压水堆二回路热力系统设计报告最终版Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:18816977
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:346.51KB
压水堆二回路热力系统设计报告最终版Word文档下载推荐.docx
《压水堆二回路热力系统设计报告最终版Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《压水堆二回路热力系统设计报告最终版Word文档下载推荐.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
来自低压给水加热器的给水在除氧器中被来自汽轮机高压缸的排汽加热到除氧器运行压力下的饱和温度,除过氧的饱和水再由给水泵输送到高压给水加热器,被加热到规定的给水温度后再送入蒸汽发生器。
3、主要热力参数选定
本设计在选定热力参数时参考了《900MW压水堆核电厂系统和设备》中的参数。
3.1一回路冷却剂的参数选择
设计时压水堆核电厂主回路系统的工作压力为15.4MPa,对应的饱和温度为344.31℃。
为了确保压水堆的安全,反应堆在运行过程中必须满足热工安全准则,其中之一是堆芯不能发生水力不稳定性,所以反应堆出口冷却剂的欠饱和度选为16℃。
3.2二回路工质的参数选择
二回路系统的参数包括蒸汽发生器出口蒸汽的温度与压力(蒸汽初参数)、冷凝器运行压力(蒸汽终参数)、蒸汽再热温度、给水温度和焓升分配等。
3.2.1蒸汽初参数的选择
压水堆核电厂的二回路系统一般采用饱和蒸汽,蒸汽初温与蒸汽初压为一一对应关系。
根据朗肯循环的基本原理,在其它条件相同的情况下,提高蒸汽初温可以提高循环热效率,为了提高核电厂经济性,二回路蒸汽参数选为5.8MPa。
蒸汽发生器一、二次侧之间的对数平均传热温差:
式中,
——分别为反应堆出口、进口冷却剂温度,℃;
——蒸汽发生器二次侧饱和蒸汽温度,℃;
一般情况下,
应该在20-30℃范围内,本设计中取32.24℃。
3.2.2蒸汽终参数的选择
在热力循环及蒸汽初参数确定的情况下,降低汽轮机组排汽压力有利于提高循环热效率。
但是,降低蒸汽终参数受到循环冷却水温度Tsw,1、循环冷却水温升ΔTsw以及冷凝器端差δt的限制。
凝结水温度
设计时取
=24℃,
=6℃,
=4℃。
凝结水的温度选为34℃,忽略了凝结水的过冷度,则冷凝器的运行压力等于凝结水温度对应的饱和压力5.32KPa。
3.2.3蒸汽中间再热参数的选择
蒸汽再热器使用高压缸抽汽和蒸汽发生器新蒸汽加热,所以汽水分离再热器出口的热再热蒸汽(过热蒸汽)要比用于加热的新蒸汽温度要低14℃,既259.34℃,这样保证具有适当的传热温差。
蒸汽再热压力的选择应该使高、低压缸排汽的湿度控制在14%之内,据此选择中间分离器进口压力等于高压缸排汽压力。
计算中取再热蒸汽在第一、二级再热器中的焓升、流动压降相等。
3.2.4给水回热参数的选择
多级回热分配采用了汽轮机设计时普遍使用的平均分配法,即每一级给水加热器内给水的焓升相等。
每一级低压加热器及除氧器内的给水焓升为113.85kj/kg。
每一级高压缸内的给水焓升为108.54Kj/Kg。
除氧器压力略低于高压缸排汽压力,取除氧器压力Pdea=0.76MPa,凝水泵出口压力Pcwp=3.1Pdea=2.356MPa,给水泵出口压力Pfwp=1.2Ps=6.96MPa.
