BNKE(1003)B(33)DN(5)DB(5)BMAC(106)BGOC(206)
REAL EM(2)PM(2)RM(2)
DATA EM(1)EM(2)1.25E112.02E11
DATA PM(1)PM(2)0.350.28
DATA RM(1)RM(2)8900.8000.
DATA FILE1HR1HT1HC1H.1HD1HA1HT
FORMAT(' ПPOГPAMMA BBOДA ИCXOДHЫX ДAHHЫX'
* ' ДЛЯ PACЧETA ЧACTOT CBOБOДHЫX KOЛEБAHИЙ'
* ' TPУБOПPOBOДHЫX CИCTEM')
FORMAT(' BBEДИTE ЧИCЛO БAЛOЧHЫX KOHEЧHЫX ЭЛEMEHTOB : ')
FORMAT(' ПЛOTHOCTЬ CPEДЫ [KГM**3] : ')
WRITE(**)' ** BBOД MACCИBA HOMEPOB УЗЛOB KOHEЧHЫX'
C 45 FORMAT(I3' -Й KOHEЧHЫЙ ЭЛEMEHT:'
C * ' HAЧAЛO: УЗEЛ N = ')
C READ(530ERR=201)MNKE(I1)
C 46 FORMAT(31X'KOHEЦ: УЗEЛ N = ')
C READ(530ERR=202)MNKE(I2)
WRITE(**)((MNKE(IJ)J=12)I=1NKE)
FORMAT(' ПOBTOPИTЬ BBOД MACCИBA ? : ')
IF(IND.EQ.'Y') GOTO 1
FORMAT(' ЧИCЛO BHУTPEHHИX УЗЛOB : ')
WRITE(**)(' *** BBOД KOOPДИHAT BHУTPEHHИX УЗЛOB [M] ***')
FORMAT(I3' -ЫЙ УЗEЛ :'' X = ')
READ(5*ERR=204)BNKE(I1)
READ(5*ERR=207)BNKE(I2)
READ(5*ERR=208)BNKE(I3)
c bnke(i1)=bnke(i-81)
c bnke(i2)=bnke(i-82)
c bnke(i3)=bnke(i-83)+0.024
WRITE(**)((BNKE(IJ)J=13)I=1NY)
FORMAT(' ПOBTOPИTЬ BBOД KOOPДИHAT ? ')
IF(IND.EQ.'Y') GOTO 17
FORMAT(' ЧИCЛO BHEШHИX УЗЛOB : ')
WRITE(**)(' *** BBOД KOOPДИHAT BHEШHИX УЗЛOB [M] ***')
READ(5*ERR=210)B(I1)
READ(5*ERR=211)B(I2)
READ(5*ERR=212)B(I3)
WRITE(**)((B(IJ)J=13)I=1NBY)
FORMAT(' MATEPИAЛ TPУБOПPOBOДA :'
* ' 2. HEPЖAB. CTAЛЬ'
* ' BBEДИTE HOMEP MATEPИAЛA : ')
5WRITE(6514)EM(MT)PM(MT)RM(MT)
4 FORMAT(' ДAHHЫЙ MATEPИAЛ ИMEET : '
* ' 1. MOДУЛЬ УПPУГOCTИ EM = 'E10.3
* ' 2. KOЭФФИЦИEHT ПУACOHA RM = 'E10.3
* ' 3. ПЛOTHOCTЬ MATEPИAЛA PM = 'E10.3
* ' ? ЧTO БУДETE ИЗMEHЯTЬ ( BK> ) : ')
6 FORMAT(' ? MOДУЛЬ УПPУГOCTИ : ')
READ(5*ERR=518)EM(MT)
ELSE IF(INS.EQ.2)THEN
9 FORMAT(' ? KOЭФФИЦИEHT ПУACOHA : ')
READ(5*ERR=520)RM(MT)
ELSE IF(INS.EQ.3)THEN
2 FORMAT(' ? ПЛOTHOCTЬ MATEPИAЛA : ')
READ(5*ERR=521)PM(MT)
FORMAT(' BBEДИTE KOЛИЧECTBO TИПOPAЗMEPOB TPУБ CИCTEMЫ :')
FORMAT(' BBOД ДИAMETPOB [M]'
* ' ДЛЯ BCEX ПPИMEHЯEMЫX TИПOPAЗMEPOB :'
* ' DN - HAPУЖHЫЙ ; DB - BHУTPEHHИЙ')
FORMAT(7XI3'-Й TИПOPAЗMEP : '
READ(5*ERR=205)DN(I)
READ(5*ERR=206)DB(I)
WRITE(**)(DN(I)I=1NT)(DB(I)I=1NT)
FORMAT(' ПOBTOPИTЬ BBOД TИПOPAЗMEPOB ?')
IF(IND.EQ.'Y') GOTO 213
FORMAT(' BBEДИTE MACCИB TИПOPAЗMEPOB TPУБ KOHEЧHЫX '
FORMAT(I4' -Й KOHEЧHЫЙ ЭЛEMEHT :')
READ(530ERR=220)MTT(I)
2WRITE(**)(MTT(I)I=1NKE)
FORMAT(' ПOBTOPИTЬ BBOД TИПOPAЗMEPOB KOHEЧHЫX ЭЛEMEHTOB ?')
IF(IND.EQ.'Y') GOTO 221
FORMAT(' BBEДИTE KOЛИЧECTBO COCPEДOTOЧEHHЫX MACC : ')
READ(530ERR=214)NMAC
WRITE(**)' *** BBOД ПAPAMETPOB COCPEДOTOЧEHHЫX MACC ***'
FORMAT(I3') HOMEP KOHEЧHOГO ЭЛEMEHTA : ')
READ(530ERR=215)MMAC(I)
FORMAT(3X' MACCA [KГ] : ')
FORMAT(' MOMEHT ИHEPЦИИ OTHOCИTEЛЬHO OCИ X [M**3] : ')
READ(5*ERR=217)BMAC(I4)
FORMAT(' MOMEHT ИHEPЦИИ OTHOCИTEЛЬHO OCИ Y [M**3] : ')
READ(5*ERR=218)BMAC(I5)
FORMAT(' MOMEHT ИHEPЦИИ OTHOCИTEЛЬHO OCИ Z [M**3] : ')
READ(5*ERR=219)BMAC(I6)
WRITE(**)((BMAC(IJ)J=16)I=1NMAC)
0 FORMAT(' ПOBTOPИTЬ BBOД COCPEДOTOЧEHHЫX MACC ?')
IF(IND.EQ.'Y') GOTO 214
1 FORMAT(' BBEДИTE ЧИCЛO УПPУГИX CBЯЗEЙ : ')
READ(530ERR=400)NGOC
IF(NGOC.EQ.0) GOTO 113
WRITE(**)' *** BBOД ПAPAMETPOB УПPУГИX CBЯЗEЙ ***'
1 FORMAT(I3'-AЯ УПPУГAЯ CBЯЗЬ : '
* 7X' HOMEP KOHEЧHOГO ЭЛEMEHTA : ')
READ(530ERR=401)MGOC(I)
5 FORMAT(7X' ЛИHEЙHAЯ ЖECTKOCTЬ ПO OCИ X : ')
READ(5*ERR=402)BGOC(I1)
4 FORMAT(7X' ПO OCИ Y : ')
READ(5*ERR=403)BGOC(I2)
2 FORMAT(7X' ПO OCИ Z : ')
READ(5*ERR=404)BGOC(I3)
6 FORMAT(7X' УГЛOBAЯ ЖECTKOCTЬ ПO OCИ X : ')
READ(5*ERR=405)BGOC(I4)
7 FORMAT(7X' ПO OCИ Y : ')
READ(5*ERR=406)BGOC(I5)
9 FORMAT(7X' ПO OCИ Z : ')
READ(5*ERR=407)BGOC(I6)
0 FORMAT(' ЗAПИCЬ ИCXOДHЫX ДAHHЫX B ФAЙЛ RTC.DAT '
* ' БУДETE ИЗMEHЯTЬ ИMЯ ФAЙЛA ДAHHЫX ? ')
IF(IND.NE.'Y') GOTO 450
5 FORMAT(' ИMЯ ФAЙЛA ДAHHЫX ИЗ TPEX CИMBOЛOB : ')
READ(5456)(FILE(I)I=13)
0OPEN(UNIT=1FILE='RTC'STATUS='NEW')
WRITE(130)NKE((MNKE(IJ)J=12)I=1NKE)
* NYNBY(MTT(I)I=1NKE)MTNTNMACNGOC
WRITE(1*)RC((BNKE(IJ)J=13)I=1NY)
* ((B(IJ)J=13)I=1NBY)(DN(I)I=1NT)(DB(I)I=1NT)
* ((BMAC(IJ)J=16)I=1NMAC)EM(MT)PM(MT)RM(MT)
* ((BGOC(IJ)J=16)I=1NGOC)
OPEN(UNIT=2FILE='FID'STATUS='NEW')
0 FORMAT(' ИCXOДHЫE ДAHHЫE'
0 FORMAT(' ЧИCЛO БAЛOЧHЫX KOHEЧHЫX ЭЛEMEHTOB : 'I4)
1 FORMAT(' ПЛOTHOCTЬ CPEДЫ :'F8.2' [KГM**3] ')
2 FORMAT(' ** MACCИB HOMEPOB УЗЛOB KOHEЧHЫX ЭЛEMEHTOB ** '
* ' ---------------------------------'
* ' ! I ! J=1 ! J=2 !'
* ' ! H.K.E.! HAЧAЛO ! KOHEЦ !'
* ' ---------------------------------')
WRITE(2345)I(MNKE(IJ)J=12)
5 FORMAT(8X'! 'I3' !'2(' 'I4' !'))
7 FORMAT(' *** MACCИBЫ KOOPДИHAT ***'
* ' BHУTPEHHИX УЗЛOB [M] BNKE(IJ);'
* ' ------------------------------------------------'
* ' ! I ! J=1 ! J=2 ! J=3 !'
* ' !HOMEP УЗЛA! X ! Y ! Z !'
* ' ------------------------------------------------')
WRITE(2355)I(BNKE(IJ)J=13)
5 FORMAT(' ! 'I3' !'3(E10.4' !'))
9 FORMAT(' *** MACCИBЫ KOOPДИHAT ***'
* ' BHEШHИX УЗЛOB [M] B(IJ) ;'
WRITE(2355)I(B(IJ)J=13)
4 FORMAT(' MATEPИAЛ TPУБOПPOBOДA : CПЛAB MHЖ ;')
6 FORMAT(' MATEPИAЛ TPУБOПPOBOДA : HEPЖAB.CTAЛЬ ;')
WRITE(2317)EM(MT)PM(MT)RM(MT)
7 FORMAT(' 1. MOДУЛЬ УПPУГOCTИ EM = 'E10.3
* ' 3. ПЛOTHOCTЬ MATEPИAЛA PM = 'E10.3)
0 FORMAT(' CИCTEMA ИMEET 'I4' TИПOPAЗMEPOB TPУБ ;')
WRITE(2325)IDN(I)DB(I)
5 FORMAT(I4'-Й TИПOPAЗMEP : DN = 'E10.4
0 FORMAT(' *** MACCИB TИПOPAЗMEPOB TPУБ'
* ' KOHEЧHЫX ЭЛEMEHTOB ***'
* ' ----------------------------------'
* ' ! HOMEP ! HOMEP !'
* ' !KOHEЧHOГO ЭЛEMEHTA! TИПOPAЗMEPA !'
* ' ----------------------------------')
6 FORMAT(10X'!'7XI47X'!'4XI45X'!')
0 FORMAT(' KOЛИЧECTBO COCPEДOTOЧEHHЫX MACC CИCTEMЫ : 'I4)
IF(NMAC.EQ.0)GOTO 365
* ' *** ПAPAMETPЫ COCPEДOTOЧEHHЫX'
* ' MACC CИCTEMЫ ***'
* ' ---------------------------------------'
* '-----------------------------'' ! HOMEP !'
* ' HOMEP ! MACCA ! MOMEHT X ! MOMEHT Y ! MOMEHT Z !'
* ' !COCPEД.MACC.!KOHEЧH.ЭЛEM.! [KГ] !'14X'[M**3]'12X'!'
* ' ----------------------------'
* '----------------------------------------')
WRITE(2363)IMMAC(I)(BMAC(IJ)J=36)
3 FORMAT(' !'2(4XI44X'!')F7.2'!'3(E10.4'!'))
1 FORMAT(' ЧИCЛO УПPУГИX CBЯЗEЙ : 'I4)
IF(NGOC.EQ.0) GOTO 500
* ' *** ПAPAMETPЫ УПPУГИX CBЯЗEЙ ***'
* '-------------------------------------------'
* '---------------------------------'
* '! N ! HKE! ЛИHEЙHAЯ ЖECTKOCTЬ !'
* ' УГЛOBAЯ ЖECTKOCTЬ !'
* '!CB.! ! ПO OCИ X ! ПO OCИ Y ! ПO OCИ Z !'
* ' ПO OCИ X ! ПO OCИ Y ! ПO OCИ Z !'
* '----------------------------------')
WRITE(2385)IMGOC(I)(BGOC(IJ)J=16)
5 FORMAT('!'I3'!'I4'!'6(E9.2' !'))
WRITE(6550)(FILE(I)I=17)
0 FORMAT(' ДAHHЫE ЗAПИCAHЫ B ФAЙЛЫ ИCXOДHЫX ДAHHЫX :'
* ' B ЦИФPOBOM BИДE B ФAЙЛ - '7A1
* ' B TAБЛИЧHOM BИДE B ФAЙЛ - FID.DAT')

приложения (обложки).doc

Тексты программ и создаваемые при выполнении программы Oleshkov_.exe файлы
Программы расчета пространственных трубопроводов.
Тексты программ и создаваемые файлы

kondensator.doc

1.6 Тепловой и габаритный расчёт конденсатора.
Давление за ПГ Pпе=33 МПа температура пара за ПГ tпе=300оС. Паропроизводительность ППУ D=4427 кгс давление в конденсаторе Pк=0004 МПа отбор пара d=0 сухость пара X=087
Принимается согласно [12]
Количество пара поступающего из турбоагрегата (запас 150% и расход на два винта)
Принимается согласно [13]
Энтальпия конденсата
Количество тепла передаваемое охлаждающей воде
Температура забортной охлаждающей воды
Принимается согласно [1]
Продолжение табл. 1.6
Конечная температура охла-
Плотность охлаждающей забортной воды
Объемный расход охлаждающей забортной воды
Массовый расход охлаждающей забортной воды
Кратность охлаждения
Скорость охлаждающей забортной воды
Наружный диаметр трубок
Коэффициент теплоотдачи
Коэффициент учитывающий t забортной воды
Удельная паровая нагрузка поверх-ности охлаждения конденсатора
Коэффициент учитывающий удельную паровую нагрузку
Коэффициент загрязнения и учитывающий материал
Средняя логариф-мическая разность температур
Коэффициент теплопередачи
Поверхность охлаждения конденсатора
Число ходов охлаждающей забортной воды
Число труб в од-ном ходе охлаж-дающей заб. воды
Активная длина труб между трубными досками
Предельный шаг труб при разваль-цовке в трубных досках
Шаг труб при развальцовке в трубных досках
Коэффициент заполнения трубной доски
Эквивалентный диаметр конденсатора
Проверка по допускаемому отношению
Удельная паровая нагрузка поверх-ности охлаждения уточнённая
Толщина трубной доски
Осевой размер водяной камеры
Полная длина конденсатора
Скорость цирку-ляции забортной воды в патрубках
Диаметр патрубка подвода и отвода циркуляционной забортной воды.
Скорость конден-сата в патрубке отвода конденсата
Удельный объём конденсата
Диаметр патрубка отвода конденсата
Размер патрубка впуска отработав-шего пара
Количество возду-ха отсасываемого из конденсатора
Поверхность воздухоохладителя
Окончание табл. 1.6.
Удельный объём сухого насыщен-ного пара при давлении в кон-денсаторе
Принимается по i-s диаграмме [11]
Паровое сопро-тивление конден-сатора
Абсолютное дав-ление в месте от-соса
Температура паро-воздушной смеси
Абсолютное пар-циальное давление пара в месте отсо-са
Абсолютное пар-циальное давление воздуха в месте отсоса
Количество воз-душной (паровой) смеси отсасывае-мой из конденсатора
Объём паровоз-душной смеси отсасываемой из конденсатора
Скорость паровоз-душной смеси в патрубке
Диаметр патрубка отсоса паровоз-душной смеси

Конденсатор_(печать).frw

Расход охлаждающей воды W
Давление в конденсаторе Р
Скорость охлаждающей воды
Наружный диаметр трубок d
Внутренний диаметр трубок d
Поверхность охлаждения F
ДП 140200-03-162.07.03. СБ.
Конденсатор двухходовой

