压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书——专业课程设计说明书

专业课程设计说明书压水堆核电厂二回路热力系统初步设计班级20111513学号2011151327姓名朱智强指导老师王贺核科学与技术学院2014年6月目录摘要21设计内容及要求22热力系统原则方案确定321总体要求和已知条件322热力系统原则方案323主要热力参数选择43热力系统热平衡计算1031热平衡计算方法1032热平衡计算模型1033热平衡计算流程1434计算结果及分析154结论15附录16附表1已知条件和给定参数16附表2选定的主要热力参数汇总表17附表3热平衡计算结果汇总表24附图原则性热力系统图25参考文献26摘要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。初步设计压水堆核电厂二回路热力系统，使二回路能安全经济的完成其主要功能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。在确定二回路系统原则方案的基础之上，通过合理的参数选择与相关模型（物理模型、数学模型）的建立，对二回路系统各个环节确定其主要的工质参数。之后利用迭代（通过编程）结合热量平衡方程、质量平衡方程和汽轮机功率方程进行二回路系统原则方案进行100功率下的热平衡计算，确定核电厂效率、总蒸汽产量、总给水量、汽轮机耗气量、给水泵功率和扬程等主要参数，为二回路热力系统方案的进一步设计和优化提供参考。1设计内容及要求11设计内容本课程设计的主要内容包括（1）确定二回路热力系统的形式和配置方式；（2）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；（3）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、供热量及全厂性的热经济指标；（4）编制课程设计说明书，绘制原则性热力系统图。12设计要求通过课程设计应达到以下要求（1）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；（2）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；（3）提高计算机绘图、制表、数据处理的能力；（4）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热力系统原则方案确定21总体要求和已知条件压水堆核电厂采用立式自然循环蒸汽发生器，采用给水回热循环、蒸汽再热循环的热力循环方式，额定电功率为1000MW。汽轮机分为高压缸和低压缸，高压缸、低压缸之间设置外置式汽水分离再热器。给水回热系统的回热级数为7级，包括四级低压给水加热器、一级除氧器和两级高压给水加热器。第1级至第4级低压给水加热器的加热蒸汽来自低压缸的抽汽，除氧器使用高压缸的排汽加热，第6级和第7级高压给水加热器的加热蒸汽来自高压缸的抽汽。各级加热器的疏水采用逐级回流的方式，即第7级加热器的疏水排到第6级加热器，第6级加热器的疏水排到除氧器，第4级加热器的疏水排到第3级加热器，依此类推，第1级加热器的疏水排到冷凝器热井。汽水分离再热器包括中间分离器、第一级蒸汽再热器和第二级蒸汽再热器，中间分离器的疏水排放到除氧器；第一级再热器使用高压缸的抽汽加热，疏水排放到第6级高压给水加热器；第二级再热器使用蒸汽发生器的新蒸汽加热，疏水排放到第7级高压给水加热器。主给水泵采用汽轮机驱动，使用来自主蒸汽管道的新蒸汽，汽轮机的乏汽直接排入主汽轮发电机组的冷凝器，即给水泵汽轮机与主发电汽轮机共用冷凝器（本次设计将给水泵的排气送入汽水分离再热器进行再热）。凝水泵和循环冷却水泵均使用三相交流电机驱动，正常运行时由厂用电系统供电。22热力系统原则方案压水堆核电厂二回路系统的主要功能是将蒸汽发生器所产生的蒸汽送往汽轮机，驱动汽轮机运行，将蒸汽的热能转换为机械能；汽轮机带动发电机运行，将汽轮机输出的机械能转换为发电机输出的电能。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。