壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì).doc

楊偉:壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目的和要求本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)核電站系統(tǒng)及運(yùn)行課程后的一次綜合訓(xùn)練，是實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、加深所學(xué)的理論知識(shí)并有所擴(kuò)展；學(xué)習(xí)并掌握壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)擬定與熱平衡計(jì)算的方法和基本步驟；鍛煉提高運(yùn)算、制圖和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等基本技能；增強(qiáng)工程概念，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程技術(shù)問(wèn)題的嚴(yán)肅、認(rèn)真和負(fù)責(zé)態(tài)度。通過(guò)課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）了解、學(xué)習(xí)核電廠熱力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的一般途徑和方案論證、優(yōu)選的原則；（2） 掌握核電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算和核電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算的內(nèi)容和方法；（3）提高計(jì)算機(jī)繪圖、制表、數(shù)據(jù)處理的能力；（4）培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、合理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力，掌握工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫的基本原則。2任務(wù)和內(nèi)容本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，是根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，擬定壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)原則方案，并完成該方案在滿功率工況下的熱平衡計(jì)算。本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：（1）確定二回路熱力系統(tǒng)的形式和配置方式；（2）根據(jù)總體需求和熱工約束條件確定熱力系統(tǒng)的主要熱工參數(shù)；（3）依據(jù)計(jì)算原始資料，進(jìn)行原則性熱力系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算，確定計(jì)算負(fù)荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；（4）編制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪制原則性熱力系統(tǒng)圖。3熱力系統(tǒng)原則方案確定方法3.1 熱力系統(tǒng)原則方案電站原則性熱力系統(tǒng)表明能量轉(zhuǎn)換與利用的基本過(guò)程，反映了發(fā)電廠動(dòng)力循環(huán)中工質(zhì)的基本流程、能量轉(zhuǎn)換與利用過(guò)程的完善程度。為了提高熱經(jīng)濟(jì)性，壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)普遍采用包含再熱循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)的飽和蒸汽朗肯循環(huán)，其典型的熱力系統(tǒng)組成如圖1所示。圖1 典型壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)原理流程圖3.1.1 汽輪機(jī)組壓水堆核電廠汽輪機(jī)一般使用低參數(shù)的飽和蒸汽，汽輪機(jī)由一個(gè)高壓缸、23個(gè)低壓缸組成，高壓缸、低壓缸之間需要設(shè)置外置式汽水分離器。高壓缸發(fā)出整個(gè)機(jī)組功率的40%50%，低壓缸發(fā)出整個(gè)機(jī)組功率的50%60%。最佳分缸壓力=（0.10.15）蒸汽初壓。3.1.2 蒸汽再熱系統(tǒng)壓水堆核電廠通常在主汽輪機(jī)的高、低壓缸之間設(shè)置汽水分離-再熱器，對(duì)高壓缸排汽進(jìn)行除濕和加熱，使得進(jìn)入低壓缸的蒸汽達(dá)到過(guò)熱狀態(tài)，從而提高低壓汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。