Общая часть.doc

I. Общепроектная часть.
Ядерная энергетическая
установка ледокола типа «Таймыр».
В экономике нашей страны морские перевозки занимают значительное место и роль их продолжает непрерывно возрастать. В большой степени тенденция к их развитию вызвана необходимостью освоения природных ресурсов огромного региона примыкающего к Северному Ледовитому океану а также освоение в последние годы природных ресурсов морских шельфов. Концепция связанная с обеспечением круглогодичных морских перевозок народнохозяйственных грузов по национальной транспортной магистрали – Северному морскому пути – была ориентирована на создание мощных арктических ледоколов и транспортных судов ледового класса. Одна из основных задач стоящих перед морским транспортом – повышение экономической эффективности выражающееся в снижении стоимости перевозки грузов. Выполнение этой задачи предусматривает непрерывную оптимизацию технико-экономических показателей судов и энергетических установок.
Реализация лучших решений проявляется не только в усовершенствовании традиционных типов судов но и в создании новых специализированных судов с новыми принципами движения и новыми энергетическими установками. В частности повышение экономической эффективности морских транспортных судов требует создания энергетических установок увеличенной мощности при сокращении или сохранении доли водоизмещения судна отводимой для размещения установок с запасом топлива.
Одним из перспективных типов судов в этом отношении являются суда с энергетическими установками использующие энергию деления атомных ядер некоторых элементов в качестве первичной энергии. Подобные установки названные – судовыми ядерными энергетическими установками (СЯЭУ) имеют особенности отличающие их от энергетических установок других типов что позволяет выделить СЯЭУ в особую группу.
К числу основных особенностей СЯЭУ следует прежде всего отнести высокую энергетическую концентрацию топлива. Благодаря этому на судне с СЯЭУ практически отсутствует запас горючего и высвобождающийся объём и водоизмещение судна могут быть использованы для перевозки грузов или для размещения дополнительного оборудования повышающего безопасность плавания судна и обеспечивающего комфорт личному составу и пассажирам. Это преимущество позволяет также применить на судне установку большей мощности которая обеспечит более высокую скорость перевозки груза. [1].
Судовые ЯЭУ могут эксплуатироваться с большим коэффициентом нагрузки при практически неограниченной дальности плавания.
Время стоянки в порту судна с ЯЭУ минимально и определяется продолжительностью выполнения грузовых операций.
Первым опытом применения ядерной энергии для движения судов морского флота была постройка в 1959 году советского ядерного ледокола “Ленин”. Многолетний опыт успешной эксплуатации этого ледокола свидетельствует о его эффективности и об оптимальности принципиальных инженерных решений используемых при создании флагмана отечественного арктического флота. Эксплуатация столь мощного ледокола в арктических морях позволила значительно увеличить длительность навигации в этом районе. Высокая экономическая эффективность ядерного ледокола послужила основанием для постройки ледоколов типа “Арктика” и ”Таймыр” и других.
В настоящее время на судах применяется только водо-водяные реакторы которые судя по тенденции развития судовой ядерной энергетики сохранят своё лидирующее положение и в ближайшем будущем. Установки этого рода более полно изучены с точки зрения как ядерной так и теплофизических процессов происходящих в них. Оборудование этих установок полностью освоено производством.
Сравнение экономической эффективности судов с ЯЭУ и судов использующих энергетические установки на органическом топливе показывает что уже сейчас существуют области значений мощности где экономическая эффективность судов с ядерными установками превышает экономическую эффективность судов с установками на органическом топливе. Объясняется это тем что относительное значение составляющих обобщённого показателя экономической эффективности для ядерных судов и для судов с энергетическими установками на органическом топливе различны. Так затраты на создание ЯЭУ и её ремонт выше соответствующих затрат на обычную энергетическую установку. В то же время стоимость израсходованного ядерного горючего ниже стоимости органического топлива.
Поэтому одним из основных путей повышения экономической эффективности с ЯЭУ является изыскание способов снижения их стоимости при сохранении высокого уровня прочих показателей. Развитие судовой энергетики идёт по пути создания надёжных высоко экономичных компактных установок с высокими технологическими качествами и меньшей по сравнению с другими металлоёмкостью удобных для автоматизации и управления.
Кроме того в последнее время мировая энергетика сталкивается с определёнными трудностями и проблемами. Если проанализировать данные о мировых запасах топлива [2] то можно прийти к выводу о постепенном исключении нефти из топливного баланса. К тому же если не принимать специальных мер выбросы в атмосферу будут расти пропорционально вырабатываемой энергии. Сейчас на Земле вырабатываемая энергия составляет 002% радиационного баланса а через 20 лет эта величина составит 1%. Это значит что выбросы увеличатся ещё в 50 раз что конечно недопустимо.
Развитие стационарной и судовой энергетики создание соответствующей промышленной базы делают экономически эффективным использование ЯЭУ на судах транспортного флота. Однако использование ядерной энергии приводит к необходимости решать совершенно новые проблемы связанные с обеспечением ядерной радиационной и экологической безопасности атомных судов. Также не решена проблема с утилизацией радиоактивных отходов. Кроме того порядок использования атомной энергии на судах всё ещё не определён международными правилами эксплуатации судов. Проблемы охраны человеческой жизни на море и проблемы загрязнения окружающей среды при использовании атомной энергии на судах в международном масштабе пока не решены.
2. Особенности судовой ядерной энергетической установки.
Судовой ядерной энергетической установкой называется комплекс оборудования который на основе использования и преобразования ядерной энергии обеспечивает движение и обитаемость судна а также выполнение всех технологических операций обусловленных функциональным назначением судна.
Особенностью СЯЭУ является:
-очень высокая энергоёмкость ядерного топлива;
-возникновение мощных полей ионизирующих излучений;
-накопление значительных количеств (по активности) радиоактивных отходов.
Получение ядерной энергии и её преобразование в тепловую энергию осуществляется в реакторной установке [3 4]. Преобразование тепловой энергии в механическую или электрическую осуществляется в паротурбинной (ПТУ) установке в электроэнергетической установке (ЭЭУ) в общесудовых системах и механизмах (ОССиМ). Передача энергии на движители (винты) в зависимости от назначения и условий эксплуатации судна осуществляется через гребную электрическую установку. ЭЭУ предназначена для выработки и обеспечения электроэнергией потребителей СЯЭУ и общесудовых потребителей.
Рис.1.1. Состав судовой ЯЭУ.
За основу принята двухконтурная пароэнергетическая установка в состав которой входит реактор с водяным теплоносителем. Данный тип ЯЭУ является основным из применяемых на судах. Принципиальная схема такой установки приведена на рисунке 1.2.
Рис.1.2. Принципиальная схема СЯЭУ
Основным компонентом двухконтурной пароэнергетической установки является водо-водяной реактор 1 у которого замедлителем и теплоносителем служит вода. Рабочим теплоносителем паротурбинной установки (ПТУ) является водяной пар перегретый или насыщенный генерируемый в парогенераторе 5. Передача тепловой энергии выделяемой в активной зоне реактора рабочему телу осуществляется комплексом оборудования объединяемым общим понятием первый контур ЯЭУ.
В состав первого контура помимо реактора и парогенератора входят:
циркуляционные насосы первого контура 4
оборудование обеспечивающее компенсацию изменения объёма теплоносителя и создания избыточного давления состоящее из компенсаторов объёма 2 и реверсивных газовых баллонов 6
оборудование необходимое для очистки теплоносителя от возможных примесей ускоряющих коррозионное разрушение внутренних поверхностей первого контура и повышающих радиоактивность теплоносителя.
Оборудование первого контура обслуживается рядом систем из которых особо важную роль играет система охлаждения обычно выполняемая по двухконтурной схеме.
Радиоактивное оборудование обычно размещено под биологической защитой 7 которая снижает радиоактивность излучения до безопасного для обслуживающего персонала уровня предусмотренного нормами предельно допустимых излучений.
Водяной пар по паропроводу 11 направляется к главной турбине где часть заключённой в ней энергии тепловой преобразуется в механическую проводимую затем к винту. Помимо главной турбины на судне имеются другие потребители пара главные из них – турбины судовой электростанции. Отработавший в турбине пар собирается в конденсаторе 9 и конденсат поступает в конденсатную систему 8 где очищается от примесей а затем направляется в парогенератор.
Помимо перечисленного в состав паротурбинной установки входит многочисленное оборудование выполняющее вспомогательные функции. Это оборудование объединено в ряд систем.
3. Паропроизводящая установка. Описание основных систем.
Паропроизводящая установка (ППУ) ледокола состоит из двух идентичных автономных блоков. В каждый из них входят один реактор четыре парогенератора (ПГ) и четыре циркуляционных насоса первого контура (ЦНПК) составляющие первый контур. Соединение реактора ПГ и гидрокамер ЦНПК выполнено при помощи коротких силовых патрубков типа “труба в трубе” так что создаётся единая жёсткая конструкция – блок.
Применение блочной компоновки позволяет иметь ряд преимуществ по сравнению с раздельным размещением оборудования ППУ применявшееся только на первых атомных судах. При блочной компоновке уменьшаются габариты ППУ и биологической защиты и масса установки в целом. Снижаются гидравлические сопротивления циркуляционного насоса в целом. Снижаются гидравлические сопротивления циркуляционного тракта первого контура что позволяет уменьшить требуемый напор ЦН и улучшить условия для создания естественной циркуляции теплоносителя при остановке насосов. Повышается радиационная безопасность ППУ т.к. уменьшается вероятность разрыва трубопроводов большого диаметра вследствие снижения их протяжённости и числа сварных соединений. Появляется возможность собирать блок ППУ непосредственно в цехе с последующей погрузкой на судно что улучшает условия труда сборщиков и повышает качество монтажа и контроля.
Каждый ЦНПК с соответствующим ПГ и патрубками образует отдельную петлю циркуляции. Теплоноситель – вода высокой чистоты (ВВЧ) – проходит через активную зону реактора нагреваясь до 3200С и по отводящим патрубкам поступает в ПГ. В ПГ теплоноситель отдаёт тепло рабочему телу и охлаждённый поступает в кольцевую камеру выгороженную в корпусе реактора соответствующими перегородками а из неё в ЦНПК. От ЦНПК теплоноситель поступает по напорным патрубкам в активную зону. При отказе ЦНПК или ПГ одной петли ЦНПК отключается (останавливается) парогенератор отсекается по первому и по второму контурам.
В ППУ применён водо-водяной реактор под давлением (ВВРД). Мощность реактора – 180 МВт. Реактор – гетерогенный на тепловых нейтронах. Корпус реактора изготовлен из низколегированной теплостойкой стали и представляет собой цилиндрический толстостенный сосуд предназначенный для размещения всех основных частей реактора. Для защиты от коррозии поверхность корпуса и днище внутри реактора облицованы нержавеющей сталью. Герметичное соединение корпуса и крышки обеспечивается клиновой самоуплотняющейся прокладкой и нажимным фланцем. Для защиты корпуса реактора от излучений активной зоны применяются боковые и торцевые тепловые экраны. Подвод и отвод теплоносителя первого контура осуществляется в верхней части корпуса реактора. Такое решение позволяет снизить опасность ухода радиоактивного теплоносителя в случае крупной течи в первом контуре. В целях уменьшения гидравлического сопротивления теплоноситель в активной зоне совершает один ход.
Активная зона состоит из рабочих кассет расположенных в узлах правильной треугольной решетки. Рабочая кассета представляет собой пучок стерженьковых тепловыделяющих элементов заключённых в кожуховую трубу из циркониевого сплава.
Компенсация реактивности обусловленной температурным эффектом отравлением а также выгоранием топлива в процессе кампании (работы) и необходимая подкритичность реактора в заглушенном состоянии осуществляется системой компенсирующих стержней (КР). Стержни изготовлены из карбида бора который сильно поглощает тепловые нейтроны. Компенсирующие стержни расположены между рабочими кассетами и перемещаются в специальных циркониевых направляющих трубах.
Контроль температуры теплоносителя первого контура на входе и выходе активной зоны осуществляется с помощью термопар и термометров сопротивления (ТСП).
Для быстрой остановки реактора предусмотрена система аварийной защиты (АЗ). Она состоит из поглощающих стержней объединённых в четыре независимые группы. Стержни системы АЗ вводятся в активную зону по аварийным сигналам.
Активной зоне присущи внутренние саморегулирующиеся характеристики которые противодействуют любым тенденциям системы выйти из-под контроля. Благодаря отрицательному температурному коэффициенту реактивности реактор может работать в режиме саморегулирования что позволяет отказаться от автоматических регуляторов мощности реактора. Управление мощностью реактора осуществляется путём изменения расхода питательной воды в ПГ.
Парогенератор (ПГ) - прямоточного типа с движением теплоносителя первого контура в межтрубном пространстве рабочего тела – в трубах. Выполнен ПГ в виде вертикальной цилиндрической камеры с эллиптическим днищем. Внутри корпуса размещена трубная система изготовленная из коррозионно-стойкого металла. С целью повышения живучести и ремонтопригодности трубная система разделена на 20 парогенерирующих секций и закреплена в крышке ПГ.
Циркуляционный насос первого контура (ЦНПК) – вертикального исполнения с “сухим” статором. Рабочее колесо насоса гидрокамера с патрубками и приводной асинхронный двигатель размещены в общем герметичном корпусе. Смазка и охлаждение трущихся поверхностей двух опорных и одного упорного подшипников осуществляется теплоносителем в свою очередь охлаждаемым в специальном встроенном охладителе.
При нарушении уплотнения любая из секции встроенного холодильника может быть отключена без ущерба для дальнейшей работы ЦНПК. Чтобы предотвратить разрушительное влияние коррозии на конструктивные элементы и короткозамкнутую обмотку ротора а также защитить изоляцию обмоток статора и ротор и статор отделены от воды герметичными нихромовыми перегородками (рубашками).
Обмотка статора ЦНПК состоит из двух обмоток: обмоток большой скорости и обмоток малой скорости что позволяет обеспечить надёжный двухскоростной режим работы насоса.
Нормальная работа первого контура обеспечивается рядом вспомогательных систем:
-циркуляции теплоносителя первого контура;
-компенсации изменения объёма и поддержания давления теплоносителя;
-подпитки теплоносителем первого контура;
-очистки теплоносителя;
-охлаждения оборудования ППУ;
-аварийной проливки активной зоны реактора;
-дренажа слива и хранения радиоактивной воды;
разрежения воздуха в реакторном помещении.
Система очистки теплоносителя первого контура предназначена для удаления из воды первого контура растворённых в ней солей газов и механических примесей. В ППУ применена система очистки высокого давления. (СОВД). Контур очистки включен параллельно основному тракту воды первого контура поэтому расход в нем определяется перепадом давления в точках отбора и гидравлическим сопротивлением системы очистки.
В состав системы очистки каждого блока входят: один холодильник ионообменный фильтр (ИОФ) трубопроводы и арматура. Ионообменные смолы анионит и катионит (сорбенты) – загружены в виде смешанного слоя. Вода из реактора поступает в холодильник где охлаждается до температуры 60оС. Охлаждённая вода из реактора поступает в ИОФ проходит через механические фильтры слой ионообменных смол подложку и второй комплект механических фильтров предназначенных для предотвращения износа смол и возвращается в контур.
Для контроля работоспособности смол и качества теплоносителя предусмотрены отбор проб до и после ИОФ. Ионообменные смолы стечением времени уплотняются под давлением потока что приводит к росту гидравлического сопротивления фильтра и ухудшению обменных свойств сорбентов поэтому сорбенты периодически взрыхляют обратным током воды.
Система расхолаживания предназначена для отвода тепла из активной зоны реактора в условиях дефицита пара и электроэнергии. Расхолаживание активной зоны возможно с использованием нескольких контуров:
-холодильника системы очистки с циркуляцией теплоносителя при помощи ЦНПК работающих на ОМС;
-холодильника системы очистки с циркуляцией теплоносителя при помощи насоса ремонтного расхолаживания.
Рис.1.3 Принципиальная схема паропроизводящей установки.
Три автономных канала расхолаживания обеспечивают надёжное функционирование системы при всех проектных аварийных ситуациях включая и судовые аварии.
В режиме расхолаживания по второму контуру получаемый в ПГ пар пароводяная смесь и горячая вода отводятся по специальному трубопроводу через дроссельный клапан и ДУУ в стояночный конденсатор. Конденсат из конденсатора забирается электроконденсатным насосом и подается в теплый ящик. Подача воды в ПГ осуществляется аварийным вспомогательным насосом по автономному от питательной основной магистрали трубопроводу.
При расхолаживании активной зоны с использованием холодильника системы очистки отсекается ИОФ. Циркуляция теплоносителя осуществляется ЦНПК. При этом основная масса теплоносителя прокачивается через активную зону реактора а часть его поступает в холодильник в котором охлаждается и поступает на всас ЦНПК где более холодный теплоноситель смешивается с горячим за счет чего происходит снижение температуры всей массы циркулирующего теплоносителя.
При невозможности или нецелесообразности использования ЦНПК циркуляция теплоносителя в остановленном реакторе для отвода остаточного тепловыделения обеспечивается НРР. Теплоноситель первого контура забирается из реактора после прохода активной зоны охлаждается в холодильнике системы очистки и поступает на вход активной зоны.
Система третьего контура предназначена для отвода тепла от оборудования первого контура при длительной работе ЯЭУ. Охлаждению подлежит: холодильники ИОФ системы очистки теплоносителя первого контура электродвигатели ЦНПК приводы рабочих органов системы управления и защиты бак железоводной защиты конструктивные элементы вторичной биологической защиты блока ППУ. Система выполнена в виде замкнутого контура по которому циркулирует дистиллированная вода.
В состав системы одного борта входят два циркуляционных насоса. Один насос основной другой – резервный. В контуре поддерживает небольшое избыточное давление которое исключает кавитацию теплоносителя в циркуляционных насосах и способствует надёжному заполнению контура. Избыточное давление в контуре создаётся подключением к нему компенсационной ёмкости – цистерны. Эта цистерна служит также для компенсации изменений объема воды в результате изменения её температуры.
Тепловая энергия воспринимаемая водой третьего контура передаётся забортной воде в теплообменнике третьего-четвертого контуров.
Очистка воды контура осуществляется в ИОФ что позволило разместить часть оборудования вне биологической защиты.
Для непрерывной циркуляции воды в контуре кроме резервного насоса установлены перемычки между контурами разных бортов. При необходимости вода подаётся к потребителям по байпасному трубопроводу минуя ИОФ.
Система четвертого контура предназначена для отвода тепловой энергии от воды третьего контура а также для охлаждения ряда вспомогательных потребителей. В системе установлено 3 циркуляционных насоса. Два насоса постоянно находятся в работе причем каждый насос способен обеспечить полный расход воды третий насос – резервный. Прием и отлив забортной воды производится через клапаны забортной воды - кингстоны. Приемный трубопровод снабжен фильтром удерживающим механические примеси в забортной воде.
Система подпитки предназначена для компенсации небольших потерь теплоносителя первого контура происходящих в результате отбора проб или нарушения его герметичности. В состав системы входят два подпиточных электронасоса объемного типа. Насосы расположены в зоне строгого режима и включаются по мере необходимости в соответствии с показаниями уровнемеров в компенсаторах объема. Подпиточная вода размещается в подпиточных баках. Вся арматура на трубопроводах рассматриваемой системы имеет дистанционное управление.
Система компенсации изменения объема теплоносителя и поддержания его давления обеспечивает поддержание заданного давления в первом контуре и компенсацию изменений объема контура и теплоносителя. В процессе разогрева и расхолаживания и в переходных режимах.
Объём теплоносителя во время работы ЯЭУ изменяется в результате изменения его температуры: при повышении температуры избыточный объём воды вытесняется из системы циркуляции а при снижении – вновь поступает в систему.
Для выполнения своих функций система компенсации объёма теплоносителя должна содержать две группы элементов. Первая группа предназначена для компенсации изменения объёма теплоносителя вторая – для создания ненеобходимого избыточного давления в первом контуре ППУ и поддержания его в заданных пределах во время работы судовой ЯЭУ.
Для компенсации изменения объёма теплоносителя в ядерных ППУ применяются ёмкости – баллоны соединённые с основным объёмом первого контура трубопроводами. Баллоны обычно называют компенсаторами объёма.
Давление теплоносителя может быть создано путём заполнения объёма над поверхностью теплоносителя в компенсаторах объёма газом сжатым до требуемого давления. Такая система называется газовой. Необходимое давление теплоносителя может быть получено также испарением части воды заполняющей компенсаторы объёма и доведением давления пара до требуемого. Систему компенсации подобного типа называют паровой.
В состав группы элементов служащих для создания и поддержания давления теплоносителя входят баллоны с газом связанные с компенсаторами объёма трубопроводами. В паровой системе компенсации для этой цели используют электрогрелки размещаемые в компенсаторах объёма. Электрогрелки снабжаются аппаратурой управления нагревом и испарением теплоносителя.
В состав газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя входят компенсаторы объёма в которых размещается вытесняемый из системы циркуляции в процессе расширения теплоноситель. Компенсаторы объёма соединены трубопроводом с системой циркуляции теплоносителя. При значительном объёме теплоносителя вытесняемого в компенсатор объёма при разогреве ППУ последний может быть разделён на несколько ёмкостей связанных между собой трубопроводами последовательно или параллельно.
Стремление ограничить отклонение давления в первом контуре ППУ узкими пределами приводит к необходимости иметь значительный объём газа в компенсаторах объёма. Пространство над уровнем жидкости в них становится недостаточным для размещения всего газа и приходится дополнительно подключать несколько реверсивных баллонов заполненных газом. Для восполнения потерь газа предусматривают баллоны с запасом газа при необходимости подключаемые к компенсаторам объёма.
К достоинствам газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя относятся:
-постоянная готовность к действию;
-отсутствие необходимости в обслуживании в процессе работы ППУ (за исключением контроля параметров характеризующих работоспособность системы);
-отсутствие необходимости в какой-либо энергии в процессе работы ППУ.
Выбор системы компенсации изменения объёма теплоносителя производят исходя из свойств системы и предъявляемых к ней требований.
В установке ледокола использована газовая система компенсации обьема и поддержания давления. В состав системы входят компенсаторы объема (КО) в которых размещается вытесняемый из системы циркуляции в процессе расширения теплоноситель. Компенсатор объема – это ёмкость высокого давления. В верхней части КО имеются патрубки для ввода теплоносителя и газа уровнемер и предохранитель клапанов. Компенсаторы объема соединены трубопроводом с системой циркуляции теплоносителя. Давление теплоносителя создаётся путем заполнения объема над поверхностью теплоносителя газом сжатым до требуемого давления. Для этого к системе подключено 2 группы ресиверных баллонов с запасом газа.
Для аварийного охлаждения активной зоны реактора в случае разгерметизации первого контура предусмотрена система аварийной проливки реактора. В состав системы входят 3 проливочных насоса объемного типа трубопроводы и арматура. По сигналу падения давления в первом контуре в действие вводятся основные проливочные насосы. Они принимают воду из цистерн запаса питательной воды и подают её в первый контур по двум автономным магистралям. В случае отказа одного из основных насосов автоматически включается резервный насос.
Система вентиляции обеспечивает удаление радиоактивных газов и аэрозолей и поддержание необходимой температуры и влажности а также некоторого разрежения в помещениях реакторного отсека. Система делится на две автономные группы (подсистемы) по обслуживаемым помещениям. Подсистема вентиляции реакторного и аппаратного помещений обеспечивает вентиляцию по открытому и замкнутому циклам. Вторая подсистема обслуживает прочие помещения ядерной ППУ и работает только по открытому циклу. При работе системы по открытому циклу выброс воздуха производится в полую грот-мачту. Воздух удаляемый из реакторного помещения перед выбросом в атмосферу при необходимости проходит очистку в противоаэрозольных фильтрах тонкой очистки.
В процессе эксплуатации ядерной ППУ появляются жидкие радиоактивные отходы трёх групп:
-высокоактивные - 37×108 Бкл
-слабоактивные 37×106 Бкл
-воды санпропускников 37×10 Бкл.
Для раздельного сбора хранения и выгрузки с борта судна этих вод предусмотрено 3 подсистемы – дренажа хранения и удаления радиоактивных отходов.
Система высокоактивных вод состоит из цистерн трубопроводов дренажа вентиляции и выгрузки с арматурой и контрольно-измерительными приборами (КИП). В цистерны этой системы сливается теплоноситель первого контура: отбор проб воздухоудаление частичное дренирование.
Система слабоактивных вод включает в себя цистерны систему осушения реакторного отсека а также трубопроводы вентиляции и выгрузки с арматурой и КИП. Слабоактивные воды образуются при дезактивации оборудования и помещений отсека ядерной ППУ протечках воды первого контура и сливе воды из системы очистки теплоносителя первого контура.
Высокоактивные и слабоактивные воды за борт не сливаются а выгружаются в специальный танкер – хранилище. Цистерны этих систем установлены в защищенной плитами биологической защиты помещении которое находится под реакторным отделением.
Система вод санпропускников состоит из трубопроводов осушения душевых санпропускников цистерн насосов и КИП. В цистерны этой системы сливаются воды после санобработки вахтенного персонала работающего в отсеке ЯППУ в условиях нормальной эксплуатации. Если уровень активности воды не превышает предельно допустимых концентраций по существующим нормам вода удаляется за борт. Выброс этих вод разрешён только на значительном удалении от берега. В случае необходимости вода может быть выгружена на берег.
Удаление жидких РАО с судна на базу обслуживания производится специальными насосами гидравлическими эжекторами или сжатым воздухом.
Твердые радиоактивные отходы хранятся в помещении оборудованном специальными защитными боксами системой транспортировки и постом для упаковки и сварки контейнеров. Система транспортировки включает в себя монорельсовую дорогу и грузовой лифт. Контейнеры с отходами до передачи в береговые хранилища хранятся в защитных боксах. Основная часть твёрдых радиоактивных отходов имеет незначительную активность.
4. Размещение оборудования ППУ.
Оборудование первого контура и некоторых вспомогательных систем размещается в двухсекционном баке железоводной защиты. Верхняя часть биологической защиты реакторного помещения образована плитами с вырезами для крышки реактора парогенераторов насосов и другого оборудования. На расстоянии около 600 мм. От бака железоводной защиты размещаются боковые плиты вторичной биологической защиты. Пространство ограниченное боковыми и верхними плитами образует герметичное реакторное помещение разделённое продольной переборкой. В реакторном помещении располагается оборудование первого контура компенсаторы объёма ИОФ и холодильник системы очистки а также трубопроводы системы подпитки теплоносителя первого контура компенсации объёма (водяные) очистки теплоносителя первого контура расхолаживания активной зоны реактора осушения.
Над верхними плитами биологической защиты находится образованное вертикальными стальными листами герметичное аппаратное помещение. В этом помещении располагаются приводы системы управления и защиты реактора клапаны системы очистки и расхолаживания трубопроводы системы компенсации объёма и третьего контура кабельные трассы ЦНПК и систем управления датчики системы радиационного контроля и другая аппаратура.
Реакторное и аппаратное помещения охватывает прочноплотная реакторная выгородка сформированная из плоских судовых конструкций. Она оснащена предохранительным клапаном для предотвращения разрушения при возрастании давления паровоздушной смеси образующейся при нарушении герметичности первого контура. При открытии клапана паровоздушная смесь выбрасывается в грот – мачту. После сброса пика давления клапан дистанционно закрывается.
Для перекрытия вентиляционных каналов предусмотрены автоматические отсечные клапаны герметизирующие реакторную выгородку при поднятии в ней избыточного давления до 5 кПа.
Реакторная выгородка и примыкающие к ней помещения радиоактивных отходов радиохимической лаборатории промежуточных теплообменников третьего – четвёртого контуров дезактивации и другие заключены в газоплотный отсек который образуется главными поперечными и продольными переборками настилом второго дна и главной палубой. Схема размещения оборудования ППУ показана на рис. 1.4.
Рис. 1.4. Компоновка ППУ ледокола Таймыр
- компенсатор объема; 2 — ПГ; 3 — холодильник фильтра; 4 — приводы регулирующих стержней; 5 — ЦНПК; 6 — реактор; 7 — насос ремонтного расхолаживания; 8 — арматурная выгородка; 9 —биологическая защита; 10 — фильтр ионообменный.
5. Паротурбинная установка. Назначение и состав основных систем.
Паротурбинная установка (ПТУ) включает в себя 2 главных турбогенератора (ГТГ).
Главный турбогенератор состоит из турбины с навешенным главным масляным насосом (ГМН) главного конденсатора (ГК) с дроссельным увлажнительным устройством (ДУУ) и обслуживающих вспомогательных механизмов: главного турбоциркуляционного насоса (ГТЦН) главного электроконденсатного насоса (ГЭКН) главного эжектора (ГЭЖ) и вспомогательного эжектора (ВЭЖ). Пар к турбине подается через маневровое устройство (МУ) состоящее из ходового клапана (ХК) быстрозапорного клапана (БЗК) и клапана травления (КТ).
Турбина вращает три последовательно соединенных синхронных генератора переменного тока. Соединение турбины с генератором – безредукторное.
Генераторы вырабатывают переменный ток. Охлаждение генераторов – воздушное. Каждый генератор имеет по два выносных подшипника один из которых со стороны турбины опорно – упорный.
Электроэнергия передается от генераторов к главным гребным электродвигателям постоянного тока через выпрямительные установки. Всего установлено три двухъякорных электродвигателя на оба борта.
При открытых БЗК и ХК свежий пар поступает в турбину в которой потенциальная энергия пара преобразуется в механическую передаваемую электрогенераторам. Отработавший в турбине пар поступает в ГК где конденсируется. Образовавшийся в конденсаторе конденсат забирается ГЭКН и подается через холодильники ГЭЖ и ВЭЖ в деаэратор.
Клапан травления предназначен для перепуска избытков свежего пара через ДУУ в конденсатор с целью поддержания постоянного давления перед ХК.
ДУУ служит для снижения давления и температуры пара поступающего через КТ в главный конденсатор. Давление снижается до 0098МПа последовательным дросселированием пара в нескольких плоских решётках с отверстиями (дроссельные решётки.). Температура пара снижается до 1000С за счёт впрыска в пар через форсунки конденсата подаваемого от напорного трубопровода ГЭКН через регулирующий клапан. Согласование расходов пара и конденсата происходит за счёт связанного регулирования КТ и регулирующего клапана.
Турбина ГТГ – влажно-паровая однокорпусная. Проточная часть турбины выполнена двухпоточной с расходящимися потоками пара. В турбине применена двухпоточная радиальная активная регулирующая ступень с единым на оба потока сопловым аппаратом и разделяющимся потоком пара в пределах рабочих лопаток. В каждом потоке установлено 15 реактивных ступеней. Лопатки последних ступеней имеют переменный по высоте профиль. Для уменьшения влагосодержания пара применена внутрикорпусная сепарация. Отсос влаги осуществляется из периферийных камер за рабочими колёсами последних ступеней. Ротор турбины цельнокованный из хромомолибденовой стали. Статор турбины выполнен в виде двух совмещенных корпусов. Наружный корпус связан непосредственно с конденсатором внутренний корпус заключает проточную часть турбины и имеет сквозные сверления для отвода в конденсатор влаги из внутрикорпусных сепарирующих устройств и при продувке турбины. Патрубок подвода пара к регулирующей ступени соединён с наружным корпусом с помощью линзового компенсатора.
Турбина снабжена системой регулирования и защиты обеспечивающей поддержание заданной частоты вращения давления пара перед ХК и защиту турбины от возможных аварий при недопустимом превышении значений тех или иных параметров.
К системам обслуживающим работу главной турбины относятся:
система укупорки и отсоса пара от концевых уплотнений;
система продувания турбины.
Система смазки служит для подачи масла к подшипникам турбины и генераторов а также отвода тепловой энергии выделяющейся в результате трения и поступающих к подшипникам от нагретых частей турбины. Система смазки является частью общей масляной системы турбоагрегата обеспечивающей кроме
Рис. 1.4. Принципиальная схема паротурбинной установки.
смазки подачу масла к органам управления регулирования и защиты (РУЗ) турбоагрегата.
Для смазки применяется турбинное масло которое не содержит водо-растворимых кислот и щелочей механических примесей и воды легко деэмульгирует а специальные присадки вводимые в масло предупреждают ржавление шеек валов уменьшают склонность масла к пенообразованию и появлению в нём различных смол. Система смазки - гравитационная.
В системе установлено два насоса. Навешенный на турбину главный масляный насос (ГМН) создает давление масла порядка 1МПа. Такое давление необходимо для работы системы РУЗ. При снижении частоты вращения или при остановленной главной турбине давление масла в системе создается резервным электромасляным насосом (ЭМН). Гравитационная система смазки обладает большой надёжностью благодаря наличию в расходных цистернах запаса масла обеспечивающего аварийную остановку турбогенератора (выбег ротора) при выходе из строя масляных насосов.
Система укупорки и отсоса пара от концевых уплотнений служит для предотвращения подсоса воздуха в корпус турбины через концевые уплотнения. Для того чтобы избежать подсоса воздуха концевые уплотнения снабжаются камерами укупорки. Специальным регулятором в камерах поддерживается давление пара немного превышающее атмосферное.
Отсос пара от концевых уплотнений предусмотрен для предупреждения утечки пара из турбины в машинное отделение во избежание обводнения масла в подшипниках потери конденсата и тепловой энергии в установке. Для этой цели концевые уплотнения имеют камеры отсоса в которых давление поддерживается немного меньше атмосферного. Пар и воздух попадающие в камеры отсоса отсасываются паровым эжектором и отводятся в конденсатор системы отсоса.
Система продувки предназначена для удаления конденсата собирающегося в нижних частях внутреннего корпуса турбины в МУ арматуре и паропроводе. Конденсат появляется во время прогревания турбины в результате конденсации пара при его соприкосновении с холодными частями турбины клапанов паропровода. С помощью трубопроводов этой системы конденсат удаляется в конденсатор. Продувка осуществляется открытием клапанов установленных на отводящих трубах во время прогревания турбины в период стоянки в готовности и при выводе турбины из действия.
Для превращения отработавшего в главной турбине пара в конденсат и создания вакуума на выходе из турбины служит главная конденсационная установка. В её состав входят главный конденсатор и обслуживающие его системы и механизмы. К ним относятся: циркуляционная система система отсоса воздуха из конденсатора и конденсатный насос.
Главный конденсатор выполнен двухходовым двухпоточным по охлаждающей воде. Для обеспечения необходимой плотности конденсатор снабжён двойными трубными досками в которых развальцованы утолщённые мельхиоровые трубки. В горловину конденсатора встроено ДУУ. Конструкция конденсатора позволяет осуществить быстрый прием через ДУУ до 150% номинального расхода пара.
Циркуляционная система предназначена для прокачивания забортной воды через конденсатор с целью обеспечения процесса конденсации поступающего в него пара. В состав системы входят главный циркуляционный турбонасос приемное устройство отливной кингстон трубопроводы и арматура. В качестве запорных органов используются – клинкеты так как они имеют наименьшее гидравлическое сопротивление.
Циркуляционные насосы – вертикальные осевого типа. Насос приводится в действие через двухступенчатый редуктор от собственной противодавленческой турбины.
Главные конденсатные насосы – вертикальные центробежные с электроприводом служат для откачки конденсата из конденсатора в деаэратор.
Система отсоса воздуха из конденсатора осуществляется поддержание необходимого вакуума за счет непрерывного отсоса воздуха двухступенчатым пароструйным эжектором. Первая ступень эжектора отсасывает паровоздушную смесь из ГК которая вместе с рабочим паром конденсируется в холодильнике (конденсаторе) первой ступени. Несконденсировавшийся пар и воздух из холодильника первой ступени отсасываются эжектором второй ступени. Полученный в холодильниках эжекторов конденсат отводится в главный конденсатор из первой ступени через гидрозатвор а из второй – через конденсатоотводчик.
Конденсатно-питательная система (КПС) обеспечивает бесперебойное питание ПГ питательной водой требуемого качества и в необходимом количестве. В установке применена КПС закрытого типа с деаэратором. Конденсат из ГК подаётся в деаэратор главным электроконденсатным насосом. В ГК поступает также конденсат греющего пара водоопреснительной установки (ВОУ).
Для снижения солености и содержания продуктов коррозии и эрозии в питательной воде весь поток конденсатора пропускается через механические и ионообменные фильтры. Очистка конденсатора от кислорода и других газов осуществляется в термомеханическом деаэраторе. Вода в деаэраторе подогревается до температуры кипения паром отработавшим в трубопроводах главного циркуляционного насоса и главного питательного насоса.
Подача воды из деаэратора в ПГ на основных режимах работы установки осуществляется главными питательными насосами. В режимах выведения на мощность или остановки ЯЭУ может использоваться резервный питательный электронасос который включен в питательную магистраль параллельно основному. Необходимый расход воды в ПГ поддерживается питательным клапаном (ПК). Линейная зависимость расхода воды от проходного сечения ПК обеспечивается за счет поддержания на нем постоянного перепада давлений дроссельным клапаном (ДК). Для снижения термических напряжений в конструкциях ПГ и реакторе скорость изменения расхода питательной воды ограничивается. Конденсат из конденсатора АТГ подается ЭКН или в конденсатную систему или в ГК. Уровень воды в конденсаторе поддерживается регулятором уровня в конденсаторе (РУК).
На ледоколе применена многоступенчатая работающая по принципу самоиспарения ВОУ с испарителем – конденсатором имеющем четыре камеры. Камеры сообщаются между собой через гидравлические запоры по дистилляту и рассолу. Кроме того в состав ОУ входят паровой подогреватель питательной воды и насосы забортной воды рассола а также дистиллята со сборником дистиллята. Дистиллят полученный в ВОУ до его направления в системы ЯЭУ проходит дополнительную очистку в ИОФ.
В режиме стоянки при неработающем ЯППУ для получения пара предназначена вспомогательная парогенераторная установка ВПУ на органическом топливе. Она состоит из двух ПГ.
В состав электроэнергетической системы ЭЭС входит две основных и одна аварийная электростанции. Носовая электростанция состоит из двух АТГ и одного главного распределительного щита (ГРЩ) кормовая – из трёх АТГ одного резервного дизель генератора (ДРДР) и одного ГРЩ. Источники ГРЩ двух независимых электростанций расположены в разных помещениях ледокола. РДГ установлено в помещении кормовой электростанции.
Два аварийных дизель генератора (АДГ) установлены в отдельном помещении на палубе бака вместе с аварийным распределительным щитом (АРЩ). Электроснабжение потребителей ЯЭУ осуществляется от двух щитов питания расположенных в отдельных помещениях.
7 Тепловой и габаритный расчёт конденсатора.
Давление за ПГ Pпе=33 МПа температура пара за ПГ tпе=300оС. Паропроизводительность ППУ D=4427 кгс давление в конденсаторе Pк=0004 МПа отбор пара d=0 сухость пара X=087
Тепловой расчет конденсатораТабл.1.8
Принимается согласно [12]
Количество пара поступающего из турбоагрегата (запас 150% и расход на два винта)
Принимается согласно [13]
Энтальпия конденсата
Количество тепла передаваемое охлаждающей воде
Температура забортной охлаждающей воды
Принимается согласно [1]
Продолжение табл. 1.8.
Конечная температура охла-
Плотность охлаждающей забортной воды
Объемный расход охлаждающей забортной воды
Массовый расход охлаждающей забортной воды
Кратность охлаждения
Скорость охлаждающей забортной воды
Наружный диаметр трубок
Коэффициент теплоотдачи
Коэффициент учитывающий t забортной воды
Удельная паровая нагрузка поверхности охлаждения конденсатора
Коэффициент учитывающий удельную паровую нагрузку
Коэффициент загрязнения и учитывающий материал
Средняя логарифмическая разность температур
Коэффициент теплопередачи
Поверхность охлаждения конденсатора
Число ходов охлаждающей забортной воды
Число труб в одном ходе охлаждающей заб. воды
Активная длина труб между трубными досками
Предельный шаг труб при развальцовке в трубных досках
Шаг труб при развальцовке в трубных досках
Коэффициент заполнения трубной доски
Эквивалентный диаметр конденсатора
Проверка по допускаемому отношению
Удельная паровая нагрузка поверхности охлаждения уточнённая
Толщина трубной доски
Осевой размер водяной камеры
Полная длина конденсатора
Скорость циркуляции забортной воды в патрубках
Диаметр патрубка подвода и отвода циркуляционной забортной воды.
Скорость конденсата в патрубке отвода конденсата
Удельный объём конденсата
Диаметр патрубка отвода конденсата
Размер патрубка впуска отработавшего пара
Количество воздуха отсасываемого из конденсатора
Поверхность воздухоохладителя
Окончание табл. 1.8.
Удельный объём сухого насыщенного пара при давлении в конденсаторе
Принимается по i-s диаграмме [11]
Паровое сопротивление конденсатора
Абсолютное давление в месте отсоса
Температура паровоздушной смеси
Абсолютное парциальное давление пара в месте отсоса
Абсолютное парциальное давление воздуха в месте отсоса
Количество воздушной (паровой) смеси отсасываемой из конденсатора
Объём паровоздушной смеси отсасываемой из конденсатора
Скорость паровоздушной смеси в патрубке
Диаметр патрубка отсоса паровоздушной смеси