压水堆核电厂二回路热力系统原理流程图如附图一所示。（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，汽轮机由一个高压缸、3个低压缸组成，高压缸、低压缸之间设置外置式汽水分离再热器。单位质量流量的蒸汽在高压缸内的绝热焓降约占整个机组绝热焓降的40，最佳分缸压力（即高压缸排汽压力）约为高压缸进汽压力的1214。（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。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。中间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不同的高压给水加热器。（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，其中高压、低压给水加热器普遍采用表面式换热器，除氧器为混合式加热器。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可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可以全部采用逐级回流的方式，最终送入冷凝器，也可以部分采用疏水汇流方式，将疏入送入给水管道。选择给水回热级数时，应考虑到每增加一级加热器就要增加设备投资费用，所增加的费用应该能够从核电厂热经济性提高的收益中得到补偿；同时，还要尽量避免热力系统过于复杂，以保证核电厂运行的可靠性。因此，小型机组的回热级数一般取为13级，大型机组的回热级数一般取为79级。压水堆核电厂中普遍使用热力除氧器对给水进行除氧，从其运行原理来看，除氧器就是一个混合式加热器。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。大型核电机组一般采用汽动给水泵，能够很好地适应机组变负荷运行，可以利用蒸汽发生器的新蒸汽、汽轮机高压缸的抽汽或者汽水分离再热器出口的热再热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乏汽被直接排送到主汽轮发电机组的冷凝器。本次设计将给水泵的排气送入汽水分离再热器进行再热23主要热力参数选择（1）一回路冷却剂的参数选择反应堆冷却剂系统的运行压力PC155MPA，冷却剂压力对应的饱和温度为TCS34479MPA，选定反应堆出口冷却剂的过冷度TSUB18，反应堆出口冷却剂温度TCOTC,STSUB344791832679选定反应堆进出口冷却剂的温升为TC36,则反应堆进口冷却剂的温度TCITCOTC326793629079（2）蒸汽发生器蒸汽发生器的运行压力为PS60MPA，通过查水及水蒸汽表可知，对应的蒸汽发生器饱和蒸汽温度为TFH27563，对应的饱和水比焓、饱和蒸汽比焓分别为HS12133KJ/KG，HS”278382KJ/KG，新蒸汽的干度XFH9975，则新蒸汽的焓值HFH121330997527838212133277989KJ/KG，一、二次侧对数平均温差为602937592036LNLNTSCIOTM对数平均温差在2033范围内，符合要求。（3）冷凝器循环冷却水的进口温度TSW,124，冷凝器中循环冷却水温升TSW7，冷凝器传热端差T5，则冷凝器凝结水饱和温度TCDTSW,1TSWT247536对应的冷凝器运行压力PCD5945KPA，冷凝器运行压力对应的饱和水焓HCD15077KJ/KG。（4）高压缸高压缸进口蒸汽压力为PH,IPFHPFH6（15）57MPA，对应的饱和水比焓和饱和蒸汽比焓分别为，HH,IS119663KJ/KG，HH,IS”278773KJ/KG。通过热平衡计算HFHHH,ISXH,ZHH,IS”HH,IS，可得高压缸进口蒸汽干度XH,I9955，进口蒸汽比焓值HH,I278057KJ/KG,进口蒸汽的比熵SH,I5901KJ/KGK，高压缸的排气压力PH,Z13PH,I13570741，假设工质在高压缸内为等熵膨胀过程，则PH,Z0741MPA对应的比焓值为2418701KJ/KG，高压缸的内效率H,I8207，故实际焓值为278057（2780572418701）08207248358KJ/KG。