汽水分離-再熱器由一級(jí)分離器、兩級(jí)再熱器組成，第一級(jí)再熱器使用高壓缸的抽汽加熱，第二級(jí)再熱器使用蒸汽發(fā)生器的新蒸汽加熱。分離器的疏水排放到除氧器，第一級(jí)、第二級(jí)再熱器的疏水分別排放到高壓給水加熱器。3.1.3 給水回?zé)嵯到y(tǒng)給水回?zé)嵯到y(tǒng)由回?zé)峒訜崞?、回?zé)岢槠艿?、凝給水管道、疏水管道等組成。回?zé)峒訜崞靼凑掌橘|(zhì)傳熱方式不同分為混合式加熱器和表面式加熱器，其中高壓、低壓給水加熱器普遍采用表面式換熱器，除氧器為混合式加熱器。高壓給水加熱器采用主汽輪機(jī)高壓缸的抽汽進(jìn)行加熱，除氧器采用高壓缸的排汽進(jìn)行加熱，低壓給水加熱器采用主汽輪機(jī)低壓缸的抽汽進(jìn)行加熱。高壓給水加熱器的疏水可采用逐級(jí)回流的方式，最終送入除氧器；低壓給水加熱器的疏水可以全部采用逐級(jí)回流的方式，最終送入冷凝器，也可以部分采用疏水匯流方式，將疏入送入給水管道。給水回?zé)嵯到y(tǒng)的三個(gè)基本參數(shù)是給水回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度以及各級(jí)中的焓升分配。其中，給水回?zé)峒?jí)數(shù)的確定可參考圖2。圖2 回?zé)嵯禂?shù)對(duì)電站熱效率的影響選擇給水回?zé)峒?jí)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮到每增加一級(jí)加熱器就要增加設(shè)備投資費(fèi)用，所增加的費(fèi)用應(yīng)該能夠從核電廠熱經(jīng)濟(jì)性提高的收益中得到補(bǔ)償；同時(shí)，還要盡量避免熱力系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，以保證核電廠運(yùn)行的可靠性。因此，小型機(jī)組的回?zé)峒?jí)數(shù)一般取為13級(jí)，大型機(jī)組的回?zé)峒?jí)數(shù)一般取為79級(jí)(選取7級(jí))。壓水堆核電廠中普遍使用熱力除氧器對(duì)給水進(jìn)行除氧，從其運(yùn)行原理來(lái)看，除氧器就是一個(gè)混合式加熱器。來(lái)自低壓給水加熱器的給水在除氧器中被來(lái)自汽輪機(jī)高壓缸的排汽加熱到除氧器運(yùn)行壓力下的飽和溫度，除過(guò)氧的飽和水再由給水泵輸送到高壓給水加熱器，被加熱到規(guī)定的給水溫度后再送入蒸汽發(fā)生器。大型核電機(jī)組一般采用汽動(dòng)給水泵，能夠很好地適應(yīng)機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行，可以利用蒸汽發(fā)生器的新蒸汽、汽輪機(jī)高壓缸的抽汽或者汽水分離再熱器出口的熱再熱蒸汽驅(qū)動(dòng)給水泵汽輪機(jī)，因而具有較好的經(jīng)濟(jì)性。給水泵汽輪機(jī)排出的廢汽被送到主冷凝器。3.2 主要熱力參數(shù)選定壓水堆核電廠一、二回路工質(zhì)的運(yùn)行參數(shù)之間存在著相互制約關(guān)系，如圖3所示。圖3 典型壓水堆核電廠一、二回路工質(zhì)溫度之間的制約關(guān)系3.2.1 一回路冷卻劑的參數(shù)選擇從提高核電廠熱效率的角度來(lái)看，提高一回路主系統(tǒng)中冷卻劑的工作壓力是有利的。但是，工作壓力提高后，相應(yīng)各主要設(shè)備的承壓要求、材料和加工制造等技術(shù)難度都增加了，反過(guò)來(lái)影響到核電廠的經(jīng)濟(jì)性。綜合考慮，典型壓水堆核電廠主回路系統(tǒng)的工作壓力一般為1516MPa(15.5)，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為342347。為了確保壓水堆的安全，反應(yīng)堆在運(yùn)行過(guò)程中必須滿足熱工安全準(zhǔn)則，其中之一是堆芯不能發(fā)生水力不穩(wěn)定性，一般要求反應(yīng)堆出口冷卻劑的欠飽和度應(yīng)至少大于10，為保險(xiǎn)起見，可取欠飽和度大于1520。3.2.2 二回路工質(zhì)的參數(shù)選擇二回路系統(tǒng)需要確定的參數(shù)包括蒸汽發(fā)生器出口蒸汽的溫度與壓力（蒸汽初參數(shù)）、冷凝器運(yùn)行壓力（蒸汽終參數(shù)）、蒸汽再熱溫度、給水溫度和焓升分配等。（1）蒸汽初參數(shù)的選擇壓水堆核電廠的二回路系統(tǒng)一般采用飽和蒸汽，蒸汽初溫與蒸汽初壓為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)朗肯循環(huán)的基本原理，在其它條件相同的情況下，提高蒸汽初溫可以提高循環(huán)熱效率，目前二回路蒸汽參數(shù)已經(jīng)提高到67MPa，對(duì)于提高核電廠經(jīng)濟(jì)性起到了重要作用，但是受一次側(cè)參數(shù)的嚴(yán)格制約，二回路蒸汽初參數(shù)不會(huì)再有大幅度的提高。