Описание_систем.doc

I. Общепроектная часть.
Ядерная энергетическая
установка ледокола типа «Таймыр».
В экономике нашей страны морские перевозки занимают значительное место и роль их продолжает непрерывно возрастать. В большой степени тенденция к их развитию вызвана необходимостью освоения природных ресурсов огромного региона примыкающего к Северному Ледовитому океану а также освоение в последние годы природных ресурсов морских шельфов. Концепция связанная с обеспечением круглогодичных морских перевозок народнохозяйственных грузов по национальной транспортной магистрали – Северному морскому пути – была ориентирована на создание мощных арктических ледоколов и транспортных судов ледового класса. Одна из основных задач стоящих перед морским транспортом – повышение экономической эффективности выражающееся в снижении стоимости перевозки грузов. Выполнение этой задачи предусматривает непрерывную оптимизацию технико-экономических показателей судов и энергетических установок.
Реализация лучших решений проявляется не только в усовершенствовании традиционных типов судов но и в создании новых специализированных судов с новыми принципами движения и новыми энергетическими установками. В частности повышение экономической эффективности морских транспортных судов требует создания энергетических установок увеличенной мощности при сокращении или сохранении доли водоизмещения судна отводимой для размещения установок с запасом топлива.
Одним из перспективных типов судов в этом отношении являются суда с энергетическими установками использующие энергию деления атомных ядер некоторых элементов в качестве первичной энергии. Подобные установки названные – судовыми ядерными энергетическими установками (СЯЭУ) имеют особенности отличающие их от энергетических установок других типов что позволяет выделить СЯЭУ в особую группу.
К числу основных особенностей СЯЭУ следует прежде всего отнести высокую энергетическую концентрацию топлива. Благодаря этому на судне с СЯЭУ практически отсутствует запас горючего и высвобождающийся объём и водоизмещение судна могут быть использованы для перевозки грузов или для размещения дополнительного оборудования повышающего безопасность плавания судна и обеспечивающего комфорт личному составу и пассажирам. Это преимущество позволяет также применить на судне установку большей мощности которая обеспечит более высокую скорость перевозки груза. [1].
Судовые ЯЭУ могут эксплуатироваться с большим коэффициентом нагрузки при практически неограниченной дальности плавания.
Время стоянки в порту судна с ЯЭУ минимально и определяется продолжительностью выполнения грузовых операций.
Первым опытом применения ядерной энергии для движения судов морского флота была постройка в 1959 году советского ядерного ледокола “Ленин”. Многолетний опыт успешной эксплуатации этого ледокола свидетельствует о его эффективности и об оптимальности принципиальных инженерных решений используемых при создании флагмана отечественного арктического флота. Эксплуатация столь мощного ледокола в арктических морях позволила значительно увеличить длительность навигации в этом районе. Высокая экономическая эффективность ядерного ледокола послужила основанием для постройки ледоколов типа “Арктика” и ”Таймыр” и других.
В настоящее время на судах применяется только водо-водяные реакторы которые судя по тенденции развития судовой ядерной энергетики сохранят своё лидирующее положение и в ближайшем будущем. Установки этого рода более полно изучены с точки зрения как ядерной так и теплофизических процессов происходящих в них. Оборудование этих установок полностью освоено производством.
Сравнение экономической эффективности судов с ЯЭУ и судов использующих энергетические установки на органическом топливе показывает что уже сейчас существуют области значений мощности где экономическая эффективность судов с ядерными установками превышает экономическую эффективность судов с установками на органическом топливе. Объясняется это тем что относительное значение составляющих обобщённого показателя экономической эффективности для ядерных судов и для судов с энергетическими установками на органическом топливе различны. Так затраты на создание ЯЭУ и её ремонт выше соответствующих затрат на обычную энергетическую установку. В то же время стоимость израсходованного ядерного горючего ниже стоимости органического топлива.
Поэтому одним из основных путей повышения экономической эффективности с ЯЭУ является изыскание способов снижения их стоимости при сохранении высокого уровня прочих показателей. Развитие судовой энергетики идёт по пути создания надёжных высоко экономичных компактных установок с высокими технологическими качествами и меньшей по сравнению с другими металлоёмкостью удобных для автоматизации и управления.
Кроме того в последнее время мировая энергетика сталкивается с определёнными трудностями и проблемами. Если проанализировать данные о мировых запасах топлива [2] то можно прийти к выводу о постепенном исключении нефти из топливного баланса. К тому же если не принимать специальных мер выбросы в атмосферу будут расти пропорционально вырабатываемой энергии. Сейчас на Земле вырабатываемая энергия составляет 002% радиационного баланса а через 20 лет эта величина составит 1%. Это значит что выбросы увеличатся ещё в 50 раз что конечно недопустимо.
Развитие стационарной и судовой энергетики создание соответствующей промышленной базы делают экономически эффективным использование ЯЭУ на судах транспортного флота. Однако использование ядерной энергии приводит к необходимости решать совершенно новые проблемы связанные с обеспечением ядерной радиационной и экологической безопасности атомных судов. Также не решена проблема с утилизацией радиоактивных отходов. Кроме того порядок использования атомной энергии на судах всё ещё не определён международными правилами эксплуатации судов. Проблемы охраны человеческой жизни на море и проблемы загрязнения окружающей среды при использовании атомной энергии на судах в международном масштабе пока не решены.
2. Особенности судовой ядерной энергетической установки.
Судовой ядерной энергетической установкой называется комплекс оборудования который на основе использования и преобразования ядерной энергии обеспечивает движение и обитаемость судна а также выполнение всех технологических операций обусловленных функциональным назначением судна.
Особенностью СЯЭУ является:
-очень высокая энергоёмкость ядерного топлива;
-возникновение мощных полей ионизирующих излучений;
-накопление значительных количеств (по активности) радиоактивных отходов.
Получение ядерной энергии и её преобразование в тепловую энергию осуществляется в реакторной установке [3 4]. Преобразование тепловой энергии в механическую или электрическую осуществляется в паротурбинной (ПТУ) установке в электроэнергетической установке (ЭЭУ) в общесудовых системах и механизмах (ОССиМ). Передача энергии на движители (винты) в зависимости от назначения и условий эксплуатации судна осуществляется через гребную электрическую установку. ЭЭУ предназначена для выработки и обеспечения электроэнергией потребителей СЯЭУ и общесудовых потребителей.
Рис.1.1. Состав судовой ЯЭУ.
За основу принята двухконтурная пароэнергетическая установка в состав которой входит реактор с водяным теплоносителем. Данный тип ЯЭУ является основным из применяемых на судах. Принципиальная схема такой установки приведена на рисунке 1.2.
Рис.1.2. Принципиальная схема СЯЭУ
Основным компонентом двухконтурной пароэнергетической установки является водо-водяной реактор 1 у которого замедлителем и теплоносителем служит вода. Рабочим теплоносителем паротурбинной установки (ПТУ) является водяной пар перегретый или насыщенный генерируемый в парогенераторе 5. Передача тепловой энергии выделяемой в активной зоне реактора рабочему телу осуществляется комплексом оборудования объединяемым общим понятием первый контур ЯЭУ.
В состав первого контура помимо реактора и парогенератора входят:
циркуляционные насосы первого контура 4
оборудование обеспечивающее компенсацию изменения объёма теплоносителя и создания избыточного давления состоящее из компенсаторов объёма 2 и реверсивных газовых баллонов 6
оборудование необходимое для очистки теплоносителя от возможных примесей ускоряющих коррозионное разрушение внутренних поверхностей первого контура и повышающих радиоактивность теплоносителя.
Оборудование первого контура обслуживается рядом систем из которых особо важную роль играет система охлаждения обычно выполняемая по двухконтурной схеме.
Радиоактивное оборудование обычно размещено под биологической защитой 7 которая снижает радиоактивность излучения до безопасного для обслуживающего персонала уровня предусмотренного нормами предельно допустимых излучений.
Водяной пар по паропроводу 11 направляется к главной турбине где часть заключённой в ней энергии тепловой преобразуется в механическую проводимую затем к винту. Помимо главной турбины на судне имеются другие потребители пара главные из них – турбины судовой электростанции. Отработавший в турбине пар собирается в конденсаторе 9 и конденсат поступает в конденсатную систему 8 где очищается от примесей а затем направляется в парогенератор.
Помимо перечисленного в состав паротурбинной установки входит многочисленное оборудование выполняющее вспомогательные функции. Это оборудование объединено в ряд систем.
3. Паропроизводящая установка. Описание основных систем.
Паропроизводящая установка (ППУ) ледокола состоит из двух идентичных автономных блоков. В каждый из них входят один реактор четыре парогенератора (ПГ) и четыре циркуляционных насоса первого контура (ЦНПК) составляющие первый контур. Соединение реактора ПГ и гидрокамер ЦНПК выполнено при помощи коротких силовых патрубков типа “труба в трубе” так что создаётся единая жёсткая конструкция – блок.
Применение блочной компоновки позволяет иметь ряд преимуществ по сравнению с раздельным размещением оборудования ППУ применявшееся только на первых атомных судах. При блочной компоновке уменьшаются габариты ППУ и биологической защиты и масса установки в целом. Снижаются гидравлические сопротивления циркуляционного насоса в целом. Снижаются гидравлические сопротивления циркуляционного тракта первого контура что позволяет уменьшить требуемый напор ЦН и улучшить условия для создания естественной циркуляции теплоносителя при остановке насосов. Повышается радиационная безопасность ППУ т.к. уменьшается вероятность разрыва трубопроводов большого диаметра вследствие снижения их протяжённости и числа сварных соединений. Появляется возможность собирать блок ППУ непосредственно в цехе с последующей погрузкой на судно что улучшает условия труда сборщиков и повышает качество монтажа и контроля.
Каждый ЦНПК с соответствующим ПГ и патрубками образует отдельную петлю циркуляции. Теплоноситель – вода высокой чистоты (ВВЧ) – проходит через активную зону реактора нагреваясь до 3200С и по отводящим патрубкам поступает в ПГ. В ПГ теплоноситель отдаёт тепло рабочему телу и охлаждённый поступает в кольцевую камеру выгороженную в корпусе реактора соответствующими перегородками а из неё в ЦНПК. От ЦНПК теплоноситель поступает по напорным патрубкам в активную зону. При отказе ЦНПК или ПГ одной петли ЦНПК отключается (останавливается) парогенератор отсекается по первому и по второму контурам.
В ППУ применён водо-водяной реактор под давлением (ВВРД). Мощность реактора – 180 МВт. Реактор – гетерогенный на тепловых нейтронах. Корпус реактора изготовлен из низколегированной теплостойкой стали и представляет собой цилиндрический толстостенный сосуд предназначенный для размещения всех основных частей реактора. Для защиты от коррозии поверхность корпуса и днище внутри реактора облицованы нержавеющей сталью. Герметичное соединение корпуса и крышки обеспечивается клиновой самоуплотняющейся прокладкой и нажимным фланцем. Для защиты корпуса реактора от излучений активной зоны применяются боковые и торцевые тепловые экраны. Подвод и отвод теплоносителя первого контура осуществляется в верхней части корпуса реактора. Такое решение позволяет снизить опасность ухода радиоактивного теплоносителя в случае крупной течи в первом контуре. В целях уменьшения гидравлического сопротивления теплоноситель в активной зоне совершает один ход.
Активная зона состоит из рабочих кассет расположенных в узлах правильной треугольной решетки. Рабочая кассета представляет собой пучок стерженьковых тепловыделяющих элементов заключённых в кожуховую трубу из циркониевого сплава.
Компенсация реактивности обусловленной температурным эффектом отравлением а также выгоранием топлива в процессе кампании (работы) и необходимая подкритичность реактора в заглушенном состоянии осуществляется системой компенсирующих стержней (КР). Стержни изготовлены из карбида бора который сильно поглощает тепловые нейтроны. Компенсирующие стержни расположены между рабочими кассетами и перемещаются в специальных циркониевых направляющих трубах.
Контроль температуры теплоносителя первого контура на входе и выходе активной зоны осуществляется с помощью термопар и термометров сопротивления (ТСП).
Для быстрой остановки реактора предусмотрена система аварийной защиты (АЗ). Она состоит из поглощающих стержней объединённых в четыре независимые группы. Стержни системы АЗ вводятся в активную зону по аварийным сигналам.
Активной зоне присущи внутренние саморегулирующиеся характеристики которые противодействуют любым тенденциям системы выйти из-под контроля. Благодаря отрицательному температурному коэффициенту реактивности реактор может работать в режиме саморегулирования что позволяет отказаться от автоматических регуляторов мощности реактора. Управление мощностью реактора осуществляется путём изменения расхода питательной воды в ПГ.
Парогенератор (ПГ) - прямоточного типа с движением теплоносителя первого контура в межтрубном пространстве рабочего тела – в трубах. Выполнен ПГ в виде вертикальной цилиндрической камеры с эллиптическим днищем. Внутри корпуса размещена трубная система изготовленная из коррозионно-стойкого металла. С целью повышения живучести и ремонтопригодности трубная система разделена на 20 парогенерирующих секций и закреплена в крышке ПГ.
Циркуляционный насос первого контура (ЦНПК) – вертикального исполнения с “сухим” статором. Рабочее колесо насоса гидрокамера с патрубками и приводной асинхронный двигатель размещены в общем герметичном корпусе. Смазка и охлаждение трущихся поверхностей двух опорных и одного упорного подшипников осуществляется теплоносителем в свою очередь охлаждаемым в специальном встроенном охладителе.
При нарушении уплотнения любая из секции встроенного холодильника может быть отключена без ущерба для дальнейшей работы ЦНПК. Чтобы предотвратить разрушительное влияние коррозии на конструктивные элементы и короткозамкнутую обмотку ротора а также защитить изоляцию обмоток статора и ротор и статор отделены от воды герметичными нихромовыми перегородками (рубашками).
Обмотка статора ЦНПК состоит из двух обмоток: обмоток большой скорости и обмоток малой скорости что позволяет обеспечить надёжный двухскоростной режим работы насоса.
Нормальная работа первого контура обеспечивается рядом вспомогательных систем:
-циркуляции теплоносителя первого контура;
-компенсации изменения объёма и поддержания давления теплоносителя;
-подпитки теплоносителем первого контура;
-очистки теплоносителя;
-охлаждения оборудования ППУ;
-аварийной проливки активной зоны реактора;
-дренажа слива и хранения радиоактивной воды;
разрежения воздуха в реакторном помещении.
Система очистки теплоносителя первого контура предназначена для удаления из воды первого контура растворённых в ней солей газов и механических примесей. В ППУ применена система очистки высокого давления. (СОВД). Контур очистки включен параллельно основному тракту воды первого контура поэтому расход в нем определяется перепадом давления в точках отбора и гидравлическим сопротивлением системы очистки.
В состав системы очистки каждого блока входят: один холодильник ионообменный фильтр (ИОФ) трубопроводы и арматура. Ионообменные смолы анионит и катионит (сорбенты) – загружены в виде смешанного слоя. Вода из реактора поступает в холодильник где охлаждается до температуры 60оС. Охлаждённая вода из реактора поступает в ИОФ проходит через механические фильтры слой ионообменных смол подложку и второй комплект механических фильтров предназначенных для предотвращения износа смол и возвращается в контур.
Для контроля работоспособности смол и качества теплоносителя предусмотрены отбор проб до и после ИОФ. Ионообменные смолы стечением времени уплотняются под давлением потока что приводит к росту гидравлического сопротивления фильтра и ухудшению обменных свойств сорбентов поэтому сорбенты периодически взрыхляют обратным током воды.
Система расхолаживания предназначена для отвода тепла из активной зоны реактора в условиях дефицита пара и электроэнергии. Расхолаживание активной зоны возможно с использованием нескольких контуров:
-холодильника системы очистки с циркуляцией теплоносителя при помощи ЦНПК работающих на ОМС;
-холодильника системы очистки с циркуляцией теплоносителя при помощи насоса ремонтного расхолаживания.
Рис.1.3 Принципиальная схема паропроизводящей установки.
Три автономных канала расхолаживания обеспечивают надёжное функционирование системы при всех проектных аварийных ситуациях включая и судовые аварии.
В режиме расхолаживания по второму контуру получаемый в ПГ пар пароводяная смесь и горячая вода отводятся по специальному трубопроводу через дроссельный клапан и ДУУ в стояночный конденсатор. Конденсат из конденсатора забирается электроконденсатным насосом и подается в теплый ящик. Подача воды в ПГ осуществляется аварийным вспомогательным насосом по автономному от питательной основной магистрали трубопроводу.
При расхолаживании активной зоны с использованием холодильника системы очистки отсекается ИОФ. Циркуляция теплоносителя осуществляется ЦНПК. При этом основная масса теплоносителя прокачивается через активную зону реактора а часть его поступает в холодильник в котором охлаждается и поступает на всас ЦНПК где более холодный теплоноситель смешивается с горячим за счет чего происходит снижение температуры всей массы циркулирующего теплоносителя.
При невозможности или нецелесообразности использования ЦНПК циркуляция теплоносителя в остановленном реакторе для отвода остаточного тепловыделения обеспечивается НРР. Теплоноситель первого контура забирается из реактора после прохода активной зоны охлаждается в холодильнике системы очистки и поступает на вход активной зоны.
Система третьего контура предназначена для отвода тепла от оборудования первого контура при длительной работе ЯЭУ. Охлаждению подлежит: холодильники ИОФ системы очистки теплоносителя первого контура электродвигатели ЦНПК приводы рабочих органов системы управления и защиты бак железоводной защиты конструктивные элементы вторичной биологической защиты блока ППУ. Система выполнена в виде замкнутого контура по которому циркулирует дистиллированная вода.
В состав системы одного борта входят два циркуляционных насоса. Один насос основной другой – резервный. В контуре поддерживает небольшое избыточное давление которое исключает кавитацию теплоносителя в циркуляционных насосах и способствует надёжному заполнению контура. Избыточное давление в контуре создаётся подключением к нему компенсационной ёмкости – цистерны. Эта цистерна служит также для компенсации изменений объема воды в результате изменения её температуры.
Тепловая энергия воспринимаемая водой третьего контура передаётся забортной воде в теплообменнике третьего-четвертого контуров.
Очистка воды контура осуществляется в ИОФ что позволило разместить часть оборудования вне биологической защиты.
Для непрерывной циркуляции воды в контуре кроме резервного насоса установлены перемычки между контурами разных бортов. При необходимости вода подаётся к потребителям по байпасному трубопроводу минуя ИОФ.
Система четвертого контура предназначена для отвода тепловой энергии от воды третьего контура а также для охлаждения ряда вспомогательных потребителей. В системе установлено 3 циркуляционных насоса. Два насоса постоянно находятся в работе причем каждый насос способен обеспечить полный расход воды третий насос – резервный. Прием и отлив забортной воды производится через клапаны забортной воды - кингстоны. Приемный трубопровод снабжен фильтром удерживающим механические примеси в забортной воде.
Система подпитки предназначена для компенсации небольших потерь теплоносителя первого контура происходящих в результате отбора проб или нарушения его герметичности. В состав системы входят два подпиточных электронасоса объемного типа. Насосы расположены в зоне строгого режима и включаются по мере необходимости в соответствии с показаниями уровнемеров в компенсаторах объема. Подпиточная вода размещается в подпиточных баках. Вся арматура на трубопроводах рассматриваемой системы имеет дистанционное управление.
Система компенсации изменения объема теплоносителя и поддержания его давления обеспечивает поддержание заданного давления в первом контуре и компенсацию изменений объема контура и теплоносителя. В процессе разогрева и расхолаживания и в переходных режимах.
Объём теплоносителя во время работы ЯЭУ изменяется в результате изменения его температуры: при повышении температуры избыточный объём воды вытесняется из системы циркуляции а при снижении – вновь поступает в систему.
Для выполнения своих функций система компенсации объёма теплоносителя должна содержать две группы элементов. Первая группа предназначена для компенсации изменения объёма теплоносителя вторая – для создания ненеобходимого избыточного давления в первом контуре ППУ и поддержания его в заданных пределах во время работы судовой ЯЭУ.
Для компенсации изменения объёма теплоносителя в ядерных ППУ применяются ёмкости – баллоны соединённые с основным объёмом первого контура трубопроводами. Баллоны обычно называют компенсаторами объёма.