3.3主要参数汇总表
表一已知条件和给定参数
序号
项目
符号
单位
取值范围或数值
1
核电厂输出电功率
Ne
MW
1000
2
一回路能量利用系数
η1
0.995
3
蒸汽发生器出口蒸汽干度
Xfh
%
99.75
4
蒸汽发生器排污率
ξd
1.05
5
高压缸内效率
ηhi
82.07
6
低压缸内效率
ηli
83.59
7
汽轮机组机械效率
ηm
0.985
8
发电机效率
ηge
0.99
9
新蒸汽压损
ΔPfh
Mpa
ΔPfh=5%Pfh
10
再热蒸汽压损
ΔPrh
ΔPrh≤10%Phz
11
回热抽汽压损
Δpej
Δpej=4%Pej
12
低压缸抽汽压损
ΔPcd
ΔPcd=5%Pcd
13
高压缸给水加热器出口端差
θhu
℃
14
低压缸给水加热器出口端差
θlu
15
加热器效率
ηh
0.98
16
给水泵效率
ηfwpp
0.58
17
给水泵汽轮机内效率
ηfwpti
0.8
18
给水泵汽轮机机械效率
ηfwptm
0.9
19
给水泵汽轮机减速器效率
ηfwptg
20
循环冷却水进口温度
Tswl
24
表二主要热力参数汇总表
计算公式或来源
反应堆冷却剂系统运行压力
Pc
选定,15-16
15.4
冷却剂压力对应的饱和温度
Tcs
查水和水蒸气表确定
344.31
反应堆出口冷却剂过冷度
ΔTsub
选定,15-20
反应堆出口冷却剂温度
Tco
328.31
反应堆进出口冷却剂温升
ΔTc
选定,30-40
38
反应堆进口冷却剂温度
Tci
290.31
蒸汽发生器饱和蒸汽压力
Ps
选定,5.0-7.0
5.8
蒸汽发生器饱和蒸汽温度
Ts
Ps对应的饱和温度
273.42
一、二次侧对数平均温差
ΔTm
32.24
冷凝器中循环冷却水温升
ΔTsw
选定,6-8
冷凝器传热端差
δT
选定,3-10
冷凝器凝结水饱和温度
Tcd
34
冷凝器的运行压力
Pcd
Kpa
Tcd对应的饱和压力
5.32
高压缸进口蒸汽压力
Phi
MPa
5.51
高压缸进口蒸汽干度
Xhi
考虑部分压损后选定
99.5
高压缸排汽压力
Phz
0.77
高压缸排汽干度
Xhz
根据汽轮机内效率求得
86.77
汽水分离器进口蒸汽压力
Pspi
等于高压缸排汽压力
汽水分离器进口蒸汽干度
Xspi
等于高压缸排汽干度
第一级再热器
再热蒸汽进口压力
Prh1i
考虑汽水分离器压力损失
0.76
21
再热蒸汽进口干度
Xrh1i
选定
99.65
22
加热蒸汽进口压力
Prh1hs
高压缸第一级抽汽
2.76
23
加热蒸汽进口干度
Xrh1hs
根据高压缸内效率求得
93
第二级再热器
Prh2i
考虑第一级再热器压损
0.755
25
再热蒸汽进口温度
Trh2i
根据平均焓升计算
210.19
26
再热蒸汽出口压力
Prh2z
考虑第二级再热器压损
0.75
27
再热蒸汽出口温度
Trh2z
259.34
28
Prh2hs
考虑压损,认为与高压缸入口相同
29
Xrh2hs
低压缸
30
进口蒸汽压力
Pli
考虑压损
0.74
31
进口蒸汽温度
Tli
259.3
32
排汽压力
Plz
5.88
33
排汽干度
Xlz
根据低压缸内效率求得
89.76
回热级数
Z
35
低压给水加热器级数
Zl
36
高压给水加热器级数
Zh
37
第一次给水回热分配
Δhfw
KJ/Kg
112.33
第二次给水回热分配
高压给水加热器给水焓升
Δhfwh
108.54
39
除氧器及低压给水焓升
Δhfwl
113.85
低压加热器给水参数
40
凝水泵出口压力
Pcwp
Pcwp=3.1*Pdea
2.356
41
第1级进口给水比焓
hlfwi1
hlfwi1=hcd
142.43
42
第1级出口给水比焓
hlfwo1
hlfwo1=hlfwi1+Δhfwl
256.28
43
第1级进口给水温度
Tlfwi1
按(Pcwp,hlfwi1)查水蒸气表
33.52
44
第1级出口给水温度
Tlfwo1
按(Pcwp,hlfwo1)查水蒸气表
60.78
45
第2级进口给水比焓
hlfwi2
hlfwi2=hlfwo1
46
第2级出口给水比焓
hlfwo2