（2）蒸汽終參數(shù)的選擇在熱力循環(huán)及蒸汽初參數(shù)確定的情況下，降低汽輪機(jī)組排汽壓力有利于提高循環(huán)熱效率。但是，降低蒸汽終參數(shù)受到循環(huán)冷卻水溫度Tsw,1 、循環(huán)冷卻水溫升Tsw 以及冷凝器端差t 的限制。除了對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性影響之外，蒸汽終參數(shù)對(duì)汽輪機(jī)低壓缸末級(jí)葉片長(zhǎng)度、排汽口尺寸均有重要影響，因此，需要綜合考慮多方面因素選擇蒸汽終參數(shù)。凝結(jié)水的溫度為Tcd= Tsw,1+T sw+t 式中， Tsw,1循環(huán)冷卻水溫度，按照當(dāng)?shù)厮臈l件或者國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選?。籘 sw循環(huán)冷卻水溫升，一般為612；t冷凝器傳熱端差，一般為310。忽略凝結(jié)水的過(guò)冷度，則冷凝器的運(yùn)行壓力等于凝結(jié)水溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力。（3）蒸汽中間再熱參數(shù)的選擇蒸汽再熱器使用高壓缸抽汽和蒸汽發(fā)生器新蒸汽加熱，所以汽水分離再熱器出口的熱再熱蒸汽（過(guò)熱蒸汽）比用于加熱的新蒸汽溫度要低1020左右。再熱蒸汽在第一、二級(jí)再熱器中的焓升、流動(dòng)壓降可取為相等。（4）給水回?zé)釁?shù)的選擇多級(jí)回?zé)岱峙淇梢圆捎闷啓C(jī)設(shè)計(jì)時(shí)普遍使用的平均分配法，即每一級(jí)給水加熱器內(nèi)給水的焓升相等，這種方法簡(jiǎn)單易行。每一級(jí)加熱器的給水焓升為式中，蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力對(duì)應(yīng)的飽和水比焓，kJ/kg；冷凝器出口凝結(jié)水比焓，kJ/kg；Z 給水回?zé)峒?jí)數(shù)。最佳給水溫度可使回?zé)嵫h(huán)汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率達(dá)到最大值。采用平均分配法進(jìn)行回?zé)岱峙鋾r(shí)，其最佳給水比焓為按照蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力psg 和最佳給水比焓hfw,op 查水和水蒸汽表，可以確定最佳給水溫度Tfw,op。實(shí)際給水溫度Tfw 往往低于理論上的最佳給水溫度Tfw,op ，通?？梢匀?(取0.7)由壓力和實(shí)際給水溫度，再一次通過(guò)等焓生分配的方法確定每一級(jí)加熱器內(nèi)的焓升。實(shí)際每一級(jí)給水焓升為：式中， h fw 給水比焓，kJ/kg；h cd 冷凝器出口凝結(jié)水比焓，kJ/kg；Z 給水回?zé)峒?jí)數(shù)。高壓、低壓給水加熱器均為表面式加熱器，加熱蒸汽分別來(lái)自主汽輪機(jī)高壓缸、低壓缸的抽汽。給水加熱器蒸汽側(cè)出口疏水溫度（飽和溫度）與給水側(cè)出口溫度之差稱為上端差（出口端差）u ，蒸汽側(cè)蒸汽溫度與給水側(cè)進(jìn)口溫度之差稱為下端差（進(jìn)口端差）d ，如圖4所示。圖4 表面式換熱器的端差對(duì)于每一級(jí)給水加熱器，根據(jù)給水溫度、上端差即可確定加熱用的抽汽溫度。由于抽汽一般是飽和蒸汽，由抽汽溫度可以確定抽汽壓力。4熱力計(jì)算方法與步驟進(jìn)行機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算采用常規(guī)計(jì)算法中的串聯(lián)法，對(duì)凝汽式機(jī)組采用“由高至低”的計(jì)算次序，即從抽汽壓力最高的加熱器開始計(jì)算，依次逐個(gè)計(jì)算至抽汽壓力最低的加熱器。這樣計(jì)算的好處是每個(gè)方程式中只出現(xiàn)一個(gè)未知數(shù)，適合手工計(jì)算。熱力計(jì)算過(guò)程使用的基本公式是熱量平衡方程、質(zhì)量平衡方程和汽輪機(jī)功率方程。熱平衡計(jì)算的一般步驟如下：圖5 熱力計(jì)算的一般流程1. 整理原始資料（1）給水加熱器蒸汽側(cè)壓力等于抽汽壓力減去抽汽管道壓損；（2）給水加熱器疏水溫度和疏水比焓分別為汽側(cè)壓力下對(duì)應(yīng)的飽和水溫度和飽和水比焓；（3）高壓給水加熱器水側(cè)壓力取為給水泵出口壓力（比蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力高0.10.2MPa），低壓給水加熱器水側(cè)壓力取為凝水泵出口壓力（一般取為0.40.5MPa），取壓力在每級(jí)換熱器均勻遞減；（4）給水加熱器出口水溫等于疏水溫度減去出口端差；（5）給水加熱器出口水溫度由加熱器出口水比焓和水側(cè)壓力查水和水蒸汽表確定；2. 