Давление теплоносителя может быть создано путём заполнения объёма над поверхностью теплоносителя в компенсаторах объёма газом сжатым до требуемого давления. Такая система называется газовой. Необходимое давление теплоносителя может быть получено также испарением части воды заполняющей компенсаторы объёма и доведением давления пара до требуемого. Систему компенсации подобного типа называют паровой.
В состав группы элементов служащих для создания и поддержания давления теплоносителя входят баллоны с газом связанные с компенсаторами объёма трубопроводами. В паровой системе компенсации для этой цели используют электрогрелки размещаемые в компенсаторах объёма. Электрогрелки снабжаются аппаратурой управления нагревом и испарением теплоносителя.
В состав газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя входят компенсаторы объёма в которых размещается вытесняемый из системы циркуляции в процессе расширения теплоноситель. Компенсаторы объёма соединены трубопроводом с системой циркуляции теплоносителя. При значительном объёме теплоносителя вытесняемого в компенсатор объёма при разогреве ППУ последний может быть разделён на несколько ёмкостей связанных между собой трубопроводами последовательно или параллельно.
Стремление ограничить отклонение давления в первом контуре ППУ узкими пределами приводит к необходимости иметь значительный объём газа в компенсаторах объёма. Пространство над уровнем жидкости в них становится недостаточным для размещения всего газа и приходится дополнительно подключать несколько реверсивных баллонов заполненных газом. Для восполнения потерь газа предусматривают баллоны с запасом газа при необходимости подключаемые к компенсаторам объёма.
К достоинствам газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя относятся:
-постоянная готовность к действию;
-отсутствие необходимости в обслуживании в процессе работы ППУ (за исключением контроля параметров характеризующих работоспособность системы);
-отсутствие необходимости в какой-либо энергии в процессе работы ППУ.
Выбор системы компенсации изменения объёма теплоносителя производят исходя из свойств системы и предъявляемых к ней требований.
В установке ледокола использована газовая система компенсации обьема и поддержания давления. В состав системы входят компенсаторы объема (КО) в которых размещается вытесняемый из системы циркуляции в процессе расширения теплоноситель. Компенсатор объема – это ёмкость высокого давления. В верхней части КО имеются патрубки для ввода теплоносителя и газа уровнемер и предохранитель клапанов. Компенсаторы объема соединены трубопроводом с системой циркуляции теплоносителя. Давление теплоносителя создаётся путем заполнения объема над поверхностью теплоносителя газом сжатым до требуемого давления. Для этого к системе подключено 2 группы ресиверных баллонов с запасом газа.
Для аварийного охлаждения активной зоны реактора в случае разгерметизации первого контура предусмотрена система аварийной проливки реактора. В состав системы входят 3 проливочных насоса объемного типа трубопроводы и арматура. По сигналу падения давления в первом контуре в действие вводятся основные проливочные насосы. Они принимают воду из цистерн запаса питательной воды и подают её в первый контур по двум автономным магистралям. В случае отказа одного из основных насосов автоматически включается резервный насос.
Система вентиляции обеспечивает удаление радиоактивных газов и аэрозолей и поддержание необходимой температуры и влажности а также некоторого разрежения в помещениях реакторного отсека. Система делится на две автономные группы (подсистемы) по обслуживаемым помещениям. Подсистема вентиляции реакторного и аппаратного помещений обеспечивает вентиляцию по открытому и замкнутому циклам. Вторая подсистема обслуживает прочие помещения ядерной ППУ и работает только по открытому циклу. При работе системы по открытому циклу выброс воздуха производится в полую грот-мачту. Воздух удаляемый из реакторного помещения перед выбросом в атмосферу при необходимости проходит очистку в противоаэрозольных фильтрах тонкой очистки.
В процессе эксплуатации ядерной ППУ появляются жидкие радиоактивные отходы трёх групп:
-высокоактивные - 37×108 Бкл
-слабоактивные 37×106 Бкл
-воды санпропускников 37×10 Бкл.
Для раздельного сбора хранения и выгрузки с борта судна этих вод предусмотрено 3 подсистемы – дренажа хранения и удаления радиоактивных отходов.
Система высокоактивных вод состоит из цистерн трубопроводов дренажа вентиляции и выгрузки с арматурой и контрольно-измерительными приборами (КИП). В цистерны этой системы сливается теплоноситель первого контура: отбор проб воздухоудаление частичное дренирование.
Система слабоактивных вод включает в себя цистерны систему осушения реакторного отсека а также трубопроводы вентиляции и выгрузки с арматурой и КИП. Слабоактивные воды образуются при дезактивации оборудования и помещений отсека ядерной ППУ протечках воды первого контура и сливе воды из системы очистки теплоносителя первого контура.
Высокоактивные и слабоактивные воды за борт не сливаются а выгружаются в специальный танкер – хранилище. Цистерны этих систем установлены в защищенной плитами биологической защиты помещении которое находится под реакторным отделением.
Система вод санпропускников состоит из трубопроводов осушения душевых санпропускников цистерн насосов и КИП. В цистерны этой системы сливаются воды после санобработки вахтенного персонала работающего в отсеке ЯППУ в условиях нормальной эксплуатации. Если уровень активности воды не превышает предельно допустимых концентраций по существующим нормам вода удаляется за борт. Выброс этих вод разрешён только на значительном удалении от берега. В случае необходимости вода может быть выгружена на берег.
Удаление жидких РАО с судна на базу обслуживания производится специальными насосами гидравлическими эжекторами или сжатым воздухом.
Твердые радиоактивные отходы хранятся в помещении оборудованном специальными защитными боксами системой транспортировки и постом для упаковки и сварки контейнеров. Система транспортировки включает в себя монорельсовую дорогу и грузовой лифт. Контейнеры с отходами до передачи в береговые хранилища хранятся в защитных боксах. Основная часть твёрдых радиоактивных отходов имеет незначительную активность.
4. Размещение оборудования ППУ.
Оборудование первого контура и некоторых вспомогательных систем размещается в двухсекционном баке железоводной защиты. Верхняя часть биологической защиты реакторного помещения образована плитами с вырезами для крышки реактора парогенераторов насосов и другого оборудования. На расстоянии около 600 мм. От бака железоводной защиты размещаются боковые плиты вторичной биологической защиты. Пространство ограниченное боковыми и верхними плитами образует герметичное реакторное помещение разделённое продольной переборкой. В реакторном помещении располагается оборудование первого контура компенсаторы объёма ИОФ и холодильник системы очистки а также трубопроводы системы подпитки теплоносителя первого контура компенсации объёма (водяные) очистки теплоносителя первого контура расхолаживания активной зоны реактора осушения.
Над верхними плитами биологической защиты находится образованное вертикальными стальными листами герметичное аппаратное помещение. В этом помещении располагаются приводы системы управления и защиты реактора клапаны системы очистки и расхолаживания трубопроводы системы компенсации объёма и третьего контура кабельные трассы ЦНПК и систем управления датчики системы радиационного контроля и другая аппаратура.
Реакторное и аппаратное помещения охватывает прочноплотная реакторная выгородка сформированная из плоских судовых конструкций. Она оснащена предохранительным клапаном для предотвращения разрушения при возрастании давления паровоздушной смеси образующейся при нарушении герметичности первого контура. При открытии клапана паровоздушная смесь выбрасывается в грот – мачту. После сброса пика давления клапан дистанционно закрывается.
Для перекрытия вентиляционных каналов предусмотрены автоматические отсечные клапаны герметизирующие реакторную выгородку при поднятии в ней избыточного давления до 5 кПа.
Реакторная выгородка и примыкающие к ней помещения радиоактивных отходов радиохимической лаборатории промежуточных теплообменников третьего – четвёртого контуров дезактивации и другие заключены в газоплотный отсек который образуется главными поперечными и продольными переборками настилом второго дна и главной палубой. Схема размещения оборудования ППУ показана на рис. 1.4.
Рис. 1.4. Компоновка ППУ ледокола Таймыр
- компенсатор объема; 2 — ПГ; 3 — холодильник фильтра; 4 — приводы регулирующих стержней; 5 — ЦНПК; 6 — реактор; 7 — насос ремонтного расхолаживания; 8 — арматурная выгородка; 9 —биологическая защита; 10 — фильтр ионообменный.
5. Паротурбинная установка. Назначение и состав основных систем.
Паротурбинная установка (ПТУ) включает в себя 2 главных турбогенератора (ГТГ).
Главный турбогенератор состоит из турбины с навешенным главным масляным насосом (ГМН) главного конденсатора (ГК) с дроссельным увлажнительным устройством (ДУУ) и обслуживающих вспомогательных механизмов: главного турбоциркуляционного насоса (ГТЦН) главного электроконденсатного насоса (ГЭКН) главного эжектора (ГЭЖ) и вспомогательного эжектора (ВЭЖ). Пар к турбине подается через маневровое устройство (МУ) состоящее из ходового клапана (ХК) быстрозапорного клапана (БЗК) и клапана травления (КТ).
Турбина вращает три последовательно соединенных синхронных генератора переменного тока. Соединение турбины с генератором – безредукторное.
Генераторы вырабатывают переменный ток. Охлаждение генераторов – воздушное. Каждый генератор имеет по два выносных подшипника один из которых со стороны турбины опорно – упорный.
Электроэнергия передается от генераторов к главным гребным электродвигателям постоянного тока через выпрямительные установки. Всего установлено три двухъякорных электродвигателя на оба борта.
При открытых БЗК и ХК свежий пар поступает в турбину в которой потенциальная энергия пара преобразуется в механическую передаваемую электрогенераторам. Отработавший в турбине пар поступает в ГК где конденсируется. Образовавшийся в конденсаторе конденсат забирается ГЭКН и подается через холодильники ГЭЖ и ВЭЖ в деаэратор.
Клапан травления предназначен для перепуска избытков свежего пара через ДУУ в конденсатор с целью поддержания постоянного давления перед ХК.
ДУУ служит для снижения давления и температуры пара поступающего через КТ в главный конденсатор. Давление снижается до 0098МПа последовательным дросселированием пара в нескольких плоских решётках с отверстиями (дроссельные решётки.). Температура пара снижается до 1000С за счёт впрыска в пар через форсунки конденсата подаваемого от напорного трубопровода ГЭКН через регулирующий клапан. Согласование расходов пара и конденсата происходит за счёт связанного регулирования КТ и регулирующего клапана.
Турбина ГТГ – влажно-паровая однокорпусная. Проточная часть турбины выполнена двухпоточной с расходящимися потоками пара. В турбине применена двухпоточная радиальная активная регулирующая ступень с единым на оба потока сопловым аппаратом и разделяющимся потоком пара в пределах рабочих лопаток. В каждом потоке установлено 15 реактивных ступеней. Лопатки последних ступеней имеют переменный по высоте профиль. Для уменьшения влагосодержания пара применена внутрикорпусная сепарация. Отсос влаги осуществляется из периферийных камер за рабочими колёсами последних ступеней. Ротор турбины цельнокованный из хромомолибденовой стали. Статор турбины выполнен в виде двух совмещенных корпусов. Наружный корпус связан непосредственно с конденсатором внутренний корпус заключает проточную часть турбины и имеет сквозные сверления для отвода в конденсатор влаги из внутрикорпусных сепарирующих устройств и при продувке турбины. Патрубок подвода пара к регулирующей ступени соединён с наружным корпусом с помощью линзового компенсатора.
Турбина снабжена системой регулирования и защиты обеспечивающей поддержание заданной частоты вращения давления пара перед ХК и защиту турбины от возможных аварий при недопустимом превышении значений тех или иных параметров.
К системам обслуживающим работу главной турбины относятся:
система укупорки и отсоса пара от концевых уплотнений;
система продувания турбины.
Система смазки служит для подачи масла к подшипникам турбины и генераторов а также отвода тепловой энергии выделяющейся в результате трения и поступающих к подшипникам от нагретых частей турбины. Система смазки является частью общей масляной системы турбоагрегата обеспечивающей кроме
Рис. 1.4. Принципиальная схема паротурбинной установки.
смазки подачу масла к органам управления регулирования и защиты (РУЗ) турбоагрегата.
Для смазки применяется турбинное масло которое не содержит водо-растворимых кислот и щелочей механических примесей и воды легко деэмульгирует а специальные присадки вводимые в масло предупреждают ржавление шеек валов уменьшают склонность масла к пенообразованию и появлению в нём различных смол. Система смазки - гравитационная.
В системе установлено два насоса. Навешенный на турбину главный масляный насос (ГМН) создает давление масла порядка 1МПа. Такое давление необходимо для работы системы РУЗ. При снижении частоты вращения или при остановленной главной турбине давление масла в системе создается резервным электромасляным насосом (ЭМН). Гравитационная система смазки обладает большой надёжностью благодаря наличию в расходных цистернах запаса масла обеспечивающего аварийную остановку турбогенератора (выбег ротора) при выходе из строя масляных насосов.
Система укупорки и отсоса пара от концевых уплотнений служит для предотвращения подсоса воздуха в корпус турбины через концевые уплотнения. Для того чтобы избежать подсоса воздуха концевые уплотнения снабжаются камерами укупорки. Специальным регулятором в камерах поддерживается давление пара немного превышающее атмосферное.
Отсос пара от концевых уплотнений предусмотрен для предупреждения утечки пара из турбины в машинное отделение во избежание обводнения масла в подшипниках потери конденсата и тепловой энергии в установке. Для этой цели концевые уплотнения имеют камеры отсоса в которых давление поддерживается немного меньше атмосферного. Пар и воздух попадающие в камеры отсоса отсасываются паровым эжектором и отводятся в конденсатор системы отсоса.
Система продувки предназначена для удаления конденсата собирающегося в нижних частях внутреннего корпуса турбины в МУ арматуре и паропроводе. Конденсат появляется во время прогревания турбины в результате конденсации пара при его соприкосновении с холодными частями турбины клапанов паропровода. С помощью трубопроводов этой системы конденсат удаляется в конденсатор. Продувка осуществляется открытием клапанов установленных на отводящих трубах во время прогревания турбины в период стоянки в готовности и при выводе турбины из действия.
Для превращения отработавшего в главной турбине пара в конденсат и создания вакуума на выходе из турбины служит главная конденсационная установка. В её состав входят главный конденсатор и обслуживающие его системы и механизмы. К ним относятся: циркуляционная система система отсоса воздуха из конденсатора и конденсатный насос.
Главный конденсатор выполнен двухходовым двухпоточным по охлаждающей воде. Для обеспечения необходимой плотности конденсатор снабжён двойными трубными досками в которых развальцованы утолщённые мельхиоровые трубки. В горловину конденсатора встроено ДУУ. Конструкция конденсатора позволяет осуществить быстрый прием через ДУУ до 150% номинального расхода пара.
Циркуляционная система предназначена для прокачивания забортной воды через конденсатор с целью обеспечения процесса конденсации поступающего в него пара. В состав системы входят главный циркуляционный турбонасос приемное устройство отливной кингстон трубопроводы и арматура. В качестве запорных органов используются – клинкеты так как они имеют наименьшее гидравлическое сопротивление.
Циркуляционные насосы – вертикальные осевого типа. Насос приводится в действие через двухступенчатый редуктор от собственной противодавленческой турбины.
Главные конденсатные насосы – вертикальные центробежные с электроприводом служат для откачки конденсата из конденсатора в деаэратор.
Система отсоса воздуха из конденсатора осуществляется поддержание необходимого вакуума за счет непрерывного отсоса воздуха двухступенчатым пароструйным эжектором. Первая ступень эжектора отсасывает паровоздушную смесь из ГК которая вместе с рабочим паром конденсируется в холодильнике (конденсаторе) первой ступени. Несконденсировавшийся пар и воздух из холодильника первой ступени отсасываются эжектором второй ступени. Полученный в холодильниках эжекторов конденсат отводится в главный конденсатор из первой ступени через гидрозатвор а из второй – через конденсатоотводчик.
Конденсатно-питательная система (КПС) обеспечивает бесперебойное питание ПГ питательной водой требуемого качества и в необходимом количестве. В установке применена КПС закрытого типа с деаэратором. Конденсат из ГК подаётся в деаэратор главным электроконденсатным насосом. В ГК поступает также конденсат греющего пара водоопреснительной установки (ВОУ).
Для снижения солености и содержания продуктов коррозии и эрозии в питательной воде весь поток конденсатора пропускается через механические и ионообменные фильтры. Очистка конденсатора от кислорода и других газов осуществляется в термомеханическом деаэраторе. Вода в деаэраторе подогревается до температуры кипения паром отработавшим в трубопроводах главного циркуляционного насоса и главного питательного насоса.
Подача воды из деаэратора в ПГ на основных режимах работы установки осуществляется главными питательными насосами. В режимах выведения на мощность или остановки ЯЭУ может использоваться резервный питательный электронасос который включен в питательную магистраль параллельно основному. Необходимый расход воды в ПГ поддерживается питательным клапаном (ПК). Линейная зависимость расхода воды от проходного сечения ПК обеспечивается за счет поддержания на нем постоянного перепада давлений дроссельным клапаном (ДК). Для снижения термических напряжений в конструкциях ПГ и реакторе скорость изменения расхода питательной воды ограничивается. Конденсат из конденсатора АТГ подается ЭКН или в конденсатную систему или в ГК. Уровень воды в конденсаторе поддерживается регулятором уровня в конденсаторе (РУК).
На ледоколе применена многоступенчатая работающая по принципу самоиспарения ВОУ с испарителем – конденсатором имеющем четыре камеры. Камеры сообщаются между собой через гидравлические запоры по дистилляту и рассолу. Кроме того в состав ОУ входят паровой подогреватель питательной воды и насосы забортной воды рассола а также дистиллята со сборником дистиллята. Дистиллят полученный в ВОУ до его направления в системы ЯЭУ проходит дополнительную очистку в ИОФ.
В режиме стоянки при неработающем ЯППУ для получения пара предназначена вспомогательная парогенераторная установка ВПУ на органическом топливе. Она состоит из двух ПГ.
В состав электроэнергетической системы ЭЭС входит две основных и одна аварийная электростанции. Носовая электростанция состоит из двух АТГ и одного главного распределительного щита (ГРЩ) кормовая – из трёх АТГ одного резервного дизель генератора (ДРДР) и одного ГРЩ. Источники ГРЩ двух независимых электростанций расположены в разных помещениях ледокола. РДГ установлено в помещении кормовой электростанции.
Два аварийных дизель генератора (АДГ) установлены в отдельном помещении на палубе бака вместе с аварийным распределительным щитом (АРЩ). Электроснабжение потребителей ЯЭУ осуществляется от двух щитов питания расположенных в отдельных помещениях.
7 Тепловой и габаритный расчёт конденсатора.
Давление за ПГ Pпе=33 МПа температура пара за ПГ tпе=300оС. Паропроизводительность ППУ D=4427 кгс давление в конденсаторе Pк=0004 МПа отбор пара d=0 сухость пара X=087
Тепловой расчет конденсатораТабл.1.8
Принимается согласно [12]
Количество пара поступающего из турбоагрегата (запас 150% и расход на два винта)
Принимается согласно [13]
Энтальпия конденсата
Количество тепла передаваемое охлаждающей воде
Температура забортной охлаждающей воды
Принимается согласно [1]
Продолжение табл. 1.8.
Конечная температура охла-
Плотность охлаждающей забортной воды
Объемный расход охлаждающей забортной воды
Массовый расход охлаждающей забортной воды
Кратность охлаждения
Скорость охлаждающей забортной воды
Наружный диаметр трубок
Коэффициент теплоотдачи
Коэффициент учитывающий t забортной воды
Удельная паровая нагрузка поверхности охлаждения конденсатора
Коэффициент учитывающий удельную паровую нагрузку
Коэффициент загрязнения и учитывающий материал
Средняя логарифмическая разность температур
Коэффициент теплопередачи
Поверхность охлаждения конденсатора
Число ходов охлаждающей забортной воды
Число труб в одном ходе охлаждающей заб. воды
Активная длина труб между трубными досками
Предельный шаг труб при развальцовке в трубных досках
Шаг труб при развальцовке в трубных досках
Коэффициент заполнения трубной доски
Эквивалентный диаметр конденсатора
Проверка по допускаемому отношению
Удельная паровая нагрузка поверхности охлаждения уточнённая
Толщина трубной доски
Осевой размер водяной камеры
Полная длина конденсатора
Скорость циркуляции забортной воды в патрубках
Диаметр патрубка подвода и отвода циркуляционной забортной воды.
Скорость конденсата в патрубке отвода конденсата
Удельный объём конденсата
Диаметр патрубка отвода конденсата
Размер патрубка впуска отработавшего пара
Количество воздуха отсасываемого из конденсатора
Поверхность воздухоохладителя
Окончание табл. 1.8.
Удельный объём сухого насыщенного пара при давлении в конденсаторе
Принимается по i-s диаграмме [11]
Паровое сопротивление конденсатора
Абсолютное давление в месте отсоса
Температура паровоздушной смеси
Абсолютное парциальное давление пара в месте отсоса
Абсолютное парциальное давление воздуха в месте отсоса
Количество воздушной (паровой) смеси отсасываемой из конденсатора
Объём паровоздушной смеси отсасываемой из конденсатора
Скорость паровоздушной смеси в патрубке
Диаметр патрубка отсоса паровоздушной смеси

