压水堆核电厂二回路热力系统

其中:

Δhfw,h高压加热器给水焓升,kJ/kg;

hhes,j,hhew,j第J级高压加热器抽气、疏水焓值,kJ/kg;

Ⅳ、高压缸耗汽量Gs,hp,根据能量平衡,有: Nh=Ne/ηmηge-Nl;

Gs,hp=[Nh+Ghes,2×(hhes,2-hh,z)+Gs,rh1×(hzes,1-hh,z)+Ghes,1×(hhes,1-hh,z)]/(hh,i-hh,z); 分离器疏水:

G0=Gs,lp×(1-Xsp,i)/Xsp,i; 其中:

ηm、ηge 汽轮机组机械效率和发电机效率; hh,i,hh,z高压缸进出口焓值,kJ/kg;

Xsp,i汽水分离器进口蒸汽干度

Ⅴ、除氧器:利用高压缸排汽进行加热,其耗汽量:

Gs,dea=[Gfw×hdea,z-(Ghes,2+Ghes,1+Gs,rh1+Gs,rh2)×hhew,1-Gcd×hdea,i-G0×h0]/hh,z; 其中:

hdea,z,hdea,i 除氧器进出口的焓值,kJ/kg; h0 汽水分离器疏水焓值,kJ/kg;

(4)确定对应的新蒸汽耗量Gs,进一步求出对应的给水量Gfw,由Gfw和各级加热器的疏水量,求出Gcd2,Gcd2=Gfw-(Gs,dea+G0+Ghes,6)

(5)比较Gcd与Gcd2,若相对误差大于1%,返回步骤(1)进行迭代计算,直到满足精度要求为止。

(6)确定二回路系统总的新蒸汽耗量Ds2=Gs,fwp+Gs,rh2+Gs,hp

三,核电厂热效率计算:根据以上步骤计算得到的新蒸汽耗量,计算反应堆的热功率:

Qr2=Ds2×[(hfh-hs,)+(1+0.0105)×(hs,-hfw)]/η1 进而可以计算出核电厂效率为: ηe,NPP2=Ne/Qr2=1000000/Qr2

四,计算精度判断:将计算得到的核电厂效率ηe,NPP2与初始假设的ηe,NPP比较,若绝对误差小于0.1%,即完成计算,否则以ηe,NPP2为初始值,返回进行迭代计算。

3.3、计算结果及分析

计算结果:见附表3; 分析:

首先,计算书中未考虑部分管道的压损(主要包括加热器之间管道压损、加热器内抽气压损、再热器到低压缸压损等),这对计算结果会有一定的影响,但是影响不大;

其次,各再热器、加热器疏水都是相应压力下的饱和水;

最后,蒸汽发生器的排污水经过降温降压净化处理后排入冷凝器中。

4.结论

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此次对压水堆核电厂二回路热力系统进行拟定与热平衡计算,最终初步确定了二回路热力系统的形式和配置方式,并得到了主要参数。本次设计中的参数选择接近于压水堆核电厂的真实参数,所设计的压水堆核电厂二回路的热效率为30.04%,与在役核电厂的效率相接近,可以说本设计符合实际生产的需要,因此本设计是个较为成功的设计。 参考文献:

[1]彭敏俊.核动力装置热力分析.哈尔滨:哈尔滨工程大学,2003.

[2]广东核电培训中心.900MW压水堆核电厂系统与设备.北京:原子能出版社,2000.

[3]彭敏俊.船舶核动力装置.北京:原子能出版社,2009. 附录: 附表一已知条件和给定参数 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 项目 核电厂输出电功率 一回路能量利用系数 蒸汽发生器出口蒸汽干度 蒸汽发生器排污率 压高缸内效率 低压缸内效率 汽轮机组机械效率 发电机效率 新蒸汽压损 再热蒸汽压损 回热抽汽压损 低压缸排汽压损 高压给水加热器出口端差 低压给水加热器出口端差 加热器效率 给水泵效率 给水泵汽轮机内效率 给水泵汽轮机机械效率 给水泵汽轮机减速器效率 循环冷却水进口温度 ηηηη符号 单位 MW % % % % % % % MPa MPa MPa Mka ℃ ℃ ℃ 数值 1000 99.5 99.75 1.05 82.07 83.59 98.5 98.5 3%pfh 2%phz 4%pe,j 5% 3 2 0.98 0.58 0.8 0.9 0.98 24 Ne η1 Xfh ξd ηηl,ih,i ηm ηge Δpfh Δprh Δpe,j Δpcd θθh,u l,uηh fwp,pfwp,tifwp,tmfwp,tgTsm,1