核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)熱功率計(jì)算已知核電廠的輸出電功率為Ne，假設(shè)電廠效率為e,NPP，則反應(yīng)堆熱功率為蒸汽發(fā)生器的蒸汽產(chǎn)量為式中，1 回路能量利用系數(shù)；h fh 蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽比焓，kJ/kg；蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力下的飽和水焓，kJ/kg；h fw 蒸汽發(fā)生器給水比焓，kJ/kg；d 蒸汽發(fā)生器排污率，通常取為新蒸汽產(chǎn)量的1%左右。3. 二回路系統(tǒng)各設(shè)備耗汽量計(jì)算（1）給水回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計(jì)算，確定汽輪機(jī)各級(jí)抽汽點(diǎn)的抽汽量及冷凝器出口凝結(jié)水流量Gcd ；第j級(jí)給水加熱器所需的抽汽量為式中， G fw,j 第j級(jí)給水加熱器的給水流量，kg/s；T fwi,j， T fwo,j第j級(jí)給水加熱器進(jìn)口、出口給水溫度，；h es,j ， hew, j 第j級(jí)給水加熱器加熱蒸汽、疏水的比焓，kJ/kg；h, j 第j級(jí)給水加熱器的熱效率。（2）汽輪發(fā)電機(jī)組耗汽量計(jì)算，確定計(jì)算工況下汽輪機(jī)高壓缸、低壓缸以及汽水分離再熱器的耗汽量；具有Z 級(jí)抽汽的汽輪機(jī)的內(nèi)功率為式中， h 0 , h z 分別為汽輪機(jī)進(jìn)、出口處蒸汽比焓，kJ/kg；hes ,i 汽輪機(jī)第i 級(jí)抽汽點(diǎn)的蒸汽比焓，kJ/kg；Ges,i 汽輪機(jī)第i 級(jí)抽汽點(diǎn)的抽汽量，kg/s；G t,s 汽輪機(jī)總的耗汽量，kg/s。根據(jù)上式可以計(jì)算得到汽輪機(jī)的耗汽量。（3）給水泵計(jì)算，確定給水泵汽輪機(jī)的耗汽量；給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽為新蒸汽，排汽參數(shù)等于高壓缸排汽；給水泵的有效輸出功率為式中， G fw 給水泵的質(zhì)量流量，kg/s；H fwp 給水泵的揚(yáng)程，MPa。fw 給水的密度。給水泵汽輪機(jī)的理論功率為式中，fwp,p 汽輪給水泵組的泵效率；fwp,ti ,fwp,tm ,fwp,tg 分別給水泵組汽輪機(jī)的內(nèi)效率、機(jī)械效率和減速器效率。給水泵汽輪機(jī)的耗汽量為式中， Ha 給水泵汽輪機(jī)中蒸汽的絕熱焓降，kJ/kg。（4）確定對(duì)應(yīng)的新蒸汽耗量Gs ，進(jìn)一步求出對(duì)應(yīng)的給水量，由與各級(jí)加熱器的疏水量，求出（5）比較與，若相對(duì)誤差大于1%，返回步驟（1）進(jìn)行迭代計(jì)算，直到滿足精度要求為止。（6）確定二回路系統(tǒng)總的新蒸汽耗量4. 核電廠熱效率計(jì)算根據(jù)以上步驟計(jì)算得到的新蒸汽耗量，計(jì)算反應(yīng)堆的熱功率進(jìn)而可以計(jì)算出核電廠效率為5. 計(jì)算精度判斷將計(jì)算得到的核電廠效率與初始假設(shè)的比較，若絕對(duì)誤差小于0.1%，即完成計(jì)算，否則以為初始值，返回步驟2進(jìn)行迭代計(jì)算。5設(shè)計(jì)與熱力計(jì)算按照初步設(shè)計(jì)基本流程，首先確定壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)原則方案，并根據(jù)已知條件和給定參數(shù)，選擇確定一、二回路工質(zhì)的主要熱力參數(shù)，然后采用定功率計(jì)算法對(duì)熱力系統(tǒng)原則方案進(jìn)行100%功率下的熱平衡計(jì)算，確定核電廠效率、總蒸汽產(chǎn)量、總給水量、汽輪機(jī)耗汽量、給水泵功率和揚(yáng)程等主要參數(shù)，為二回路熱力系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供基礎(chǔ)。5.1 已知條件和給定參數(shù)初步設(shè)計(jì)所依據(jù)的已知條件和給定參數(shù)如表1所示。序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位取值范圍或數(shù)值1核電廠輸出電功率NeMW10002一回路能量利用系數(shù)0.991.0取0.9943蒸汽發(fā)生器排污率1.05%4汽輪機(jī)組相對(duì)內(nèi)效率0.780.90高壓缸取0.79，低壓缸取0.895汽輪機(jī)組機(jī)械效率0.980.99取0.986發(fā)電機(jī)效率0.980.99取0.987新蒸汽壓損pfhMPapfh=（3%7%）pfh取5%8再熱蒸汽壓損prhMPaprh 10%prh取6%9回?zé)岢槠麎簱ppe, jMPape, j =（35%）pe取4%10低壓缸排汽壓損pcdkPa5%11高壓給水加熱器出口端差 h,u312低壓給水加熱器出口端差 l,u213加熱器效率 h0.970.99取0.9814給水泵效率 fwp,p0.5815給水泵汽輪機(jī)內(nèi)效率 fwp,ti0.780.9取0.816給水泵汽輪機(jī)機(jī)械效率 fwp,tm0.9017給水泵汽輪機(jī)減速器效率 fwp,tg0.9818循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度T sw,12419循環(huán)冷卻水溫升T sw68取720冷凝器傳熱端差T310取45.2 熱力系統(tǒng)原則方案確定擬設(shè)計(jì)的壓水堆核電廠輸出電功率為1000MW，屬于大型機(jī)組，按照第3節(jié)介紹的基本思想，選擇確定二回路熱力系統(tǒng)原則方案，并參照?qǐng)D1的形式，繪制其原理流程圖。