спецификация для ППУ.spw

ДП. 14.02.00.-02-162.10.01. СП
Принципиальная тепловая схема
ППУ ледокола типа " Таймыр
ДП. 140200-03-162.07.01 СХ
Принципиальная тепло-
вая схема ППУ ледоко-
Циркуляционный насос
Фильтр ионообменный
ресиверных баллонов ГВД
Циркуляционный насос
Резервный циркуляцион-
ный насос III контура
Теплообменник III-IV
Механический фильтр

спецификация для ПТУ.spw

ДП. 140200-03-162.10.02 СП
ДП.140200-03-162.07.02. СХ
Тепловая схема ПТУ ледокола
Главный турбозубчатый
Дроссельно увлажните-
Главный турбоциркуля-
Главный конденсатный
Цистерна запаса охлаждаю-
Вспомогательный конден-
Вспомогательный электро-
циркуляционный насос
Турбопривод главного
циркуляционного насоса
Главный турбопитатель-
Вспомогательный турбо-
Резервный турбопитатель-
Стояночный конденсатор
Двухступенчатый паро-
Подогреватель питатель-
Насос забортной воды
Насос откачки рассола
Насос откачки дистиллята
Циркуляционный насос
Сточно-циркуляционная
Главный масляный насос
Резервный масляный на-

спецификация_конденсатор.spw

ДП. 140200-03-162.10.03. СП
ДП.140200-03-162.07.03.
Конденсатор двухпоточный
Уравнительная трубка

Список сокращений в тексте.doc

Список сокращений в общей части.
АЗ – аварийная защита
АПН – аварийный питательный насос
АРЩ – аварийный распределительный щит
АТГ – автономный турбогенератор
БЖВЗ – бак железоводной защиты
БЗК – быстрозапорный клапан
ВВРД – водо - водяной реактор
ВВЧ – вода высокой чистоты
ВК – вспомогательный конденсатор
ВОУ – водоопреснительная установка
ВПУ – вспомогательная парогенераторная установка
ВТГ – вспомогательный турбогенератор
ВЭЖ – вспомогательный эжектор
ГВД – газ высокого давления
ГК – главный конденсатор
ГМН – главный масляный насос
ГРЩ – главный распределительный щит
ГТГ – главный турбогенератор
ГТЦН – главный турбоциркуляционный насос
ГЭЖ – главный эжектор
ГЭУ – гребная электрическая установка
ГЭКН –главный электроконденсатный насос
ДК – дроссельный клапан
ДУУ – дроссельно – увлажнительное устройство
ИОФ – ионно – обменный фильтр
КИП – контрольно – измерительные приборы
КО – компенсатор объёма
КПС – конденсатно – питательная система
КР – компенсация реактивности
КТ – клапан травления
МУ – маневровое устройство
НРР- насос ремонтного расхолаживания
ОБС – обмотка большой скорости
ОК – отливной кингстон
ОМС – обмотка малой скорости
ОССиМ – общесудовые системы и механизмы
ОЭ – охладитель эжектора
ПГНД – парогенератор низкого давления
ПК – питательный клапан
ПК – приёмный кингстон
ППУ – паропроизводящая установка
ПТУ – паротурбинная установка
РАО – радиоактивные отходы
РДГ – резервный дизель - генератор
РДОП – регулятор давления отработавшего пара
РУК – регулятор уровня конденсата
РПН – резервный питательный насос
СК – стояночный конденсатор
СОВД – система очистки высокого давления
СУЗ – система управления и защиты
СЯЭУ – судовая ядерная энергетическая установка
ТОА – теплообменный аппарат
ТПН – турбопривод питательного насоса
ТСП – термометр сопротивления
ТЦН – турбопривод циркуляционного насоса
ХФ – холодильник фильтра
ЦЗПВ – цистерна запаса питательной воды
ЦН – циркуляционный насос
ЦНПК – циркуляционный насос первого контура
ЦНР – циркуляционный насос расхолаживания
ЭКН – электроконденсатный насос
ЭМН – резервный масляный насос
ЯППУ – ядерная паропроизводящая установка
ЯР – ядерный реактор

Схема_ППУ_Таймыр_(печать).frw

автоматический клапан
ДП 140200-03-162а.10.01 .СХ
ППУ ледокола "Таймыр
Условные обозначения:
- клинкетная задвижка
фильтра 1-го контура
газ высокого давления

Схема_ПТУ_Таймыр_(печать).frw

- паровоздушная смесь
- пар низкого давления
- автоматический клапан
- быстрозапорный клапан
- регулирующий клапан
- клинкетная задвижка
Условные обозначения
ПТУ ледокола "Таймыр
ДП 140200-03-162а.10.02. СХ

Турбина_(печать).frw

ДП 140200-03-162а.10.04. СБ
Технические характеристики
Мощность номинальная
Частота вращения ротора
Параметры пара перед турбиной:

алгоритм.cdw

Пересчет данных к двумерным координатам
ДП.140200 - 03 - 162а.10.05СХ
программы Oleshkov_.exe
Алгоритм работы программы Oleshkov_.exe
ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Количество КЭ в пролете
Жесткость упругих связей
Материал трубопровода
Диаметры трубопровода
Создание файлов Rta.txt и Fidrta.txt
Работа подпрограммы Count.exe
Чтение данных из файла Rta.txt
Формрование матрицы индексов
Создание файлов Isorta.dat и Outrta.dat
Чтение данных из файла Isorta.dat
Построение форм колебаний трубки

АЧХ+явления.cdw

Вибрационный износ стенок трубы
в местах их контакта
с опорными перегородками
Потеря герметичности
Усталостное разрушение
ДП 140200-03-162а.10.08
Амплитудно-частотная
Амплитудно - частотная характеристика трубки
Явления в трубках ТОА
возникающие при вибрации"

графики зависимстей.cdw

ДП.140200 - 03 - 162а.10.06
Характер зависимостей ЧСК
от параметров системы
Графики зависимостей собственных частот колебаний от параметров трубопроводов
Расположение промежуточных опор
Изменение жесткости промежуточных опор
Влияние геометрических параметров (внешний диаметр)
Плотность заполняющей трубопровод среды