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附表二 确定的主要热力参数汇总表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 项目 反应堆冷却剂系统运行压力 反应堆冷却剂的饱和温度 反应堆出口冷却剂过冷度 反应堆出口冷却剂温度 反应堆进出口冷却剂温升 反应堆进口冷却剂温度 二回路蒸汽压力 蒸汽发生器出口新蒸汽温度 一、二次侧对数平均温差 蒸汽发生器出口新蒸汽干度 蒸汽发生器出口新蒸汽焓值 循环冷却水温升 冷凝器传热端差 冷凝器凝结水饱和温度 冷凝器的运行压力 高压缸进口蒸汽压力 高压缸进口蒸汽干度 高压缸排汽压力 高压缸排汽干度 汽水分离器进口蒸汽压力 汽水分离器进口蒸汽干度 第一级再热器进口蒸汽压力 第一级再热器进口蒸汽干度 第1级再热器抽汽压力 第1级再热器抽汽焓值 psp,i MPa xsp,i % prh1,i MPa xrh1,i % pzes,1 hzes,1 MPa 选定分离器压损3% psp,i 分离后湿度0. 5~1%,选定0.5% 选定大亚湾参数 xsp,i = xh,z psp,i= ph, z ph, z xh,z % 符号 pc Tc,s ΔTsub Tco ΔTc Tci ps Tfh ?T xfh hfh ΔTsw δT Tcd Pcd ph,i xh,i % MPa 单位 MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ MPa ℃ ℃ % 计算公式或来源 选定,15~16 查水和水蒸汽表确定 选定,15~20 Tco =Tc,s ? ΔTsub 选定,30~40 Tci=Tco ?ΔTc 选定,5~7 ps对应的饱和温度 蒸汽发生器运行参数给定干度 数值 15.2 343.26 18 325.26 32 293.26 6.5 280.9 25.04 99.75 2774.19 7 5 36 5.9 6.305 根据(ps、xfh)查水蒸汽kJ/kg 表 ℃ ℃ ℃ kpa MPa 选定,6~8 选定,3~10 Tcd=TSW,1+ΔTsw+δT Tcd对应的饱和压力 新蒸汽压损3%Pfh 近似焓相等过程,根据(ph,99.6 、h)查表 ifh选定分压比12% ph,i 0.7566 由(ph,z,Sh,i)查出理论值,86.07 由ηh,i求出 0.7566 86.07 0.7339 99.5 2.8 2649.65 由(pzes,1,Sh,i)查出理论kJ/kg 值,由ηh,i求出 第 10 页

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 第1级再热器抽汽干度 第二级再热器出口蒸汽压力 第二级再热器出口蒸汽温度 第二级再热器进口蒸汽压力 第二级再热器进口蒸汽焓值 第二级再热器进口蒸汽温度 第2级再热器抽汽压力 第1级再热器抽汽干度 低压缸进口蒸汽压力 低压缸进口蒸汽温度 低压缸排汽压力 xzes,1 prh2, z MPa 由(pzes,1,hzes,1)查水蒸汽表 再热器压损选定2% psp,i 比新蒸汽低10~15℃,选定端差15℃ 两级再热器等压损 91.54 0.7045 265.9 0.7192 2870.66 212.5 6.305 99.6 0.7045 265.9 Trh2,z ℃ prh2,i MPa hrh1,2 Trh2,i ℃ pzes,2 xzes,2 pl,i Tl,i pl,z MPa Xl,z % Z ZL ZH Δhfw,op hfw,op Tfw,op Tfw hfw pdea kJ/kg ℃ ℃ kJ/kg MPa Tdea hdea Δhfw,h Δhfw,l H pcd,p hlfwi,1 hlfwo,1 ℃ kJ/kg kJ/kg kJ/kg m MPa MPa ℃ MPa 蒸汽经过两级再热器焓升kJ/kg 相等 根据(prh2,i、hrh1,2)查水蒸汽表 新蒸汽压损3%Pfh 由(pzes,2,hzes,2)查水蒸汽表 pl,i= prh2, z Tl,i = Trh2,z 根据排汽压损,pl,z= pcd 0.00621 /0.95 根据(pl, z、hl,z)查水蒸汽表xl,z 参照大亚湾核电站选定 参照大亚湾核电站选定 参照大亚湾核电站选定 hfw,op= hcd +ZΔhfw,op 根据(psg、hfw,op)查水蒸汽表 选定,Tfw =0.88Tfw,op 选定,小于高压缸排气压力 对应的饱和水温度 对应饱和水的焓 Δhfw,h=(hfw-hdea)/2 选定 pcd,p=H*ρ*g+pcd 90.77 7 4 2 1104.45 253.7 223.256 低压缸排汽干度 回热级数 低压给水加热器级数 高压给水加热器级数 最佳给水焓升 最佳给水焓值 最佳给水温度 理论给水温度 理论给水焓值 除氧器运行压力 除氧器出口给水温度 除氧器出口给水比焓 高压加热器给水焓升 除氧器及低加给水焓升 凝水泵的扬程 凝水泵出口压力 低压加热器给水参数 第1级低加进口给水比焓 ‘kJ/kg Δhfw,op =(hs-hcd)/(Z+1) 136.24 根据Tfw对应饱和水焓值 958.53 0.71 165.55 699.8 129.365 230 2.2599 Δhfw,l=(hdea-hcd)/5 109.346 凝水泵加压为等熵过程,kJ/kg 查水蒸汽表 kJ/kg hlfwo,1= hlfwi,1+Δhfw 153.07 262.416 第1级低加出口给水比 第 11 页

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