5.3 主要熱力參數(shù)選定在選定的二回路熱力系統(tǒng)原則方案的基礎(chǔ)上，按照第3.2節(jié)介紹的基本思想，選擇確定熱平衡計(jì)算所需的主要熱力參數(shù)。表2 主要熱力參數(shù)確定序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式或來(lái)源數(shù)值1反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)運(yùn)行壓力P cMPa選定，151615.52反應(yīng)堆冷卻劑的飽和溫度T c,s查水和水蒸汽表確定344.793反應(yīng)堆出口冷卻劑過(guò)冷度T sub選定，152017.794反應(yīng)堆出口冷卻劑溫度T coT co =T c,s T sub3275反應(yīng)堆進(jìn)出口冷卻劑溫升T c選定，3040376反應(yīng)堆進(jìn)口冷卻劑溫度T ciT ci =T co T c2907二回路蒸汽壓力P sMPa選定676.58蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽溫度T fhps 對(duì)應(yīng)的飽和溫度280.869蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽干度x fh%給定99.7510循環(huán)冷卻水溫升T sw選定68711冷凝器傳熱端差T選定310512冷凝器凝結(jié)水飽和溫度T cdT cd =Tsw,1 + Tsw +T3613冷凝器的運(yùn)行壓力P cdkPaTcd對(duì)應(yīng)的飽和壓力5.94714高壓缸進(jìn)口蒸汽壓力P h,iMPa新蒸汽壓損5%6.17515高壓缸進(jìn)口蒸汽干度x h,i%散熱導(dǎo)致焓值下降，造成干度下降99.5116高壓缸內(nèi)效率 h,i選定0.7917高壓缸排汽壓力p h,zMPa根據(jù)最佳分缸比選定0.741(分缸比0.12)18高壓缸排汽干度x h,z%由內(nèi)效率等計(jì)算86.1519汽水分離器進(jìn)口蒸汽壓力p sp,iMPa等于高壓缸排氣壓力0.74120汽水分離器進(jìn)口蒸汽干度x sp,i%等于高壓缸排氣干度86.1521第一級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽壓力p rh1,iMPa考慮4%的壓損0.71122第一級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽干度x rh1,i%選定99.523第二級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽壓力p rh2,iMPa考慮2%的壓損0.69724第二級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽溫度T rh2,i平均焓升計(jì)算214.311525第二級(jí)再熱器出口蒸汽壓力p rh2,zMPa考慮壓損為2%0.68326第二級(jí)再熱器出口蒸汽溫度T rh2,z平均焓升計(jì)算265.8588527低壓缸進(jìn)口蒸汽壓力p l,iMPa考慮壓損0.002Mpa0.68128低壓缸進(jìn)口蒸汽溫度T l,i根據(jù)熱再熱蒸汽焓值計(jì)算265.828829低壓缸內(nèi)效率 l,i選定0.8930低壓缸排汽壓力p l,zMPa冷凝器壓力與排汽壓損之和0.0059331低壓缸排汽干度x l,z%根據(jù)低壓缸內(nèi)效率等計(jì)算88.8332回?zé)峒?jí)數(shù)Z選定633低壓給水加熱器級(jí)數(shù)Z L選定434高壓給水加熱器級(jí)數(shù)Z H選定235給水回?zé)岱峙鋒 fwkJ/kg99.4636第1級(jí)回?zé)崞鲄?shù)第1級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa凝水泵出口壓力，因?yàn)槟脤?duì)凝水做功加壓0.5第1 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi, 1kJ/kgh lfwi, 1 = h lfwo, 0146.6448第1 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 1kJ/kgh lfwo, 1= h lfwi, 1+h