Исследование динамических характеристик систем.doc

2.6 Исследование динамических характеристик систем
Снижение вибраций трубопроводов связанных с мощными агрегатами высокого давления циркуляционными насосами турбоагрегатами и являющихся в ряде случаев основными проводниками вибрации от источников к другим конструкциям является актуальной задачей. При этом трубопроводы как самостоятельная колебательная система могут в зависимости от соотношения их динамических характеристик с параметрами источника ослаблять усиливать или быть безразличными к подводимой акустической энергии. В некоторых случаях например при возбуждении потоком трубопровод сам является источником вибрации.
Решение задач по снижению виброакустической активности трубопроводов следует начинать на этапе проектирования по нескольким причинам. Во-первых на готовой продукции устранение или снижение вибраций возможно лишь ограниченными средствами а во-вторых на этапе проектирования возможно воздействие на ожидаемые динамические характеристики системы путем изменения её инерционных жесткостных и геометрических параметров. Очевидно что система имеет различную степень чувствительности к изменению перечисленных величин. Анализ этой чувствительности позволяет определить вид и количественное значение параметров изменение которых наиболее эффективно для регулирования динамических характеристик в заданном диапазоне частот. На практике это означает рациональный выбор геометрии трассы и расположения элементов трубопроводной системы: клапанов фильтров опор.
С целью иллюстрации разработанного алгоритма и прикладных программного пакета Oleshkov_.exe выполним расчеты частот и форм собственных колебаний трубок теплообменных аппаратов. Исследуем такие факторы влияющие на динамические характеристики системы как расположение и жесткость промежуточных опор материал и типоразмер труб плотность заполняемой трубопровод среды. Широкое внедрение в расчетную практику мощной вычислительной техники позволяет производить расчеты систем с минимальным числом допущений при переходе от реальной конструкции к расчетной схеме и тем самым существенно повысить точность расчетов. Использование ПЭВМ позволяет получить не только большой объем числовых результатов но и приводит к качественно новым методам подготовки задач к решению с отказом от ряда традиционных преобразований уравнений динамики.
С помощью программного пакета Oleshkov_.exe выполним исследования динамики трубок теплообменников. Для определенного образца рассчитаем частоты и формы собственных колебаний при наличии и отсутствии промежуточных опор. Получим зависимости динамических характеристик параметров трубок от жесткости и расположения опор. Для удобства анализа получаемых форм колебаний результаты расчета можно в режиме мультипликации наблюдать на экране ПЭВМ или вывести на графопостроитель. Физические параметры исследуемой трубки теплообменники с 5 опорами были представлены в таблице 2.6.1.
Наименование параметров
Внутренний диаметр м
Модуль упругости материала Па
Плотность среды кгм3
Погонная масса трубки кгм
Линейная жесткость опор Нм
Угловая жесткость опор Нм
Схема закрепления трубки в ТОА
Результаты расчета собственных колебаний по первым пяти тонам в зависимости от количества промежуточных опор приведены для исследуемой трубки в таблице 2.6.2.
Полученные результаты показывают на существенную разницу частот собственных колебаний которые изменяются в несколько раз при различных условиях взаимодействия трубок с дистанционирующими решетками теплообменных аппаратов. Потери контактов трубок с опорами происходят вследствие тепловых расширений.
Разработанные программные пакеты позволяют получить графические зависимости частот собственных колебаний трубок от жесткости промежуточных опор. Такие зависимости по первым пяти формам колебаний для шести пролетной трубки с параметрами из таблицы 2.6.1 представлены в таблице 2.6.3.
Частоты собственных колебаний Гц
Следует отметить что при приближении жесткости опор к бесконечно большому числу что соответствует абсолютно жесткому креплению трубки в перегородках частоты собственных колебаний трубки приходят к одному значению. И находятся в пределах 275 Гц.
С помощью программы Oleshkov_.exe можно проследить как меняется форма колебаний трубки при изменении жесткости промежуточных опор. Для этого рассмотрим формы колебаний 6-ти пролетной трубки при линейной и угловой жесткости опор в точках 0 106 109 Нм. На рисунках 2.6.1 2.6.2 2.6.3 показаны первые частоты колебаний этих систем.
рис.2.6.1 Первая частота колебаний 6-ти пролетной трубки с жесткостью промежуточных опор 0 Нм.
рис.2.6.2 Первая частота колебаний 6-ти пролетной трубки с жесткостью промежуточных опор 106 Нм.
рис.2.6.3 Первая частота колебаний 6-ти пролетной трубки с жесткостью промежуточных опор 109 Нм.
Из рисунков 2.6.1 – 2.6.3 видно что по мере возрастания жесткости промежуточных опор они будут все больше и больше влияния оказывать на форму колебаний трубки.
Отследим графически изменение первых пяти частот собственных колебаний трубки полученных в таблице 2.6.3 от жесткости промежуточных опор. Причем аргумент представим в виде логарифма. Это позволит показать плавный переход от одной собственной частоты при К=0 Нм к другой при К=109 Нм что практически соответствует шарнирной опоре (см. рис.2.6.4).
рис.2.6.4 Зависимость ЧСК 6-ти пролетной трубки от жесткости опор.
Как видно из графика (рис. 2.6.4) увеличение жесткости от 104 до 107 Нм повышает первую собственную частоту колебаний приблизительно от 30 до 260 Гц. При дальнейшем увеличении жесткости опора становится эквивалентной шарнирной опоре. По данному графику можно выбрать требуемую жесткость опор с целью получить систему с заданной частотой собственных колебаний.
Если мы имеем дело со статическим трубопроводом в котором рабочая среда находится в неподвижном состоянии а также с леерным ограждением палуб то частотную отстройку такой системы от резонанса можно произвести путем изменения ее геометрических параметров а также выбором иной среды заполняющей трубопровод. Изменение этих параметров системы также оказывает влияние на ее динамические характеристики.
Рассмотрим влияние поперечного сечения трубки на ее частоты и формы колебаний. Возьмем 3-х пролетную трубку и будем изменять ее внешний диаметр от 10 мм до 30 мм. Внутренний диаметр трубки оставим неизменным и равным 8 мм. Жесткость промежуточных опор сделаем 1000 Нм длины пролетов по 1 метру а заполняющей жидкостью сделаем воду с плотностью 1000 кгм3. Оба конца трубки оставим незакрепленными. Полученные данные отображены в таблице 2.6.4 и графически на рисунке 2.6.5.
Диаметры трубо-провода мм
Частота собственных колебаний Гц
По результатам данной таблицы интересно отметить характер изменения первых трех частот колебаний трубки. Они достигают наименьших своих значений при внешнем диаметре исследуемой системы от 15 до 20 мм. Это можно объяснить тем что трубопровод имеет наименьшую жесткость при данных параметрах.
рис. 2.6.5 Зависимость ЧСК трубопровода от внешнего диаметра.
Также на динамические характеристики системы можно повлиять путем изменения среды заполняющей трубопровод. Рассмотрим как оказывают влияние на частоты собственных колебаний трубопровода различные жидкости и газы. Для примера возьмем 3-х пролетную трубку со следующими геометрическими размерами: внутренний диаметр – 0014 м внешний – 0016 м расстояния между пролетами – 1 м. Жесткость промежуточных опор – 1000 Нм. Оба конца трубки свободные т.е. консольно-незакрепленные. Материал трубки – мельхиоровый сплав. Будем изменять заполняющую среду по мере увеличения плотности: начиная с вакуума и легких газов и заканчивая тяжелыми жидкостями. Влияние присоединенной массы на собственные частоты колебаний показаны в таблице 2.6.5.
На основании полученных данных построим график изменения частот собственных колебаний от заполняющей трубопровод среды (см. рис. 2.6.6).
рис. 2.6.6. Характер изменения ЧСК трубопровода от плотности
Проанализируем поведение частоты собственных колебаний трубопровода от плотности жидкости заполняющей его. Очевидно что среда находящаяся в трубопроводе создает присоединенную к системе массу. Именно она и оказывает понижающее воздействие на динамические характеристики системы. Чем больше масса жидкости в трубе тем больше общая масса и тем больше полное механическое сопротивление системы.
Разработанный блок программ для расчета пространственных стержневых конструкций позволяет получить частоты и формы колебаний любого по сложности трубопровода и также манипулировать ими для получения нужных проектанту динамических характеристик системы. В качестве примера демонстрации возможностей пакета выберем нержавеющую трубку имеющую сложную геометрическую форму с установленным на ней клапаном (центр масс клапана совпадает с осью трубопровода). Трубка имела следующие конструктивные параметры: внешний диаметр трубки – 0022 м; внутренний диаметр трубки – 0018 м; заполняющая трубопровод среда – вода; масса клапана – 534 кг.
На рисунках 2.6.7 – 2.6.11 продемонстрированы первые пять частот колебаний данной системы.
рис.2.6.7 Первая частота колебаний системы (1733 Гц)
рис.2.6.8 Вторая частота колебаний системы (1929 Гц)
рис.2.6.9 Третья частота колебаний системы (2520 Гц)
рис.2.6.10 Четвертая частота колебаний системы (3621 Гц)
рис.2.6.11 Пятая частота колебаний системы (4497 Гц)
Можно проанализировать динамические характеристики сложных стержневых систем от их параметров таких как жесткость промежуточных опор плотность среды трубопроводов материал труб их геометрические размеры и т.д. и т.п. Но поведение пространственных трубопроводов гораздо сложнее описать какими-либо зависимостями. Поэтому применительно к пакету программ расчета пространственных трубопроводов дальше будет показано и оценено влияние положения центра масс на частоты собственных колебаний.
Будем производить перемещение клапана по узловым точкам трубопровода (см. рис. 2.6.12).
Рис.2.6.12 Диаметральная проекция исследуемого трубопровода
Графики зависимости первой и третьей
ЧСК положения клапана представлены на рис.2.6.13. По мере удаления клапана от концевых участков трубопровода к середине первая ЧСК снижается от 158 Гц до 96 Гц. Изменение третьей ЧСК носит другой характер. График частоты в зависимости от положения массы по длине трубы имеет два экстремума. Это объясняется тем что смещение трубы по третьей форме колебаний в узле 8 мало поэтому почти не меняется третья ЧСК.
Таким образом подтверждается положение что для получения наибольшего эффекта частотной отстройки при изгибных колебаниях массу в системе необходимо устанавливать в то сечение трубопровода смещения в котором максимальны для отстраиваемой моды. Так для изменения
третьей ЧСК массу целесообразно установить в сечениях 4 и 8 второй в сечении 7 первой в сечении 6. Что касается форм колебаний то при введении
массы в узел 6 первая и вторая формы геометрически почти не изменились а
при колебаниях по третьей вместо узла в сечении 6 стала пучность то есть
введение массы "раскачивает" трубопровод при колебаниях по этой форме.
Использование конструктивных элементов трубопроводных систем -
клапанов фильтров для частотной отстройки при проектировании имеет ряд
ограничений обусловленных такими факторами как удобство обслуживания
физические аспекты их работы габариты и т.д. В этом случае возможно применение специально изготовленных масс.
Результаты численного расчета динамических параметров трубопровода при различных вариантах конструктивной схемы доказывают эффективность использования предложенных способов влияния на ЧСК и ФСК при проектировании. Для удобства анализа полученные результаты могут выводиться на графопостроитель.
Таким образом в работе показано что изменяя параметры системы можно в определенных пределах влиять на отдельные низшие ЧСК и ФСК и в результате исключить резонансные условия работы трубопроводов. Эффективность корректировки параметров повышается при использовании зависимостей выражающих чувствительность модальных характеристик. В качестве примера конструкций позволяющих реализовать на практике предложенный способ можно привести опоры с регулируемой жесткостью для трубопроводов.
Развитый алгоритм расчета позволяет оценивать ожидаемые динамические параметры в зависимости от проектных решений что необходимо при выборе трассы типа и расположения арматуры и опор в системе. Полученные зависимости могут пригодиться и на этапе доводки систем в случае расхождения характеристик реальной конструкции и ее расчетной модели.

обзор языков.doc

2.4. Обзор языков программирования использованных для решения задач динамики.
Решение задач динамики методом конечных элементов вызывает множество трудностей у проектанта. Элементы матричного исчисления уравнения с большими степенями полиномов делают практически невыполнимыми выполнение «рукопашных» расчетов таких систем. Даже вычисление динамических характеристик элементарной конструкции (например: балки закрепленной между двумя абсолютно жесткими опорами) потребует немалое количество времени и терпения от проектанта. Поэтому очень важно создать для решения таких задач программное обеспечение способное за считанные секунды и даже десятые и сотые доли секунд рассчитывать такие конструкции.
Современные процессоры обладающие достаточно большим набором инструкций для работы с простыми числами числами с плавающей точкой (особенно тут преуспели процессоры с технологией ММХ – таким набором инструкций оснащен практически каждый процессор выпущенный с 1995 года) без особого труда справляются с элементами матричного исчисления решением полиномов просто невероятно высокого порядка практически не допускают ошибок при работе с дробными числами (числа с плавающей точкой).
Но возникает вопрос какой язык программирования выбрать для решения таких задач? Необходимо чтобы он без труда справлялся с решением самых сложных математических задач обеспечивал наглядный вывод графики и простой и понятный в управлении интерфейс имел простую структуру кода. Среди большого разнообразия всех языков программирования мною были выбраны сразу два. Это - Fortran и С++. Такой выбор имеет сразу несколько преимуществ и сочетает отличную графическую библиотеку С++ и понятность и гибкость кода Fortran. Средой же программирования ответственной за интерфейс программы стал С++ Builder 6.0 от компании Borland.
4.1 Язык программирования Fortran.
Как показывает история развития компьютерных языков программирования наиболее живучим из них является Fortran. Ни одна разработка программного обеспечения для любой ЭВМ не обходит стороной Fortran.
Система программирования Fortran 77 в которой была написана часть кода для разработанных мною программ представляет собой комплекс программных компонентов для разработки задач инженерного и вычислительного характера. В нее входят средства программирования отладки и сопровождения программ что позволяет использовать ее в качестве инструмента рабочего места инженера производившего расчеты на ПЭВМ.
Особой любовью у инженеров Fortran пользуется в связи с изящностью и простотой своего кода. В качестве одной из особенностей кода можно упомянуть необязательность объявления в тексте программы переменных целого типа то что в других языках имеет тип integger (или сокращенно int). Это позволяет программисту не отвлекаться на постоянное резервирование места в памяти программы под ту или иную переменную что существенно экономит время.
В программах разработанных мной блоки написанные на Fortran производят все необходимые инженерные и математические расчеты – заполнение матриц жесткости и инерции вычисление корней полиномов ответственных за расчет динамических характеристик системы и т.п. Остальные же части программы: графический вывод данных элементы управления интерфейсом и т.д. написаны на С++.
4.2 Язык программирования С++.
C++ - универсальный язык программирования задуманный так чтобы сделать программирование более приятным для серьезного программиста. За исключением второстепенных деталей C++ является надмножеством языка программирования C. Помимо возможностей которые дает C C++ предоставляет гибкие и эффективные средства определения новых типов. Используя определения новых типов точно отвечающих концепциям приложения программист может разделять разрабатываемую программу на легко поддающиеся контролю части. Такой метод построения программ часто называют абстракцией данных. Информация о типах содержится в некоторых объектах типов определенных пользователем. Такие объекты просты и надежны в использовании в тех ситуациях когда их тип нельзя установить на стадии компиляции. Программирование с применением таких объектов часто называют объектно-ориентированным. При правильном использовании этот метод дает более короткие проще понимаемые и легче контролируемые программы.
Ключевым понятием C++ является класс. Класс - это тип определяемый пользователем. Классы обеспечивают скрытие данных гарантированную инициализацию данных неявное преобразование типов для типов определенных пользователем динамическое задание типа контролируемое пользователем управление памятью и механизмы перегрузки операций. C++ предоставляет гораздо лучшие чем в C средства выражения модульности программы и проверки типов. В языке есть также усовершенствования не связанные непосредственно с классами включающие в себя символические константы inline- подстановку функций параметры функции по умолчанию перегруженные имена функций операции управления свободной памятью и ссылочный тип. В C++ сохранены возможности языка C по работе с основными объектами аппаратного обеспечения (биты байты слова адреса и т.п.). Это позволяет весьма эффективно реализовывать типы определяемые пользователем.
C++ и его стандартные библиотеки спроектированы так чтобы обеспечивать переносимость. Имеющаяся на текущий момент реализация языка будет идти в большинстве систем поддерживающих C. Из C++ программ можно использовать C библиотеки и с C++ можно использовать большую часть инструментальных средств поддерживающих программирование на C.
Стоит заметить что в настоящее время С++ занял практически всю нишу программирования под Windows. На сегодняшний день доля программ написанных для С++ для графических систем типа Linux и все версии Windows начиная с 95 года составляет около 80% от общего числа программного обеспечения. Выбор языка программирования ответственного за графическую часть программы отчасти обуславливается еще и этим фактом.
4.3 Среда разработки визуальных приложений Borland C++ Builder.
Новейшая система объектно-ориентированного программирования C++ Builder производства корпорации Borland предназначена для операционных систем Windows 95 и NT. Интегрированная среда C++ Builder обеспечивает скорость визуальной разработки продуктивность повторно используемых компонент в сочетании с мощью языковых средств C++ усовершенствованными инструментами и разномасштабными средствами доступа к базам данных. C++ Builder может быть использован везде где требуется дополнить существующие приложения расширенным стандартом языка C++ повысить быстродействие и придать пользовательскому интерфейсу качества профессионального уровня.
C++Builder предназначен для быстрой разработки приложений (RAD) построенных на современном фундаменте объектно-ориентированного программирования (ООП). C++Builder сам постепенно будет помогать вам овладевать премудростями RAD ООП и языка C++ поначалу требуя лишь минимальных предварительных знаний. Ваши навыки будут расширяться по мере роста сложности ваших разработок: чем сложнее задача тем больший по объему код потребуется написать для ее реализации. Получение знаний перестает быть самоцелью. Вы сами убедитесь в том что C++Builder в корне меняет процесс разработки насколько легче и быстрее вы сможете получать работающие и надежные программы для операционных систем Windows чем при использовании традиционных интерфейсных оболочек других систем.
рис.2.4.3.1 Среда визуальной разработки приложений Borland C++ Builder 6.0

описание программ.doc

2.5 Общее описание программ.
В последние годы среди основных факторов которые необходимо учитывать при расчете трубопроводных систем и как частный случай расчете теплообменных аппаратов наряду с интенсивностью теплоотдачи и потерями давления стала вибрация. Динамические нагрузки возникающие при вибрации могут приводить к усталостному разрушению труб ускоряемому эрозионными и коррозионными процессами к потере герметичности в местах заделки к вибрационному износу стенок трубок при воздействии с опорными перегородками.
Любой расчет связанный с вибропрочностью трубок невозможен без определения собственных частот и собственных форм колебаний. Обычно при вычислении собственных частот и форм колебаний полагают что трубопроводные системы опираются на каждую дистанционную перегородку (для ТОА) и подвеску (для трубопроводной системы) которые учитываются как обычные опоры.
Для такой расчетной системы и были созданы пакеты Oleshkov_.exe (для расчета трубок теплообменных аппаратов) и блок программ для расчета общекорабельных и специальных трубопроводных систем.
5.1 Описание программы Oleshkov_.exe
Программа Oleshkov_.exe предназначена для расчета частот и форм собственных колебаний трубок теплообменных аппаратов и может быть также использована в строительных расчетах. Например для расчета простейших стержневых конструкций.
Программа написана на языке С++ в среде Borland C++ Builder 6.0 с включением подпрограммы написанной на языке программирования Fortran и предназначена для работы в системе Windows 9xМЕ2000.
Стоит отметить простоту и удобство работы с интерфейсом программы (см. рис.2.5.1.1).
рис.2.5.1.1 Окно работы программы Oleshkov_.exe
Условно окно работы программы можно разделить на две части. Первая – для получения исходных данных в ней производится ввод следующих параметров:
- Плотность среды заполняющей трубопровод;
- Числа пролетов на которые делится трубка;
- Количества конечных элементов в каждом пролете;
- Число внешних узлов (тут стоит отметить что при выборе того или иного способа закрепления трубки происходит мгновенная визуальная демонстрация этого способа маленьким рисунком над кнопкой «Расчет ЧСК»);
- Жесткости упругих связей;
- Материала трубопровода;
- Диаметров трубопровода (внешнего и внутреннего);
- Диапазона частот в котором производится поиск корней частотного уравнения.
Вторая часть (внизу общего окна программы) отвечает за вывод форм и собственной частоты колебаний трубки. Выбор того или иного тона колебаний производится нажатием полосы прокрутки расположенной справа от рисунка формы.
Алгоритм работы программы Oleshkov_.exe приведен на рисунке 2.5.1.2.
Исходные данные полученный при вводе параметров системы при нажатии кнопки «Расчет ЧСК» считываются программой и из них формируются файлы Rta.txt и Fidrta.txt. Следует отметить что файл Rta.txt – необходим для дальнейшей работы программы а файл Fidrta.txt – содержит полную информацию о введенных данных и имеет структуру понятную любому пользователю (см. приложение 1).
Затем программа автоматически подключает подпрограмму Count.exe которая формирует файлы Isorta.dat и Outrta.dat. Данная подпрограмма по сути является отдельной самостоятельной программой написанной на языке программирования Fortran и выполняет следующие действия:
) формирует матрицу индексов;
) формирует матрицы жесткости и инерции;
) производит учет влияния упругих связей;
) формирует динамическую матрицу системы;
) ищет корни частотного уравнения.
Исходные данные для своей работы программа получает из файла Rta.txt.
Выходной файл программы Count.exe Isorta.dat служит для дальнейшей работы программы Oleshkov_.exe а файл Outrta.dat содержит полную информацию о полученных частотах и координатах форм колебаний и имеет структуру понятную любому пользователю. Нужно отметить что из-за ограниченности в размерах файла Isorta.dat в него записываются только первые пять частот и координат форм колебаний трубки заданного диапазона частот.
Далее часть кода программы Oleshkov_.exe написанная на языке С++ считывает данные из файла Isorta.dat и производит их графическое представление в нижней части окна программы.
В результате работы программы получаем частоты и формы собственных колебаний трубок теплообменных аппаратов. Процесс выполнения программы с выводом четырех вышеперечисленных файлов на современных машинах составляет не более нескольких десятых долей секунды. Это позволяет наглядно в непрерывном режиме исследовать поведение динамических характеристик трубопроводной системы. И получать зависимости частот и форм собственных колебаний от того или иного параметра системы.
Исходные тексты программ и получаемых в результате расчета файлов приведены в приложении 1.
Для работы программы Oleshkov_.exe необходимо наличие в каталоге с программой следующих файлов: 0_0.bmp 0_1.bmp 1_0.bmp и 1_1.bmp.
Файлы создаваемые при работе программы (Rta.txt Fidrta.txt Isorta.dat Outrta.dat) располагаются в том же каталоге что и основная запускаемая программа Oleshkov_.exe.
5.2 Программы расчета пространственных трубопроводов
Трубки теплообменных аппаратов и стержни являются всего лишь простейшим примером и частным случаем судовых систем. Динамический расчет пространственных трубопроводов со сложной геометрией и содержащих арматуру – вот задача которой занимается набор следующих программ. В основании этого пакета лежит также метод конечных элементов позволяющий с минимальной погрешностью находить частоты и формы собственных колебаний трубопроводных систем.
Так как количество вводимых данных при расчете сложных пространственных трубопроводов несоизмеримо велико по сравнению с расчетом прямых стержней и трубок ТОА то в данном пакете программ не удалось реализовать полную визуализацию приложений. Т.е. создать понятную и простую в управлении оболочку аналогичную программе Oleshkov_.exe не представляется возможным. Поэтому пришлось ограничиться созданием набора простых в управлении консольных программ работающих по следующей схеме (см. рис 2.5.2.1).
рис. 2.5.2.1 Схема работы программ расчета пространственных трубопроводов
На данной схеме толстыми стрелками обозначен порядок исполняемых файлов а тонкими – создание и загрузка файлов поддержки и статистики.
5.2.1 Исходная информация по трубопроводу
Все данные по рассчитываемому трубопроводу вводятся в программе Wwrtc.exe. Данная программа как и все последующие (за исключением программы fhx.exe) представляет собой простейшую консольную оболочку работающую в операционных системах Dos и Windows 9хМЕ2000 (с предустановленной оболочкой Dos-Shell) и написана на языке программирования Fortran.
При работе с программой пользователь должен ввести следующие данные по рассчитываемой системе:
) Число балочных элементов;
) Массив номеров узлов конечных элементов (определить разветвленность системы);
) Число внутренних узлов системы;
) Координаты внутренних узлов;
) Число внешних узлов;
) Координаты внешних узлов;
) Материал трубопровода (титан нержавеющая сталь мельхиоровый сплав);
) Количество типоразмеров труб системы;
) Типоразмер каждой группы труб;
) Массив типоразмеров труб конечных элементов;
) Количество сосредоточенных масс;
) Параметры сосредоточенных масс (номер конечного элемента на котором установлен данный элемент массу элемента моменты инерции элемента относительно координатных осей);
) Число упругих связей;
) Параметры упругих связей (номер конечного элемента на котором установлена данная связь и жесткости по координатным осям).
В ходе выполнения программа предоставляет пользователю повторно (в случае ошибки) ввести параметр а также предлагает изменить характеристики материала трубопровода в случае применения материала отличного от вышеперечисленных.
Протокол работы программы записывается в файл статистики FID и в файл поддержки RTC (см. приложение 2).
5.2.2 Расчет частот и форм собственных колебаний
Расчет производится программой Mwrttc.exe. Она загружает исходные данные по трубопроводу из файла поддержки RTC. Обрабатывает их и вызывает программу Mrttc.exe.
Структура программы Mwrttc.exe очень напоминает подпрограмму Count.exe из пакета Oleshkov_.exe. Также происходит формирование матрицы индексов жесткости и инерции трубопровода. На основании их считается динамическая матрица и решается частотное уравнение.
Особенностью работы алгоритма программы является следующее. При изменении условий закрепления трубки программа не выполняет снова расчет матрицы жесткости а суммирует вновь введенные жесткости опор с элементами общей матрицы жесткости. После чего выполняет расчет новой динамической матрицы системы.
Вызываемая программа Mrttc.exe производит запись полученных данных координат форм колебаний трубопровода в файл статистики Out.dat и в файл поддержки Iso.dat (см. приложение 2).
5.2.3 Графическое представление результатов расчета
Созданные файлы поддержки RTC и Iso.dat служат в качестве исходных для программы графического представления результатов Fhx.exe. Программа написана на языке С++ в среде Visual C++ 6.0 от компании Microsoft. И позволяет нарисовать на экране монитора ПЭВМ рассчитанные формы собственных колебаний (см. рис. 2.5.2.3.1). Кроме статического представления результатов расчета программа позволяет исследовать поведение трубопроводной системы в режиме имитации колебаний. Это производится щелчком по кнопке “Animation”. Кнопка “Stop” позволяет остановить анимационное представление колебаний. Выбор частот и соответственно форм колебаний производится набором переключателей “First” – “Fifth”. Загрузка файлов поддержки при запуске программы Fhx.exe осуществляется щелчком по кнопке “Load”. Для работы программы необходимо чтобы эти файлы находились в том же каталоге что и запускаемая программа.
рис.2.5.3.1 Окно работы программы Fhx.exe