压力0741MPA下对应的饱和水焓与饱和蒸汽焓值分别为HH,ZS70723KJ/KG，HH,ZS”276514KJ/KG高压缸出口蒸汽干度可求得为XSP,I24835870723/2765147072308632（5）汽水分离器汽水分离器的进口蒸汽压力为PSP,I0741MPA，汽水分离器的进口蒸汽干度XSP,I8632，考虑汽水分离器3的压力损失，则汽水分离器的出口压力PRH1,I0719MPA，汽水分离器的出口干度选定为995（6）第一级再热器第一级再热器的进口蒸汽压力PRH1,IPSP,IPSP0741（13）0719MPA，第一级再热器的进口蒸汽干度XRH1,I995,进口蒸汽的焓值275357KJ/KG（7）第二级再热器考虑第一级再热器2的压损，第二级再热器的进口蒸汽压力PRH2,IPRH1,IPRH10705MPA。考虑新蒸汽进入第二级再热器5的压力损失，则第二级再热器加热蒸汽的进口压力为609557MPA,对应的饱和温度为27226，干度为09955，焓值为278057KJ/KG，考虑第二及再热器的1的压损，则其出口蒸汽压力为PRH2,HS0698MPA,第二级再热器出口蒸汽温度比加热蒸汽进口温度低14，再热蒸汽出口蒸汽温度为TRH2,Z25826，利用水及水蒸汽表查得第二级再热器出口蒸汽焓值为HRZ2,O297173KJ/KG。第一级再热器与第二级再热器平均焓升相同，可求得平均焓升为HRZ（297173275357）/210908KJ/KG进而可知第一级再热器的出口焓值为HRH1,O27535710908286265KJ/KG,利用水蒸汽表查得第一级再热器出口蒸汽温度TRH1,O20789。（8）低压缸考虑第二级再热器出口过热蒸汽进入低压缸的压力损失很小，取低压缸进汽压力与第二级再热器出口过热蒸汽压力近似相等。则低压缸进口蒸汽压力为PL,I0698MPA，焓值是297173KJ/KG，温度是TL,I25826，进口蒸汽的比熵为SL,I71498KJ/KGK。冷凝器的运行压力为0005945MPA，考虑低压缸排气至冷凝器5的压力损失，则可求得低压缸的排气压力为PL,Z0005945/15000626MPA,利用同求高压缸出口干度一样的方法等熵过程和内效率求得低压缸的排气干度为XL,Z9035,对应的焓值是HL,Z233517KJ/KG。（9）给水回热参数的选择1平均焓升分配蒸汽发生器运行压力60MPA下对应的饱和水比焓为HS121373KJ/KG，冷凝器运行压力5945KPA下对应的凝结水比焓为15077KJ/KG，每一级加热器的理论焓升为KJ/KG871328507312,ZHHCDSOPFW蒸汽发生器的最佳给水比焓为HFW,OPHCDZHFW,OP15077713287108086KJ/KG由于蒸汽发生器进口给水压力比新蒸汽压力高01MPA，故给水压力为61MPA，利用水蒸汽表可知最佳给水温度TFW,OP24901，实际给水温度TFW往往低于理论上的最佳给水温度TFW,OP，取系数为087，则可求得实际给水温度TFW087TFW,OP0872490121664，结合给水压力61MPA，利用水蒸汽表查得实际给水焓值HFW92799KJ/KG，再次等焓升分配确定每一级加热器内给水的实际焓升KJ/KG03175092ZCDFW因为规定除氧器的运行压力略低于高压缸的排气压力，且除氧器出口水温等于除氧器运行压力对应的饱和温度。结合平均焓升分配法亦可以定出除氧器的运行压力。经过简单运算与查表定出除氧器的运行压力PDEA0735MPA0741MPA，对应的除氧器出口给水温度TDEA16695，除氧器出口给水焓值HDEA70592KJ/KG。由于求得的除氧器运行压力满足略小于高压缸排汽压力的要求，故不再进行第二次焓升分配。2）对每级加热器及除氧器工质参数的确定取凝水泵的出口压力为除氧器运行压力的3117倍，则第一级低压给水加热器的进口压力为PLFWI,1311707352291MPA,由于凝水泵对给水比焓影响小，可以忽略掉。