fw246.1048第1 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi,1按(p cwp ,h lfwi, 1)查水蒸汽表35第1級(jí)出口給水溫度T lfwo, 1按(p cwp, h lfwo, 1)查水蒸汽表58.71第1級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和60.71第1級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表254.06第1級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸氣表0.02058第2級(jí)回?zé)崞鲄?shù)第2級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.49第2 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi,2kJ/kgh lfwi,2= h lfwo, 1246.1048第2 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 2kJ/kgh lfwo, 2= h lfwi, 2+h fw345.56第2級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 2按(p cwp ,h lfwi, 2)查水蒸汽表58.71第2 級(jí)出口給水溫度T lfwo, 2按(p cwp, h lfwo, 2)查水蒸汽表82.45第2級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和84.45第2級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表353.61第2級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.05657第3極回?zé)崞鲄?shù)第3級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.48第3 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi, 3kJ/kgh lfwi, 3 = h lfwo, 2346.56第3級(jí)出口給水比焓h lfwo,3kJ/kgh lfwo,3= h lfwi, 3+h fw445.02第3級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 3按(p cwp ,h lfwi, 3)查水蒸汽表82.45第3 級(jí)出口給水溫度T lfwo, 3按(p cwp, h lfwo, 3)查水蒸汽表106.09第3級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和108.09第3級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表453.235第3級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.13431第4級(jí)回?zé)崞鲄?shù)第4級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.47第4 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi,4kJ/kgh lfwi, 4= h lfwo, 3445.02第4 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 4kJ/kgh lfwo,4= h lfwi, 4+h fw544.48第4 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 4按(p cwp ,h lfwi, 4)查水蒸汽表106.09第4級(jí)出口給水溫度T lfwo, 4按(p cwp, h lfwo, 4)查水蒸汽表129.54第4級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和131.54第4級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表552.88第4級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.2828237除氧器進(jìn)口給水比焓h dea,ikJ/kg544.4838除氧器出口給水比焓h deakJ/kgh dea= h dea,i+h fw643.9439除氧器出口給水溫度T deah dea 對(duì)應(yīng)的飽和水溫度148.7340除氧器運(yùn)行壓力p deaMPaT dea 對(duì)應(yīng)的飽和壓力0.460141高壓加熱器給水參數(shù)第6級(jí)第6 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa給水泵出口壓力因?yàn)榻o水泵對(duì)給水加壓6.6第6 