основы физики колебаний.doc

2.2 Основы физики колебаний.
2.1 Колебания и характеризующие их величины.
Под колебаниями понимают изменения параметров состояния системы происходящие более или менее регулярно во времени. Колебания наблюдаются всюду в природе и во всех областях техники. Так освещенность Земли колеблется в течение суток поршень двигателя совершает возвратно-поступательное движение и наконец периодически меняется угол образуемый с вертикалью качающимся гравитационным маятником.
Положение или состояние какой-либо колеблющейся системы определяется обобщенной координатой характерной для каждой системы например углом давлением температурой электрическим напряжением скоростью и т. д.
В теории колебаний исследуется изменение обобщенной координаты х во времени x=x(t). При этом особое внимание уделяется процессам при которых это изменение является периодическим т. е. имеет место соотношение
x(f)=x(t+T). (2.2.1.1)
Здесь Т является постоянной величиной которая называется периодом колебания.
Соотношение (2.2.1.1) показывает что х принимает одинаковое значение в моменты времени которые отличаются друг от друга на величину периода Т. Величина обратная периоду колебания Т
называется частотой колебания и равняется числу колебаний в секунду. Единицей измерения частоты является Герц. Так при колебаниях например с частотой 6 Гц происходит 6 полных колебаний в секунду.
Наряду с частотой f определяемой равенством (2.2.1.2) при расчетах применяется еще так называемая круговая частота w. Под ней понимается число колебаний за 2p секунд. Таким образом
= 2f = 2T. (2.2.1.3)
Кроме периода (соответственно частоты) колебания характеризуется амплитудой А. Амплитуда составляет половину общего размаха колебания т.е. интервала изменения обобщенной координаты х за период Т. Если хтах — наибольшее а хтin — наименьшее значение х в течение периода то
A = (xmax + xmin). (2.2.1.4)
При периодических колебаниях обобщенная координата x колеблется около среднего значения х9. Среднее значение может быть или задано или определено как
x0= (xmax– xmin). (2.2.1.5)
При симметричных колебаниях это значение одновременно соответствует состоянию покоя пли положению равновесия.
Если функция x(t) удовлетворяет условию периодичности (2.2.1.1) не строго а лишь приближенно то говорят о почти периодических колебаниях и при этом имеют в виду что
где — заранее заданная малая величина.
2.2 Собственные колебания
Собственными колебаниями являются движения совершаемые колебательной системой которая после кратковременного внешнего возмущения предоставлена самой себе. При этом происходят периодические переходы одного вида энергии в другой т. е. потенциальная энергия (энергия определяемая положением системы) переходит в кинетическую энергию (энергию движения) и наоборот. Если сумма этих энергий в процессе колебаний сохраняется то колебания будут недемпфированными (незатухающими) и система в этом случае называется консервативной. Если энергия системы уменьшается (например из-за наличия трения) то происходят демпфированные (затухающие) колебания и система называется неконсервативной. В этой главе рассматриваются сначала недемпфированные а затем демпфированные колебания. В пределах такого разделения отдельно рассматриваются линейные и нелинейные колебательные системы. Простейшим примером собственных колебаний является масса колеблющаяся на пружине. Рассмотрим эти колебания в дифференциальной форме.
2.3колеблющаяся на пружинке
Прежде всего рассмотрим систему состоящую из массы и пружины. Такая система показана на рис. 2.2.3.1 причем масса движется в направлении оси х. Уравнение движения этого простого осциллятора получается из условия равновесия сил приложенных к массе т. Обе пружины предварительно напряжены и каждая из них воздействует на массу соответственно с силой
Здесь Kо — сила предварительного натяжения действующая на массу в положении равновесия. При отклонении от положения равновесия на величину х возникают дополнительные силы которая
Рис.2.3.1.колеблющаяся в направлении оси пружин.
для обычных пружин пропорциональны величине отклонения с коэффициентом пропорциональности равным с2.
Силы и направлены противоположно так что на массу действует их разность
Эту силу нужно подставить либо в основной закон Ньютона
либо в уравнение равновесия
в которое разумеется следует включить даламберову силу инерции
Здесь дифференцирование по времени как обычно обозначается точкой над буквой. Подставляя в (2.2.3.3) выражения (2.2.3.2) и (2.2.3.4) получаем
Если для краткости ввести
то уравнение (2.2.3.5 ) имеет вид
Рассматриваемой системе можно также сообщить импульс в вертикальном направлении так что масса будет колебаться перпендикулярно прежнему направлению (рис.2.2.3.2). В этом случае получается другое уравнение движения так как сила действия пружины
Эта сила имеет для обеих пружин одинаковую величину а ее направление соответствует направлениям продольных осей пружин. Теперь движение определяется только составляющими этих сил в новом направлении х:
Из условия (2.2.3.3) с учётом силы инерции получаем уравнение движения
В отличие от (2.2.3.5) это уравнение нелинейно. Если интересоваться только малыми отклонениями массы то при xL выражение можно упростить:
Рис.2.2.3.2. колеблющаяся в направлении перпендикулярном оси пружин.
При большом предварительном натяжении пружин K0 и малых отклонениях х в этом выражении можно пренебречь вторым членом. Тогда уравнение движения (2.2.3.10) становится линейным и принимает ранее рассмотренную форму (2.2.3.7).Однако при отсутствии предварительного натяжения даже в случае малых отклонений нельзя пользоваться приближенным линейным выражением. Восстанавливающая сила в окрестности положения равновесия будет при этом пропорциональной третьей степени отклонения х.
Рис.2.2.3.3 .подвешенная на пружине и совершающая вертикальные колебания.
Наконец рассмотрим еще одну систему состоящую из массы и пружины (рис.2.2.3.3). Здесь помимо восстанавливающей силы пружины K= — сх и силы инерции (2.2.3.3) следует принять во внимание и силу тяжести Kg=mg где g — ускорение свободного падения. Условие равновесия (2.2.3.3) теперь принимает вид
Последний член этого уравнения не зависит от х. Его можно исключить преобразованием координат.
Снова используя обозначение (2.2.3.6) уравнение (2.2.3.12) можно привести к виду
2.4. Дифференциальные уравнения свободных колебаний механической системы около положения равновесия.
Свободными принято называть колебания обусловленные действием восстанавливающих консервативных сил (упругих сил и их моментов моментов гравитационных сил и пр.). Эти колебания осуществляются при отсутствии внешних сил.
Для вывода уравнений собственных колебаний можно воспользоваться уравнениями Лагранжа
Подставляя в уравнения (2.2.4.1) значения кинетической и потенциальной энергии системы имеющей п степеней свободы получим уравнения собственных колебаний
которые можно записать в следующем виде:
Для систем с большим числом степеней свободы n уравнения (2.2.4.3) удобно представить в матричной форме
матрица-столбец обобщённых координат.
Уравнения (2.2.4.4) можно получить методом Лагранжа если квадратичные формы кинетической и потенциальной энергий пред-: ставить в виде произведений матриц:
где индекс “T “-символ транспонирования тогда записывая уравнения (2.2.4.1) в матричной форме будем иметь
где q = q1 q2 qn. После выполнения соответствующих операций дифференцирования получим уравнение (2.2.4.4).
2.5 Свободные колебания системы с конечным числом степеней свободы. Собственные частоты и формы колебаний.
Свободные колебания системы с конечным числом степеней свободы описываются уравнениями (2.2.4.3). Поскольку заранее предполагается что движение такой системы будет колебательным частные решения этих уравнений находим в виде:
Вычисляя производные и подставляя и в уравнение (2.2.5.1) получим систему алгебраических уравнений для определения амплитуд A1 A2 An:
Система (2.2.5.2) имеет для A1 A2 An нулевые решения только в том случае когда её характеристический определитель равен нулю т. е.
Определитель (2.2.5.3) даёт характеристическое уравнение 2n-го порядка относительно k.
из которого находятся собственные частоты системы.
При колебаниях системы около положения устойчивого равновесия псе корни уравнения (2.2.5.4) положительны.
Предположим что корни характеристического уравнения (2.2.5.4) определены и среди них нет кратных. Обозначим их в порядке возрастания величин klt kz kn.
Если подставить в уравнения (2.2.5.2) какой-нибудь из корней например то определитель этой системы будет равен нулю. При этом одно из уравнений будет следствием остальных. Если бы обратились в нуль и все миноры первого порядка определителя то это означало бы что корень 6г кратный. Поскольку корень не кратный то минор образованный вычеркиванием последней строки и столбца определителя не равен нулю т. е.
Из уравнений (2.2.5.5) получаем следующую систему алгебраических уравнений для нахождения отношений
Система (2.2.5.6) неоднородная поэтому для определения отношений амплитуд можно воспользоваться формулой Камера которая для
дает следующее выражение:
Определитель в выражении (2.2.5.7) после перестановки в нем первого столбца на место последнего о одновременной переменой знаков будет не что иное как минор определителя для первого столбца и последней строки. Обозначим его через тогда
из формул (2.2.5.8) и (2.2.5.9) находим
Из (2.2.5.10) получим
гдеминор элемента го столбца последней строки.
Подставляя найденные выражения из (2.2.5.11) в решения (2.2.5.1) получим формулы:
характеризующие изменение обобщенных координат при первом главном колебании.
Из формул (2.2.5.12) следует что ее обобщенные координаты qj(t) изменяются гармонически с одинаковой частотой и одинаковой фазой 1. Амплитуды же этих колебании для каждой обобщенной координаты пропорциональны значениям миноров . При этом в любой фиксированный момент времени t = t0 в решении (2.2.5.12) множитель sin=const и положение системы соответствующее решению (2.2.5.12) образует с точностью до множителя неизменную конфигурацию которая определяется совокупностью значений миноров и образует собственную форму колебания соответствующего частоте k1.
Подставляя поочередно значения k2 kn в уравнение (2.2.5.12) можно построить решения соответствующее второму третьему и т. д. собственным колебаниям:
Совокупности значений миноров образуют собственные формы j-х колебаний. Таким образом каждой собственной частоте kj соответствует вполне определенная собственная форма колебания.
Общее решение системы (2.2.5.13) получим складывая частные решения:
Для произвольной координаты q j будем иметь
Это решение содержит 2п произвольные постоянные c1 c2 cn и 12 n которые определяются но заданным начальным условиям
из уравнений (2.2.5.16) при t=0 получаем
Заметим что исследование собственных или свободных колебаний в технических задачах сводится обычно к определению собственных частот k1 k2 kn из уравнения (2.2.5.3) и собственных форм
Если принять An = 1 то можно вычислить во сколько раз амплитуды больше или меньше. При этом
Частный случай. Система с двумя степенями свободы.
Дифференциальные уравнения собственных колебаний такой имеют вид
Частные решения уравнений (2.2.5.19) находим в виде
(2.2.5.20) т.е. предполагаем что обе координаты совершают гармонические колебания с одинаковой частотой или в противоположной фазе (при A1>0 A20). Дифференцируя решения (2.2.5.20) дважды получим
Подставляя выражения (2.2.5.20) и (2.2.5.21) в уравнение (2.2.5.19) получим уравнение для определения амплитуд колебаний:
Уравнения (2.2.5.22) имеют для A1 и A2 нулевые решения при условии что определитель системы (2.2.5.22) равен нулю т. е.
Развёртывая определитель (2.2.5.23) получим характеристическое уравнение
корни которого будут частотами собственных колебаний системы. После очевидных преобразований уравнение (2.2.3.24) можно записать в виде
Характеристическое уравнение представляет собой биквадратное уравнение. Для того чтобы движение было колебательным необходимо чтобы корни этого уравнения и были положительными; если же оба корня или один из них будут отрицательны то решение (2.2.5.20) будет содержать гиперболические функции неограниченно возрастающие при больших значениях времени t что противоречит предположению об устойчивости равновесия.
Поскольку кинетическая и потенциальная энергия — положительно определенные квадратичные формы то их коэффициенты положительны:
Покажем что уравнение (2.2.5.24) через f(k2) имеет два положительных корня: .
Обозначим левую часть уравнения (2.2.5.24) через f(k2) и задаваясь рядом значений k2 исследуем характер функции f(k2).
Примем k2 = 0 тогда f(k2)=
предположим что и покажем графически какому условию удовлетворяют корни уравнения f(k2) = 0.
Кривая f(k2) согласно изложенному выше дважды пересекает ось абсцисс (рис.2.2.5.1)-в точках которые удовлетворяют уравнению (2.2.5.24): f(k2) = 0.
Таким образом показано что характеристическое уравнение имеет два положительных корня удовлетворяющих условиям:
Численные значения корней определяются по формуле
В том случае когда определитель системы (2.2.5.22) равен нулю одно из уравнений становится следствием другого поэтому каждое из уравнений (2.2.5.22) может быть использовано для нахождения отношения A1A2 при этом одно из неизвестных —A1 или A2 — остается неопределенным.
Взяв меньший из корней и подставив его в уравнение (2.2.5.22) найдём отношение
где индекс (1) соответствует номеру частоты.
На основании формулы (2.2.5.27) можно написать:
где b1 – произвольная постоянная.
Вместо (2.2.5.28) можно было бы написать
Обозначая через 1 фазу соответствующую частоте k1 получим:
Формулы (2.2.5.29) описывают первое собственное колебание. Важно заметить что
Из формул (2.2.5.29) и (2.2.5.30) следует что если система совершает первое собственное колебание то обе ее координаты колеблются по гармоническому закону имея одинаковые частоты и фазы т. е. одновременно приходят в положение равновесия и одновременно достигают наибольших отклонений. Амплитуды колебаний координат q1 и q2 находятся в постоянном отношении i которое не зависит от начальных условий.
Аналогичным образом взяв второй корень получим
На основании (2.2.5.30) примем
Формулы (2.2.5.31) описывают второе собственное колебание.
Складывая частные решения (2.2.5.29) и (2.2.5.31) в силу линейности уравнений (2.2.5.29) получим их общее решение зависящее от четырёх произвольных постоянных b1 1 b2 2:
Из общего решения (2.2.5.33) следует что результирующее движение каждой из координат q1 и q2 является результатом наложения двух собственных колебаний с частотами k1 и k2.Так как эти частоты в общем случае не соизмеримы результирующее движение не будет периодическим.
Заметим что важное значение главных колебаний состоит в том что с их помощью сложное результирующее движение удается представить в виде суммы простых гармонических движений — собственных колебаний.
2.6. Вынужденные колебания.
Вынужденными называют колебания обусловленные действием на механическую систему внешних периодических или импульсных сил.
В машинах возмущающими силами являются обычно силы инерции поступательно и вращательно движущихся масс. При нестационарных режимах работы машин (разгон выбег) частоты и амплитуды возмущающих сил изменяются во времени. Вынужденные колебания обусловленные действием возмущающих сил с переменной амплитудой и частотой называются нестационарными.
Рассмотрим простейший случай вынужденных колебаний когда действующие на систему силы Qj(t) являются гармоническими имеют одинаковую частоту р и отличаются только амплитудами Hj а диссипация энергии в системе отсутствует.
Уравнения вынужденных колебаний системы имеют в этом случае вид
Найдем частное решение описывающее вынужденные колебания. Вынужденные колебания совершаются с частотой возмущающей силы поэтому частные решения системы (2.2.6.1) находим в виде
Дифференцируя (2.2.6.2) получим
(2.2.6.3) Подставляя выражения в уравнения (2.2.6.1) и приравнивая коэффициенты при sin(pt+) в правых и левых частях уравнений получим алгебраическую систему
Система (2.2.6.4) имеет нулевые решения B1 B2 Bn в случае если определитель
Амплитуды в этом случае находятся по формуле Крамера:
где минор j-го столбца i-ой строки определителя.
Если что имеет место при совпадении частоты возмущающей силы с одной из собственных частот системы k1k2 kn уравнения (2.2.6.5) неразрешимы относительно Bj и решения уравнений (2.2.6.1) нельзя находить в виде (2.2.6.2).
При p = kj j=1 2 n имеет место резонанс. При резонансе решение будет явно содержать время вне знака тригонометрической функции вследствие чего отклонения системы от положения равновесия с течением времени будут неограниченно возрастать.
Для иллюстрации этого используем нормальные координаты обозначив их. Приведенные к нормальным координатам уравнения вынужденных колебаний (2.2.6.1) можно представить в виде:
где P1 Р2 . . . Рn — обобщенные силы отнесенные к нормальным координатам и обусловленные действием сил Q1 Q2 . . . Qn..
Обобщенные силы Р1( Р2 . . . Р находят из условия равенства работ возмущающих сил в режиме соответствующего главного колебания.
Элементарная работа возмущающих сил Qj определяется по
Применяя формулы преобразования к главным координатам
где - миноры j-го столбца.
Вычисляя вариации qj от выражений (2.2.6.9) и подставляя их в формулу (2.2.6.8) находим
В формуле (2.2.6.10) коэффициент при вариации i главной координаты i.
представляет собой обобщенную силу действующую на i-ю главную координату.
Предположим что имеет место резонанс на s-й собственной частоте системы т. е. р = ks s = 1 2 n. Соответствующее уравнение главного колебания с частотой ks имеет вид
Если возмущающие силы являются гармоническими то уравнение (2.2.6.12) записывается в виде
Решение уравнения (2.2.6.13)
Представим sin(pt+) так:
Найдём вторую производную по времени от выражения (2.2.6.14)
Подставляя выражения (2.2.6.14) и (2.2.6.16) в уравнение (2.2.6.12) и приравнивая в правой и левой частях коэффициенты при одинаковых тригонометрических функциях получим (при ks = р) систему уравнений
Из уравнений (2.2.6.17) находим
Подставляя AS в формулу (2.2.6.14) получим закон изменения S-ой главной координате при резонансе:
Из формулы (2.2.6.18) следует что амплитуда S-го главного
колебания в случае резонанса (р = kS) при отсутствии сил со
противления возрастает с течением времени.
Заметим что нормальными координатами удобно пользоваться также и при исследовании вынужденных колебаний возникающих в системе с n степенями свободы под действием возмущающих сил являющихся произвольными функциями времени. В случае уравнения приведённые к нормальным координатам имеют вид:
Для решения уравнений (2.2.6.19) можно воспользоваться методом вариаций произвольных постоянных.
Частный случай. Система с двумя степенями свободы.
Колебания в такой системе обусловленные действием гармонических сил Q1 = H1sin(pt+) и Q2 = H2sin(pt+) описываются уравнениями:
Частные решения уравнений (2.2.6.20) описывающее вынужденные колебания находим в виде
Вычисляя и подставляя в уравнение (2.2.6.20) найденные выражения q1 и q2 получим после сокращения на sin(pt+) систему уравнений для определения B1 и B2
В случае когда частота возмущающей силы определитель
тогда величины B1 и B2 определяются по формулам:
Если частота возмущающей силы становиться равной одной из собственных частот то возникает резонанс. Определитель системы обращается при этом в нуль и частное решение описывающее вынужденные колебания необходимо искать изложенным выше способом.