hlfwo2=hlfwi2+Δhfwl
370.13
47
第2级进口给水温度
Tlfwi2
按(Pcwp,hlfwi2)查水蒸气表
48
第2级出口给水温度
Tlfwo2
按(Pcwp,hlfwo2)查水蒸气表
87.97
49
第3级进口给水比焓
hlfwi3
hlfwi3=hlfwo2
50
第3级出口给水比焓
hlfwo3
hlfwo3=hlfwi3+Δhfwl
483.98
51
第3级进口给水温度
Tlfwi3
按(Pcwp,hlfwi3)查水蒸气表
52
第3级出口给水温度
Tlfwo3
按(Pcwp,hlfwo3)查水蒸气表
114.99
53
第4级进口给水比焓
hlfwi4
hlfwi4=hlfwo3
54
第4级出口给水比焓
hlfwo4
hlfwo4=hlfwi4+Δhfwl
597.83
55
第4级进口给水温度
Tlfwi4
按(Pcwp,hlfwi4)查水蒸气表
56
第4级出口给水温度
Tlfwo4
按(Pcwp,hlfwo4)查水蒸气表
141.72
除氧器
57
进口给水比焓
hdeai
hdeai=hlfwo4
58
出口给水比焓
hdeao
hdeao=hdeai+Δhfwl
711.67
59
出口给水温度
Tdea
hdeao对应的饱和水的温度
168.30
60
运行压力
Pdea
Tdea对应的饱和压力
高压加热器给水参数
61
给水泵出口压力
Pfwp
Pfwp=1.2*Ps
6.96
62
第6级进口给水比焓
Hhfwi6
Hhfwi6=hdeao
63
第6级出口给水比焓
Hhfwo6
Hhfwo6=Hhfwi6+Δhfwh
820.21
64
第6级进口给水温度
Thfwi6
按(Pfwp,hlfwi6)查水蒸气表
167.52
65
第6级出口给水温度
Thfwo6
按(Pfwp,hlfwo6)查水蒸气表
192.28
66
第7级进口给水比焓
Hhfwi7
Hhfwi7=Hhfwo6
67
第7级出口给水比焓
Hhfwo7
Hhfwo7=Hhfwi7+Δhfwh
928.75
68
第7级进口给水温度
Thfwi7
按(Pfwp,hlfwi7)查水蒸气表
69
第7级出口给水温度
Thfwo7
按(Pfwp,hlfwo7)查水蒸气表
216.45
高压缸抽汽
70
第6级抽汽压力
Phes6
根据Ths6=Thfwo6+θhu查疏水压力,考虑回热抽汽压损
1.4657
71
第6级抽汽干度
Xhes6
90.20
72
第7级抽汽压力
Phes7
根据Ths7=Thfwo7+θhu查疏水压力,考虑回热抽汽压损
2.3912
73
第7级抽汽干度
Xhes7
92.88
低压缸抽汽
74
第1级抽汽压力
Phes1
根据Ths1=Thfwo1+θlu查疏水压力,考虑回热抽汽压损
0.0236
75
第1级抽汽干度
Xhes1
93.73
76
第2级抽汽压力
Phes2
根据Ths2=Thfwo2+θlu查疏水压力,考虑回热抽汽压损
0.0730
77
第2级抽汽干度
Xhes2
97.63
78
第3级抽汽压力
Phes3
根据Ths3=Thfwo3+θlu查疏水压力,考虑回热抽汽压损
0.1878
79
第3级抽汽干度
Xhes3
100
80
第4级抽汽压力
Phes4
根据Ths4=Thfwo4+θlu查疏水压力,考虑回热抽汽压损
0.4178
81
第4级抽汽干度
Xhes4
4、热力计算方法与步骤
在进行机组原则性热力系统计算中采用常规计算法中的串联法,对凝汽式机组采用“由高至低”的计算次序,即从抽汽压力最高的加热器开始计算,依次逐个计算至抽汽压力最低的加热器。
4.1计算步骤如下面的流程图
4.2根据流程图而写出的计算式
1.核蒸汽供应系统热功率计算:
已知核电厂输出功率为Ne=1000MW=1000000kW,假设电厂效率为neff,则反应堆热功率为:
Qr=Ne/neff。
蒸汽发生器的蒸汽产量为:
Ds=Qr*n1/[(Hfh-Hs)+(1+Ed)*(Hs-Hfw)],
其中:
n1为一回路能量利用系数,给定为0.995;
Hfh为蒸汽发生器出口新蒸汽比焓,利用蒸汽发生器运行压力Ps=5.8Mpa,干度99.75%,算得该值为2784.17kJ/kg;