級(jí)進(jìn)口給水比焓h hfwi,6kJ/kgh hfwi, 6 = h hfwo, 5643.94第6 級(jí)出口給水比焓h hfwo, 6kJ/kgh hfwo, 6= h hfwi, 6+h fw743.40第6 級(jí)進(jìn)口給水溫度T hfwi,6按(p cwp ,h hfwi, 6)查水蒸汽表151.837第6級(jí)出口給水溫度T hfwo, 7按(p cwp, h hfwo, 1)查水蒸汽表174.821第6級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和177.821第6級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表753.57第6級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0,9534第7級(jí)第7 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮壓降6.55第7 級(jí)進(jìn)口給水比焓h hfwi,7kJ/kgh hfwi,7= h hfwo, 6743.40第7 級(jí)出口給水比焓h hfwo, 7kJ/kgh hfwo, 7= h hfwi, 7+h fw842.86第7級(jí)進(jìn)口給水溫度T hfwi, 7按(p cwp ,h hfwi, 7)查水蒸汽表174.821第7級(jí)出口給水溫度Thfwo, 7按(p cwp, h hfwo, 7)查水蒸汽表197.40第7級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和200.40第7級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表854.18第7級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表1.567942低壓缸抽汽參數(shù)第1 級(jí)第1 級(jí)抽汽壓力p les, 1MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.0214第1級(jí)抽汽干度x les, 1%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算90.02第1級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2377.41第2級(jí)第2 級(jí)抽汽壓力p les,2MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.05892第2 級(jí)抽汽干度x les, 2%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算94.49第2級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2525.49第3級(jí)第3級(jí)抽汽壓力p les, 3MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.1399第3 級(jí)抽汽干度x les, 3%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算98.92第3級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2666.18第4級(jí)第4級(jí)抽汽壓力p les,4MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.2946第4級(jí)抽汽干度x les, 4%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算過(guò)熱第4級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2803.09643高壓缸抽汽第6級(jí)第6級(jí)抽汽壓力p hes,6MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.99354第6級(jí)抽汽干度x hes, 6%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算83.76第6級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2448.787第7級(jí)第7級(jí)抽汽壓力p hes, 7MPa汽側(cè)壓力與壓損之和1.63323第7 級(jí)抽汽干度x hes, 