Постановка задач исследования.doc

2.1 Постановка задач исследователя
В последние годы среди основных факторов которые необходимо учитывать при расчете распределённых систем наряду с интенсивностью теплообмена (тепловой расчет) и потерями давления (гидродинамический расчет) стала вибрация. Снижение вибраций элементов равновесных систем является актуальной задачей. Динамические нагрузки возникающие при вибрации могут приводить к усталостному разрушению труб ускоряемому эрозионными и коррозионными процессами к потере герметичности в местах заделки к вибрационному износу стенок трубок при взаимодействии с опорными перегородками. Снижение вибраций трубопроводов связанных с мощными агрегатами высокого давления циркуляционными насосами турбоагрегатами и являющихся в ряде случаев основными проводниками вибрации от источников к другим конструкциям является актуальной задачей. При этом трубопроводы как самостоятельная колебательная система могут в зависимости от соотношения их динамических характеристик с параметрами источника ослаблять усиливать или быть безразличными к подводимой акустической энергии. В некоторых случаях например при возбуждении потоком трубопровод сам является источником вибрации. Поэтому разработке методов и средств снижения уровней вибрации уделяется все большее внимание.
Одним из наиболее перспективных численных методов получившим в последнее в последнее время исключительно широкое распространение в расчётах прочности строительных авиационных и судовых конструкций является так называемый метод конечных элементов (МКЭ). И несмотря на сравнительно короткий срок “эксплуатации” этого метода имеется достаточно оснований рассматривать его в качестве одного из наиболее эффективных численных методов оценки прочности сложных судовых конструкций.
Для оценки влияния изменений параметров несущих систем на их динамические характеристики необходимо рассмотреть метод основанный на процедуре МКЭ (метод конечных элементов) и методе кубической сплайн-интерполяции. Широкое использование МЭК в значительной мере объясняется наличием машинных программ обладающих высокой степенью автоматизации трудоёмких операций составления и решения систем алгебраических уравнений. Имеющих высокий порядок минимумом требований к исходной информации и оптимальной форме выдачи результатов.
Машинная техника вычислений потребовала представления расчётного алгоритма в форме наиболее приспособленной к использованию машин. И такой формой для ЭВМ оказался язык матричного вычисления. Применение матриц сокращает и упрощает математические выкладки.
Удобство использования матричного языка усиливается ещё и тем что современные вычислительные машины располагают стандартными программами для производства различных операций над матрицами. Анализ чувствительности позволит получить выражения для оценки изменения собственных частот и форм колебаний обусловленного изменением параметров системы. Кроме этого определятся интервалы параметров в которых чувствительность принимает максимальные значения.
Динамические расчеты конструкций обычно начинают с определения модальных параметров которые затем сравниваются с параметрами возбуждающих сил. В ТОА это силы обусловленные периодическим отрывом вихрей от трубок и образованием вихревых дорожек за ними или силы гидроупорного взаимодействия с потоком. Определив частоту отрыва вихрей и зная частоты собственных колебаний трубок можно установить диапазон рабочих скоростей в котором не будет резонансных вибраций.
Таким образом при проектировании динамической системы необходимо рассчитать частоту собственных колебаний и форму собственных колебаний. Важно также обеспечить стабильность этих параметров.
Поведение механической системы при колебаниях зависящее от особенностей отдельных элементов конструкций и их соединений свойств материалов граничных условий и т.д. можно описать с помощью параметров системы (жесткость геометрия и т.д.)
Если характеристики не устраивают то для улучшения поведения системы необходимо скорректировать ее параметры.
Темой настоящего дипломного проекта стала разработка программного обеспечения позволяющего за считанные секунды рассчитывать динамические характеристики трубопроводных систем (как частный случай – динамические характеристики колебаний трубок теплообменных аппаратов). И рассмотрение влияния на эти характеристики статических параметров системы.
Для практической реализации мероприятий следует произвести исследование различных вариантов и выбрать оптимальный вариант для чего полезны формулы выражающие чувствительность динамических характеристик к изменению из параметров. Подобные формулы могут пригодиться в случае обнаружения различий между характеристиками реальной конструкции и ее расчетной модели.

результаты работы.cdw

Внешний диаметр трубки - 0
2 м; толщина стенки - 0
Заполняющая трубопровод среда - вода;
Материал трубы - нержавеющая сталь;
ДП 140200-03-162а.10.07
Результаты работы программы расчета пространственных трубопроводов
четвертая частота - 36
Форма колебаний трубки

теоритические основы метода КЭ.doc

2.3 Теоретические основы метода конечных элементов.
Одним из основных методов расчета прочностных и динамических характеристик судовых конструкций является метод конечных элементов (МКЭ). В значительной мере это объясняется наличием машинных программ обладающих высокой степенью автоматизации трудоемких операций составления и решения систем алгебраических уравнений автоматизации сеточного представления области минимумом требований к исходной информации.
МКЭ дает возможность достаточно полно учесть геометрические формы и реальные условия работы конструкций распределение в пространстве и изменение во времени внешних нагрузок граничные условия температурные факторы а также физические свойства используемых в конструкциях различных материалов.
Основная идея метода конечных элементов состоит в том что рассчитываемая конструкция (одномерная или многомерная) разделяется на ряд простейших по форме частей – элементов. Размеры элементов малы по сравнению с размерами всей конструкции но имеют конечные значения. Отсюда и название метода подчеркивающее его отличие от методов теории упругости где при составлении уравнений равновесия тело делится на бесконечно малые элементы из-за чего поведение тела описывается системой дифференциальных уравнений тогда как МКЭ – системой линейных алгебраических уравнений.
Процедура метода состоит из следующих основных операций.
3.1. Дискретизация конструкции.
Разбиение конструкции (области) на конечные элементы не имеет теоретического обоснования. Использование слишком мелких элементов хотя как правило и повышает точность приводит к увеличению общей трудоемкости расчета. Поэтому лишь в тех частях конструкции в которых можно ожидать резкого изменения параметров следует использовать мелкую разбивку на элементы.
Выбор типа формы элемента и числа его узловых точек зависит от характера задачи от той точности решения которую требуется обеспечить. Например при расчёте стержневых конструкций область разбивается на одномерные конечные стержневые элементы взаимосвязанные в узловых точках. При расчёте двумерных тел (пластины оболочки) область занятая телом разбивается на треугольные или четырёхугольные элементы (рис.2.3.1). Если рассматривается трёхмерная область (тело) то обычно она идеализируется с помощью элементарных тетраэдров прямоугольных параллелепипедов либо неправильных шестигранников.
3.2. Выбор основных неизвестных и основные разновидности МКЭ.
Система взаимосвязанных в узловых точках конечных элементов статически неопределима. Для раскрытия статической неопределимости используем метод конечных элементов в форме перемещений. В этом варианте за основные неизвестные принимаются перемещения узловых точек (линейные и угловые). Для определения этих неизвестных составляется необходимое число уравнений равновесия узловых точек. Узловые усилия взаимодействия между смежными конечными элементами которые войдут в эти уравнения выражаются с помощью специально построенных матриц через неизвестные узловые перемещения. В результате получим систему уравнений для определения основных неизвестных – узловых перемещений.
В варианте метода сил за основные неизвестные принимаются узловые усилия взаимодействия между элементами в узловых точках. Для их определения составляются уравнения совместности перемещений в узловых точках. Компоненты узловых перемещений затем выражаются через узловые усилия. В результате получаем систему алгебраических или дифференциальных уравнений (для задач нестационарной динамики) для определения основных неизвестных — узловых усилий.
Как правило порядок системы уравнений в методе сил оказывается выше чем в методе перемещений. В этом кроется одна из основных причин того что сегодня при расчете сооружений преимущественно используется МКЭ в варианте метода перемещений. Этому варианту МКЭ ниже будет уделено основное внимание.
Однако следует заметить что в последние годы начинает завоевывать популярность и смешанный метод в котором часть неизвестных является перемещениями а другая часть — узловыми усилиями взаимодействия между смежными конечными элементами.
3.3. Построение интерполирующего полинома.
После выбора узловых неизвестных строится интерполирующий полином которым приблизительно выражается закон изменения искомой функции по объёму конечного элемента через значения его узловых неизвестных. Для обеспечения условий сходимости МКЭ необходимо обеспечить непрерывность искомой функции и её производных до m-1- порядка включительно во всей области V где (2m – порядок дифференциального уравнения которым описывается поведение искомой функции в соответствующей теории. Так дифференциальное уравнение изгиба балки имеет четвёртый порядок (2m = 4). Следовательно при выборе интерполирующего полинома балочного конечного элемента необходимо позаботиться о соблюдении непрерывности функции прогиба и только первой её производной для всей балки состоящей из совокупности балочных конечных элементов соединённых между собой в узловых точках.
3.4. Матрица жесткости конечного элемента.
Если законы перемещений известны то используя зависимости строительной механики или теории упругости можно найти законы изменения напряжений в пределах элемента. В результате напряжение в произвольной точке конечного элемента выражаются через основные неизвестные – перемещение узловых точек элемента. Заменив напряжения действующие на гранях каждого i – го элемента статически эквивалентными им сосредоточенными усилиями приложенными к вершинам можно установить связь между узловыми усилиями взаимодействия R(i) и узловыми перемещениями q(i) i- го конечного элемента
R(i) = K(i)q(i) (2.3.4.1)
где R( q( K( r – число неизвестных узловых перемещений конечного элемента (равное числу степеней свободы элемента).
3.5. Вектор внешних эквивалентных усислий.
Каждый I – й элемент в составе тела или конструкции может испытывать в дополнение к усилиям взаимодействия со смежными конечными элементами действие поверхностных (по граням элемента) и объёмных внешних нагрузок.
Тогда уравнение движения можно записать в форме уравнений статического равновесия если внешние возмущающие силы приложенные к рассматриваемому элементу дополнить соответствующими данному элементу силами инерции и силами сопротивления
p*(x y z t) = p(x y z t) - (2.3.5.1)
где р (х у z t) — интенсивность внешних возмущающих сил; w (х у z t) — компонент перемещения; р — плотность материала тела.
Распределенная нагрузка (2.3.5.1) в методе конечных элементов заменяется статически эквивалентными им сосредоточенными усилиями приложенными в узловых точках. Совокупность этих узловых усилий образует вектор
P* = P1* P2* Pr*. (2.3.5.2)
Компоненты вектора Р* можно определить с помощью известного правила механики для вычисления обобщенных сил. Пусть поле перемещений для рассматриваемого конечного элемента приближенно аппроксимируется выражением
w(x yzf) = Nk(xyz)qk(t)(2.3.5.3)
или в матричной форме
w(x у z t) = Nq (2.3.5.4)
где N = [Nlt N .г . . . Nr ] — матрица-строка элементами которой являются известные для конечного элемента рассматриваемого типа функции.
Если теперь узловым перемещениям qk сообщить малые приращения qk то перемещения по объёму конечного элемента также
Работа нагрузки Р* (х у z t) на приращениях перемещений 8w равна сумме работ узловых усилий Pk на соответствующих каждой из этих сил приращениях узловых перемещений:
Откуда если воспользоваться выражением (3.5.5)
Подставляя в правую часть выражение (3.5.2) для р* получаем
Систему выражений (3.5.8) для i-го элемента можно представить в виде одной матричной зависимости
где— так называемые матрица сопротивления и матрица масс конечного i'-го элемента.
3.6. Местная и обобщенная система координат
Прежде чем переходить к изложению следующего этапа МКЭ поясним понятие местной и общей системы координат.
Рис.2.3.6.1. Плоская стержневая рама.
До сих пор все используемые нами величины имели дополнительный индекс — номер конечного элемента. И следовательно для определения положения любого элемента например матрицы q(l) = =нужно указать порядковый номер элемента среди других элементов матрицы и номер конечного элемента (q(s'). Аналогично поступаем и для прямоугольных матриц:— jk-й элемент матрицы B(i).
На рис.2.3.6.1 а показана плоская стержневая рама. Предположим что при расчете такой рамы по МКЭ она была расчленена на три конечных элемента. На рис.2.3.6.1б указаны обозначения отдельных элементов векторов узловых перемещений конечных элементов рамы q(1) q(2) и q(3). Видим что использованная форма обозначения не включает наличия каких-либо взаимосвязей между смежными конечными элементами. Принято именовать такую систему обозначений системой обозначений в местной системе координат конкретного 1-го конечного элемента.
Вместе с тем в силу непрерывности линейных перемещений и углов поворота сечений значения этих величин в узловых точках; принимаемые нами в МКЭ за основные неизвестные также непрерывны и следовательно не зависят от «принадлежности» узловой точки к тому или иному примыкающему к ней конечному элементу.
Введем вектор основных неизвестных (перемещения узловых точек) всей рамы (см. рис. 2.3.6.1 а)
Q=Q1 Q2 Q3 Q12.(2.3.6.1)
В отличие от векторов q(l i = 1 2 3 вектор Q принято называть вектором узловых перемещений в общей системе координат (для всей рассматриваемой конструкции).
Между отдельными элементами вектора перемещений в местной
q = q(1) q(2) q(3) (2.3.6.2)
и вектором Q существуют определенные связи например:
т. е. значение матрицы H устанавливается путем непосредственного рассмотрения векторов q и Q.
3.7. Основная система разрешающих уравнений метода.
Для составления уравнений равновесия конструкции в целом воспользуемся принципом возможных перемещений согласно которому сумма всех сил (внешних и внутренних) действующих на конструкцию на любом ее возможном перемещении равна нулю:
или если учесть выражения (2.3.4.1) и (2.3.5.10)
где ] - квазидиагональная матрица жесткости конструкции в местной системе координат; Ве=[В(])В(2) В(ы)] — квазидиагональная матрица сопротивления в местной системе координат; Mg = [M(1) M(2) M(M)] — квавазидиагональная матрица масс в местной системе координат q = q(1) q(2) q(M) — вектор узловых перемещений конструкции в местной
системе координат; Р= P(1)P(2) P(M) — вектор внешних узловых
перемещений в местной системе координат.
Элементами выписанных выше матриц служат соответствующие матрицы (векторы) конечных элементов конструкции.
Если теперь учесть зависимость (2.3.6.4) и принять во внимание произвольность элементов вариации QT то получим искомое матричное уравнение движения рассматриваемой конструкции
— матрицы масс сопротивления и жесткости всей конструкции в общей системе координат. Размер этих матриц равен л х п где п — число неизвестных в общей системе координат;
- вектор -столбец размером п х 1. Его элементы характеризуют внешнее воздействие на конструкцию.
Для нелинейных задач матрицы М* В* К* в уравнении (2.3.7.3) зависят от искомых узловых неизвестных.
Полученное уравнение (2.3.7.3) эквивалентно системе п дифференциальных уравнений второго порядка описывающих движение упругой системы с п степенями свободы.
Уравнение (2.3.7.3) полностью идентично уравнению
где A – матрица масс; B – матрица сопротивления; C – матрица жёсткостей.
Если воспользоваться гипотезой Сорокина
где коэффициент неупругого сопротивления материала; коэффициент поглощения.
достаточно матрицу внешнего сопротивления B(i) для i – го конечного элемента заменить матрицей B*(i) элементы которой определяются из зависимости
Здесь и— коэффициенты матрицы внешнего сопротивления и матрицы жесткости — коэффициент внутреннего сопротивления для i-ro элемента.
Сам ход построения матричного уравнения при учете сил внутреннего сопротивления не изменяется. Изменяется лишь содержание квазидиагональной матрицы Bg элементами которой вместо матриц В(1) будут матрицы B*(i).

Выводы и рекомендации.doc

VI. Выводы и рекомендации.
В общей части данного дипломного проекта была рассмотрена ядерная энергетическая установка ледокола «Таймыр». Было дано описание основных систем паропроизводящей и паротурбинной установок рассказано о назначении и функциях основного оборудования о компоновке паропроизводящей установки. Принципиальные схемы систем ППУ и ПТУ были начерчены на форматах а упрощенные схемы приведены в пояснительной записке. Было уделено внимание достоинствам и недостаткам ядерных установок. В общей части был произведён расчет основного оборудования ПТУ: главной турбины и главного конденсатора. По результатам расчёта были начерчены форматы.
Специальная часть дипломного проектирования была посвящена разработке алгоритма и прикладных программ для решения задач динамики методом вычислительного эксперимента.
Вопросы снижение шума и вибрации трубопроводных систем постоянно учитываются при проектировании и строительстве судна. Программное обеспечение позволяет в значительной мере сократить время проектанту на расчет динамических характеристик трубопровода таких как частота и форма колебаний. А в результате анализа полученных данных можно произвести частотную отстройку системы от резонанса путем изменения статических параметров.
Для этого в специальной части было рассмотрено следующее: основы физики колебаний метод конечных элементов. Произведен обзор языков программирования использованных для написания программ. Подробно описаны разработанные программные пакеты позволяющие получить динамические характеристики трубопроводов.
Результатом дипломной работы стало написание двух программных продуктов. Один для нахождения динамических характеристик упругих стержней и трубок ТОА его блок схема представлена на плакате. Другой – для расчета динамических характеристик пространственных трубопроводов. Стоит отметить что первая программа позволяет за считанные доли секунды производить расчет частот и форм собственных колебаний в зависимости от изменения любого параметра системы. Особенностью второго программного пакета является то что он состоит из нескольких последовательно исполняемых файлов результатом работы которых также является получение частоты и форм собственных колебаний пространственного трубопровода изображенных на плакате.
Такой расчет позволяет построить кривые зависимостей динамических характеристик трубопроводов от их статических параметров представленные на плакате. И оценить влияние этих параметров на частоту собственных колебаний системы. Что дает нам возможность произвести частотную отстройку трубопроводной системы от резонанса изображенную на плакате.
В технологической части был рассмотрен процесс монтажа и испытаний трубопроводов дифферентной системы судна. При этом затронуты основные операции монтажа и основные технологические операции при проведении гидравлических испытаний системы. Этот раздел был написан в соответствии с действующими государственными и отраслевыми стандартами на проведение работ по монтажу и испытаниям.
Раздел охраны труда и окружающей среды был посвящен вопросу требований техники безопасности при монтажных работах на судне по прокладке трубопроводов и при проведении испытаний на судне. Также был затронут вопрос охраны окружающей среды при выполнении данных работ. Раздел был написан в соответствии с требованиями действующих норм и стандартов.
Организация производства монтажного цеха подсчет себестоимости изготовления и монтажа балластной системы судна были рассмотрены в разделе «Технико – экономическое обоснование проекта».

задание.doc

УТВЕРЖДАЮ:Кафедра №7
Зав. кафедройФакультет I
ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
СтудентОлешков Александр Владимирович
Тема проектаСЯЭУ ледокола «Таймыр». Разработка алгоритма и прикладных программ для решения задач динамики методом вычислительного эксперимента.
Исходные данные по проекту: 1) Разработать принципиальные тепловые схемы ППУ и ПТУ
ледокола провести габаритный расчёт основного оборудования (конденсатор и турбина) по
данным параметрам установки. Параметры: D=23460 т. V=205 уз L=136 м Т=85 м В=28 м
Рпе=33 МПа tпе=3000С Рк=4 кПа Х=087
программного обеспечения.
Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)
1. Обоснование выбора установки
2. Назначение и состав систем и оборудования ППУ
3. Назначение и состав систем и оборудования ПТУ
4. Расчёт основных элементов СЭУ (турбина и конденсатор )
1. Постановка целей и задач исследований
2. Основы физики колебаний
3. Теория метода конечных элементов
5. Описание работы разработанных программ
Перечень графического материала (точное указание обязательных чертежей)
Тепловая схема ППУ ледокола (1л.)
Тепловая схема ПТУ ледокола (1л.)
Главный конденсатор судовой (1л.)
Продольный разрез турбины по результатам расчёта (1л.)
Алгоритм работы программы (1л.)
Графики зависимостей частот колебаний трубок ТОА от параметров трубопровода (1л.)
Результаты работы блока программ расчета пространственных трубопроводов (1л.)
Примеры частотной отстройки трубопроводов (1л.)
Задание по разделу «Технологическая часть проекта»Общие положения по монтажу и испытаниям трубопроводных систем судна.
Задание по разделу «Технико-экономическое обоснование проекта»Расчёт стоимости
изготовления и монтажа балластной системы буксира «Damen». Мероприятия по обеспечению качества монтажа балластной системы судна.
Задание по разделу «Охрана труда» Охрана труда и окружающей среды при монтаже
и испытаниях трубопроводов судовых систем.
Консультанты по другим разделам
Дата выдачи задания:Дата представления проекта на кафедру
« 14 » октября 2003 г.« 27 » января 2004 г.
Примечание: 1. Задание вместе с проектом представляется в ГЭК.
Кроме задания руководитель составляет календарный график работы над проектом на весь
период проектирования сроков выполнения и трудоемкости отдельных этапов.