Hs为蒸汽发生器运行压力下的饱和水焓1202.35KJ/Kg;
Hfw为蒸汽发生器给水比焓(5.8MPa,216.53℃),928.75;
Ed为蒸汽发生器排污率,取为1.05%;
另外,给水量Gfw=Ds×
(1+1.05%)。
2.二回路系统各设备耗汽量计算:
(1)给水回热系统热平衡计算,确定汽轮机各级抽汽点的抽汽量及冷凝器出口凝给水流量Gcd:
1、低压给水加热器抽汽量计算:
Gles4=Gcd*Hlg/nh/(Hc4-Hw4);
Gles3=(Gcd*Hlg-Gles4*(Hw4-Hw3)*nh)/nh/(Hc3-Hw3);
Gles2=(Gcd*Hlg-(Gles3+Gles4)*(Hw3-Hw2)*nh)/nh/(Hc2-Hw2);
Gles1=(Gcd*Hlg-(Gles2+Gles3+Gles4)*(Hw2-Hw1)*nh)/nh/(Hc1-Hw1);
2、高压给水加热器抽汽量计算:
Ghes7=(Gfw*Hhg-Gsrh2*(Hrh2w-Hw7)*nh)/nh/(Hc7-Hw7);
Ghes6=(Gfw*Hhg-Gsrh1*(Hrh1w-Hw6)*nh-(Gsrh2+Ghes7)*(Hw7-Hw6)*nh)/nh/(Hc6-Hw6);
Hlg=113.85KJ/Kg为低压给水回热分配每一级的焓降,Hhg=108.54KJ/Kg为高压给水回热分配每一级的焓降,后面表格中会对该值进行说明。
Hcj和Hwj分别为第j级给水加热器加热蒸汽(即抽汽)和疏水的比焓,抽汽焓可通过抽汽压力Phes和Ples及各级的抽汽干度确定(压力和干度都在后面的表格中),疏水比焓是抽汽压力对应下的饱和水焓,也可以得到;
nh是第j级给水加热器的热效率,取为0.98。
(2)汽轮发电机组耗汽量计算,确定计算工况下汽轮机高压缸、低压缸以及汽水分离再热器以及除氧器的耗汽量:
低压缸耗汽量Gslp,根据能量平衡,有:
Gslp=(N1+Gles4*(Hc4-Hlo)+Gles3*(Hc3-Hlo)+Gles2*(Hc2-Hlo)+Gles1*(Hc1-Hlo))/(Hli-Hlo);
该式中,N1是低压缸内功率,N1=60%Ne/nm/nge,60%是低压缸所占功率份额,nm和ngee分别是汽轮机组机械效率和发电机效率;
Hlo是低压缸出口比焓,Hli是低压缸入口比焓,根据表格中选定的低压缸出、入口参数可以确定其比焓;
汽水分离再热器:
第二级再热器用新蒸汽加热,其耗汽量
Gsrh2=Gslp*(Hrh2o-Hrh2i)/(Hfh-Hrh2w);
式中,Hrh2o和Hrh2i分别是第二级再热器出口和入口比焓,可以通过表格中第二级再热器出口和入口参数确定比焓,Hfh是蒸汽发生器出口新蒸汽比焓,可通过其出口参数确定,Hrh2w是第二级再热器的疏水比焓,疏水为对应压力下的饱和水;
第一级再热器用高压缸抽汽加热,其耗汽量为:
Gsrh1=Gslp*(Hrh2i-Hrh1i)/(Hrhhs-Hrh1w);
同第二级一样,式中,Hrh2i是第一级再热器出口(即第二级入口)比焓,Hrh1i是第一级再热器入口比焓,可通过其入口参数确定,Hrhhs即高压给水加热器第一级抽汽的比焓,Hrh1w为对应压力下的饱和水焓;
分离器疏水G0=Gslp×
(Xspo-Xspi)/Xspi,其中Xspi是汽水分离器进口蒸汽干度,Xspo汽水分离器出口蒸汽干度.
高压缸耗汽量Gshp,根据能量平衡,有:
Gshp=(N2+Ghes7*(Hc7-Hho)+Gsrh1*(Hrhhs-Hho)+Ghes6*(Hc6-Hho))/(Hhi-Hho);
与低压缸一样,N2是高压缸内功率,N2=40%Ne/nm/nge,40%是高压缸所占功率份额;
Hho是高压缸出口比焓,Hhi是高压缸入口比焓,这些数值都可以通过表格中的相关参数确定。
除氧器:
利用高压缸排汽进行加热,其耗汽量
Gsdea=(Gfw*Hdeao-(Ghes7+Ghe
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 压水堆二 回路 热力 系统 设计 报告 最终版
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)