则第一级低压给水加热器进口给水比焓HLFWI,115077KJ/KG，查水蒸汽表可知第一级低压给水加热器进口给水温度，TLFWI,1355。考虑均匀压降，低压加热器通过运算可知每级压降取0389MPA为宜，则第一级低压给水加热器出口给水压力为1902MPA，利用平均焓升可知出口给水比焓值为HLFWO,126180KJ/KG,利用水蒸汽表查得出口给水温度为TLFWO,16217。对于低压给水加热器上端差为2，故可得第一级汽侧疏水温度为6417，查水蒸汽表知对应的疏水比焓值是26860KJ/KG，第一级汽侧饱和压力为002413MPA。利用同样的方法，可求得其它低压级及高压给水加热器的相应参数，现将其列如其下第一级进口给水压力P1FWI,12291MPA第一级进口给水比焓HLFWI,115077KJ/KG第一级进口给水温度TLFWI,13550第一级出口给水温度TLFWO,16217第一级出口给水压力P1FWO,11902MPA第一级出口给水比焓HLFWO,126180KJ/KG第一级汽侧疏水温度6417第一级汽侧疏水比焓26860KJ/KG第一级汽侧疏水压力002413MPA第二级进口给水压力P1FWI,21903MPA第二级进口给水比焓HLFWI,226180KJ/KG第二级进口给水温度TLFWI,26217第二级出口给水压力P1FWO,21513MPA第二级出口给水比焓HLFWO,237283KJ/KG第二级出口给水温度TLFWO,28875第二级汽侧疏水温度9075第二级汽侧疏水比焓38012KJ/KG第二级汽侧疏水压力007221MPA第三级进口给水压力P1FWI,21515MPA第三级进口给水比焓HLFWI,237283KJ/KG第三级进口给水温度TLFWI,28875第三级出口给水压力P1FWO,21124MPA第三级出口给水比焓HLFWO,248386KJ/KG第三级出口给水温度TLFWO,211515第三级汽侧疏水温度11715第三级汽侧疏水比焓49168KJ/KG第三级汽侧疏水压力01814MPA第四级进口给水压力P1FWI,41127MPA第四级进口给水比焓HLFWI,448386KJ/KG第四级进口给水温度TLFWI,411515第四级出口给水压力P1FWO,40735MPA第四级出口给水比焓HLFWO,459489KJ/KG第四级出口给水温度TLFWO,414127第四级汽侧疏水温度14327第四级汽侧疏水比焓60325KJ/KG第四级汽侧疏水压力03962MPA除氧器进口给水比焓HDEA,I59489KJ/KG除氧器出口给水比焓HDEA,O70592KJ/KG除氧器出口给水温度TDEA16695除氧器运行压力PDEA0735MPA第六级进口给水压力P1FWI,672MPA第六级进口给水比焓HLFWI,670592KJ/KG第六级进口给水温度TLFWI,616612第六级出口给水压力P1FWO,6665MPA第六级出口给水比焓HLFWO,681695KJ/KG第六级出口给水温度TLFWO,619156第六级汽侧疏水温度19456第六级汽侧疏水比焓82795KJ/KG第六级汽侧疏水压力1385MPA第七级进口给水压力P1FWI,7665MPA第七级进口给水比焓HLFWI,781695KJ/KG第七级进口给水温度TLFWI,719156第七级出口给水压力P1FWO,761MPA第七级出口给水比焓HLFWO,792799KJ/KG第七级出口给水温度TLFWO,721634第七级汽侧疏水温度21934第七级汽侧疏水比焓94059KJ/KG第七级汽侧疏水压力2290MPA（10）抽气参数1）低压缸抽气与高压缸抽汽参数第一级加热器汽侧压力为002413MPA，考虑回热抽气低压缸（3）和高压缸（4）的压力损失，则第一级抽气压力为PLES,1002413/097002487MPA,运用同求高压缸排气干度一样的方法等熵过程和内效率，结合查水蒸气表可得第一级抽气干度XLES,19438，第一级抽汽比焓为，HLES,1248541KJ/KG运用相同的方法可求得其他两级高压和四级低压加热器的抽汽参数，现将其列如其下第一级抽