压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

目录

目录 .................................................................................................................................................. 1 摘要 .................................................................................................................................................. 1 1、 设计要求 ........................................................................................................................... 1 2、 设计内容 ........................................................................................................................... 1 3、 热力系统原则方案 ........................................................................................................... 2

3.1 汽轮机组 ....................................................................................................................... 2 3.2 蒸汽再热系统 ............................................................................................................... 2 3.3 给水回热系统 ............................................................................................................... 2 4、 主要热力参数选定 ........................................................................................................... 3

4.1 一回路冷却剂的参数选择 ........................................................................................... 3 4.2 二回路工质的参数选择 ............................................................................................... 3

4.2.1 蒸汽初参数的选择 ........................................................................................... 3 4.2.2 蒸汽终参数的选择 ........................................................................................... 3 4.2.3 蒸汽中间再热参数的选择 ............................................................................... 3 4.2.4 给水回热参数的选择 ....................................................................................... 3

5、 热力计算方法与步骤 ....................................................................................................... 4

5.1 计算步骤如下面的流程图 ........................................................................................... 4 5.2 根据流程图而写出的计算式 ....................................................................................... 5 6、 你热力计算数据 ............................................................................................................... 8

6.1 已知条件和给定参数 ................................................................................................... 8 6.2 主要热力参数选定 ....................................................................................................... 9 6.3 热平衡计算结果表格 ................................................................................................. 13 6.4 程序及运行结果 ......................................................................................................... 14

6.4.1 用MATLAB程序如下。 .............................................................................. 14 6.4.2 运算结果如下图所示。 ................................................................................. 17

7、 热力系统图 ..................................................................................................................... 21 8、 结果分析与结论 ............................................................................................................. 22 9、 参考文献 ......................................................................................................................... 22

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压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

摘要

二回路系统是压水堆核电厂的重要组成部分，其主要功能是将反应堆一回路系统产生并传递过来的热量转化为汽轮机转动的机械能，并带动发电机组的转动，最终产生电能。

二回路系统的组成以郎肯循环为基础，由蒸汽发生器二次侧、汽轮机、冷凝器、凝水泵、给水泵、给水加热器等主要设备以及连接这些设备的汽水管道构成的热力循环，实现能量的传递和转换。反应堆内核燃料裂变产生的热量由流经堆芯的冷却剂带出，在蒸汽发生器中传递给二回路工质，二回路工质吸热后产生一定温度和压力的蒸汽，通过蒸汽系统输送到汽轮机高压缸做功或耗热设备的使用，汽轮机高压缸做功后的乏汽经汽水分离再热器再热后送入低压缸继续做功，低压缸做功后的废气排入冷凝器中，由循环冷却水冷凝成水，经低压给水加热器预热，除氧后用高压给水加热器进一步加热，后经过给水泵增压送入蒸汽发生器，开始下一次循环。

关键字：热平衡 做功 循环

1、 设计要求

? 了解、学习核电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则；

? 掌握核电厂原则性热力系统计算和核电厂热经济性指标计算的内容和方法；

? 提高计算机绘图、制表、数据处理的能力；

? 培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力，掌握工程设计说明书撰写的基本原则。

2、 设计内容

根据设计的要求，拟定压水堆核电厂二回路热力系统原则方案，并完成该方案在满功率工况下的热平衡计算。 ? 本课程设计的主要内容包括：

? 确定二回路热力系统的形式和配置方式；

? 根据总体需求和热工约束条件确定热力系统的主要热工参数：

? 依据计算原始资料，进行原则性热力系统的热平衡计算，确定计算负荷工况下各部分汽水流量及其参数、发电量、供热量及全厂性的热经济指标； ? 编制课程设计说明书，绘制原则性热力系统图.

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压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

3、 热力系统原则方案

电站原则性热力系统表明能量转换与利用的基本过程，反映了发电厂动力循环中工质的基本流程、能量转换与利用过程的完善程度。为了提高热经济性，压水堆核电厂二回路热力系统普遍采用包含再热循环、回热循环的饱和蒸汽朗肯循环，本设计的热力系统图已在后面附出。

3.1 汽轮机组

压水堆核电厂汽轮机一般使用低参数的饱和蒸汽，本设计中汽轮机由一个高压缸、3个低压缸组成，高压缸、低压缸之间设置了外置式汽水分离器，以达到将高压缸的排气进行分离再热后成为相应压力下的过热蒸汽。

高压缸约发出整个机组功率的40%，低压缸约发出整个机组功率的60%。 最佳分缸压力大约为0.11倍的蒸汽初压。

3.2 蒸汽再热系统

压水堆核电厂通常在主汽轮机的高、低压缸之间设置汽水分离-再热器，对高压缸排汽进行除湿和加热，使得进入低压缸的蒸汽达到过热状态，从而提高低压汽轮机运行的安全性和经济性。

本设计中汽水分离-再热器由一级分离器、两级再热器组成，第一级再热器使用高压缸的抽汽加热，第二级再热器使用蒸汽发生器的新蒸汽加热，最终再热蒸汽达到相应压力下的过热蒸汽，过热度为98℃。分离器的疏水排放到除氧器，第一级、第二级再热器的疏水分别排放到高压给水加热器，可参考所附的热力系统图。

3.3 给水回热系统

给水回热系统由回热加热器、回热抽汽管道、凝给水管道、疏水管道等组成。回热加热器按照汽水介质传热方式不同分为混合式加热器和表面式加热器，在本设计中高压、低压给水加热器采用表面式换热器，除氧器采用混合式加热器。

高压给水加热器采用主汽轮机高压缸的抽汽进行加热，除氧器采用高压缸的排汽进行加热，低压给水加热器采用主汽轮机低压缸的抽汽进行加热。高压给水加热器的疏水采用逐级回流的方式，最终送入除氧器；低压给水加热器的疏水全部采用逐级回流的方式，最终送入冷凝器。

在选择给水回热级数时，均衡了每增加一级加热器所增加设备投资费用和热效率的提高程度，所以最终选择回热级数为7级（其中除氧器也算一级回热级数）。 为了很好地适应机组变负荷运行，给水泵采取汽动方式，可以利用蒸汽发生器的新蒸汽驱动给水泵汽轮机，因而具有较好的经济性。给水泵汽轮机排出的废汽被送到冷凝器中。

本设计中使用热力除氧器对给水进行除氧，从其运行原理来看，除氧器就是一混合式加热器。来自低压给水加热器的给水以及高压给水加热器的疏

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