7%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算86.5第7級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2531.8944再熱器抽汽參數(shù)第1級(jí)來(lái)自高壓缸的抽汽壓力MPa選定3.12抽汽干度%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算89.46抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2614.86疏水比焓kJ/kg查詢水蒸汽表1018.9756第2級(jí)來(lái)自新蒸汽的抽汽壓力MPa考慮壓損后的壓力6.11(壓損取6%)抽汽溫度查詢水蒸汽表276.7744抽汽干度%選定99.4抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2783.348疏水比焓kJ/kg查詢水蒸汽表1219.877345再熱器中的平均焓升kJ/kg選定117.66、Matlab程序運(yùn)行及其結(jié)果6.1根據(jù)上述表格中的部分參數(shù)，整理和求出以下參數(shù)值：項(xiàng)目數(shù)值給水密度(Kg/m3)918.19發(fā)電功率（KW）1000MW給水泵效率 fwp,p0.58排污率1.05%給水泵汽輪機(jī)內(nèi)效率 fwp,ti0.8一回路能量利用系數(shù)0.994給水泵汽輪機(jī)機(jī)械效率 fwp,tm0.9低壓缸內(nèi)效率0.89給水泵汽輪機(jī)減速器效率 fwp,tg0.98汽輪機(jī)組機(jī)械效率0.98蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽比焓（kj/kg）2774.9846發(fā)電機(jī)效率0.98蒸汽發(fā)生器給水比焓（kj/kg）842.86加熱器效率 h0.98蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力下的飽和水焓(KJ/kg)1241.17給水泵揚(yáng)程(MPa)6.7高壓缸排氣干度0.8615第一級(jí)再熱器的干度0.995高壓缸出口焓(KJ/kg)2480.12高壓缸進(jìn)口蒸汽焓(KJ/kg)2774.9782低壓缸進(jìn)口焓(KJ/kg)2988.3463低壓缸出口焓(KJ/kg)2296.4958汽水分離再熱器第一級(jí)抽氣焓(KJ/kg)2614.86汽水分離再熱器第一級(jí)疏水焓(KJ/kg)1018.9756汽水分離再熱器第二級(jí)抽氣焓(KJ/kg)2783.348汽水分離再熱器第二級(jí)疏水焓(KJ/kg)1219.8773分離器分離水比焓(KJ/kg)707.227高低壓加熱器中的平均焓升99.46再熱器中的平均焓升(KJ/kg)117.66.2根據(jù)以上得出的參數(shù)，用Matlab編程迭代計(jì)算，如下：運(yùn)行結(jié)果如下：5.4 熱平衡計(jì)算結(jié)果序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算結(jié)果1核電廠效率%32.692反應(yīng)堆功率MW3.0593e+063蒸汽發(fā)生器總蒸汽產(chǎn)量Kg/s1.5705e+034汽輪機(jī)高壓缸耗汽量Kg/s1.4172e+035汽輪機(jī)低壓缸耗汽量Kg/s9986第一級(jí)再熱器耗汽量Kg/s74.96787第二級(jí)再熱器耗汽量Kg/s76.52218除氧器耗汽量Kg/s37.40369給水泵汽輪機(jī)的耗汽量Kg/s76.771510給水泵的給水量Kg/s158711給水泵揚(yáng)程MPa6.700012高壓缸抽汽量第1級(jí)高壓給水再熱器抽汽量Kg/s74.0247第1級(jí)高壓給水再熱器抽汽量Kg/s79.322613低壓缸抽汽量第1級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s45.3856第2級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s46.4992第3級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s47.7873第4級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s49.17336熱力系統(tǒng)圖繪出壓水堆核電二回路系統(tǒng)圖7結(jié)果分析與結(jié)論結(jié)果分析：熱平衡計(jì)算結(jié)果的表格可以看出，核電廠效率e,NPP偏低，其他數(shù)據(jù)都比較符合事實(shí)。從熱平衡計(jì)算書（即整個(gè)計(jì)算過(guò)程）可以看出，有一些因素對(duì)效率會(huì)產(chǎn)生影響，以下是具體分析。影響效率的困素主要有以下幾點(diǎn)：1） 設(shè)計(jì)中所選初參數(shù)較低，導(dǎo)致新蒸汽溫度低，因而使得熱力循環(huán)的效率較低，最終影響核電廠效率。2） 計(jì)算書中各個(gè)管道的壓損（主要包括新蒸汽壓損、再熱蒸汽壓損、回?zé)岢槠麎簱p等）是自己在一定范圍內(nèi)選擇，可能與實(shí)際情況有所差距，而且為了簡(jiǎn)化計(jì)算是，蒸汽在管道中的流動(dòng)是近似假設(shè)為其焓值不變，在汽輪機(jī)做功時(shí)假設(shè)其熵值近似為定值。這對(duì)計(jì)算結(jié)果會(huì)有一定的影響，但是影響不大。另外，