汽压力PLES,1002487MPA第一级抽汽干度XLES,19438第一级抽汽比焓HLES,1248541KJ/KG第二级抽汽压力PLES,2007444MPA第二级抽汽干度XLES,29822第二级抽汽比焓HLES,2262150KJ/KG第三级抽汽压力PLES,301870MPA第三级抽汽干度XLES,3100第三级抽汽比焓HLES,3275018KJ/KG第四级抽汽压力PLES,404084MPA第四级抽汽干度XLES,4100第四级抽汽比焓HLES,4287713KJ/KG第六级抽汽压力PHES,614427MPA第六级抽汽干度XHES,68890第六级抽汽比焓HHES,6257300KJ/KG第七级抽汽压力PHES,723854MPA第七级抽汽干度XHES,79157第七级抽汽比焓HHES,7264541KJ/KG2）两级再热器用于加热的抽汽参数第一级再热器抽汽压力PRH1,HS26MPA第一级再热器抽汽干度XRH1,HS9214第一级再热器抽汽比焓HRH1,HS265856KJ/KG第二级再热器抽汽压力PRH2,HS57MPA第二级再热器抽汽干度XRH2,HS9955第二级再热器抽汽比焓HRH1,HS278057KJ/KG3热力系统热平衡计算31热平衡计算方法进行机组原则性热力系统计算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。这样计算的好处是每个方程式中只出现一个未知数，适合手工计算。热力计算过程使用的基本公式是热量平衡方程、质量平衡方程和汽轮机功率方程。32热平衡计算模型1蒸汽发生器总蒸汽产量的计算已知核电厂的输出电功率为NE，假设电厂效率为E,NPP（第一次取033）,则反应堆功率为（MW）ER,NPQ通过对蒸汽发生器列质量守恒与热量守恒方程，可求蒸汽发生器的蒸汽产量为1000（KG/S）R1SFHSDSFWDH式中,1一回路能量利用系数，取0993；HFH蒸汽发生器出口新蒸汽比焓，KJ/KG；HS蒸汽发生器运行压力下的饱和水焓，KJ/KG；HFW蒸汽发生器给水比焓，KJ/KG；D蒸汽发生器排污率，取为新蒸汽产量的105（2）蒸汽发生器给水流量计算（KG/S）FWDSG1D（3）给水泵有效输出功率计算FWPFWP0HNKW，式中GFW给水泵的质量流量，KG/S；HFWP给水泵的扬程，MPA；（近似取进出口压差7207356465MPA）FW为给水的密度，KG/M3出口的比容为00011046M3/KG（4）给水泵汽轮机理论功率计算FWP,FWP,TFP,TI,TMF,TGN式中FWP,P汽轮给水泵组的泵效率；（取058）FWP,TI给水泵组汽轮机内效率；（取081）FWP,TM给水泵组汽轮机机械效率；（取09）FWP,TG给水泵组汽轮机减速器效率；（取098）（5）给水泵汽轮机耗汽量计算FWP,TFP,SHZNGH式中HFH为新蒸汽比焓HH,Z为高压缸理想排汽比焓（6）低压给水加热器抽汽量计算假设凝水量GCD根据参考数据，第一次取1000，然后每隔1向上累加逼近进行迭代的数值，然后通过热量守恒方程即可确定各低压给水加热器的抽汽量，现将其表达式列如其下第四级FWCDLES,4HH4第三级3GGWCHLES,HDFLES,3第二级2CHLES,3LES,4DFWLES,2第一级1GGWCHLES,2LES,3LES,4DFLES,1式中GLES,I第I级低压加热器的抽汽量，KG/S；HFW每级加热器的平均焓升，KJ/KG；（等于11103KJ/KG）H加热器效率取099；HCI第I级加热器抽汽比焓，KJ/KG；HWI第I级加热器疏水比焓，KJ/KG。（7）低压缸耗气量计算通过质量守恒方程可以确定低压缸的耗汽量（排污损失通过均衡水柜补充给冷凝器）S,LPCDSGD（8）再热器加热蒸汽量计算通过热平衡方程可以确定再热蒸汽的加热蒸汽量第一级HHGZS,1ZC,HRLPSR1S,第二级HHGZS,2ZC,2HRLPS,R2S,式中GS,RH1第一级再热器加热蒸汽量，KG/S；GS,RH2第二级再热器加热蒸汽量，KG/S；HRH再热器平均焓升，KJ/KG；（等于10928KJ/KG）HZC,I第I级再热器加热蒸汽的焓值，KJ/KG；HZS,I第I级再热器疏水焓值，KJ/KG。（9）高压给水加热器抽汽量计算通过热量平衡的方法确定7HGHGWCZS,2RHS,FWHES,266HGHWCHWZS,1RHS,R2S,HES,2FHES,1式中GHES,I第I级高压加热器的抽汽量，KG/SHFW每级加热器的平均焓升，KJ/KG；（10）汽水分离器疏水流量计算利用蒸汽质量守恒方程即可求得ISP,IS,RH1,LS,DEAS,XGG式中分离器至除氧器的疏水流量，KG/SDEAS,GGS,LP低压缸的耗气量，KG/S；XRH1,I第一级再热器的进口干度；XSP,I汽水分离器的进口干度。（11）除氧器耗气量计算利用热量守恒方程计算ZH,WRH2S,RH1S,HES,2ES,1LFWO,4CDISP,DEA,DEAOFWDEAS,6HGGHGG式中HDEAO除氧器出口给水比焓，KJ/KG；HSP,I汽水分离器疏水焓值，KJ/KG；（P0719MPA查表）HLFWO,4第四级加热器出口给水焓值，KJ/KG；HW6第六级加热器出口疏水比焓，KJ/KG；HH,Z高压缸出口蒸汽比焓，KJ/KG。（12）高压缸出口排气总流量计算利用质量守恒可以求得RH1,ITS,DEAS,LPFWP,SZXGG式中GT高压缸出口排气总流量，KG/SXRH1,I第一级再热器进口蒸汽干度；XH,Z高压缸出口排气干度。（13）高压缸耗气量计算利用能量守恒方程，同时考虑到高压缸内的焓降约占整个机组焓降的40此处为第二个限制条件，确定GCD的循环标准，若用12步里的公式求下去，则GCD不会变化，由此可得TH,I,ZHES,1,ICHES,2,ICS,RH1,IZC,1EMGEGH6G7H40N/且TES,1S,2S,RHS,P则有EMGEHS,1,ICHES,2,ICS,RH1,IZC,1S,HPHES,1S,2,RH1,I,Z40N/67GG式中M汽轮机组机械效率；（取0985）GE发电机效率；（取099）HH,I高压缸进口蒸汽焓值，KJ/KG；HH,Z高压缸出口蒸汽焓值，KJ/KG。（14）对假设冷凝水流量的验证判断对除氧器运用质量守恒方程，可以得到冷凝水的流量，如下式CDFWHES,1ES,2,RH1S,R2S,DEAS,EAGGGG将由上式得到的GCD数值与步骤（6）中假设的GCD数值进行比较，若相对误差大于1，则返回步骤（6）进行迭代计算，直到满足精度要求为止。（15）二回路系统总蒸汽耗量计算同样运用质量守恒方程亦可以确定出二回路系统总的新蒸汽耗量，如下式FHS,R2S,HPFW,SGG（16）对假设核电厂效率的验证判断根据（15）步求得的总蒸汽耗量，可以计算得到反应堆热功率，如下式FHFWDFHSFWR1GQ进而可以求出核电厂的效率EE,NPRQ将计算得到的核电厂效率E,NPP与步骤（1）中初始假设的核电厂效率E,NPP进行比较，若绝对误差大于01，则返回步骤（1）进行迭代计算，直到满足精度的要求为止。33热平衡计算流程图热力计算的一般流程34计算结果及分析本次热力计算得到的核电厂的效率E,NPP3225，与实际核电厂效率相近。当然这也不是完全与实际相同的计算，区别在于1、管道压损没考虑完全，并且在管道中认为汽的焓值不变。2、蒸汽发生器的压力比实际核电站的运行压力要低许多，会导致给水吸热温度较低。3、排污水的损失也有热损失，而且补水的焓值没有计算。4、系统自身的能量消耗与散热，比如管道设备的散热，阀件的少许泄露，亦会造成核电厂效率的偏低。5、参数选得不同，也会对计算结果产生影响。通过计算可以确定高压缸和低压缸发出的实际功率为1008077MW，有08的误差，其原因是1、所有的数据都不够精确，故而会造成误差。2、凝水泵和给水泵对水的参数会有影响，计算中只考虑了压强变化，而没有考虑焓的变化；管道内的压损亦是如此。3、迭代也有精度的偏差，而不是完全相等。综和以上因素，08的误差在允许范围内。计算得到的其他参数，高压缸的排气干度为8632，低压缸的排气干度为9035，均大于86，满足汽轮机的工作要求。计算得到的低压加热器的加热蒸汽量数值在50左右，高压加热器的加热蒸汽量数值在90到100之间，除氧器的加热蒸汽量数值为50左右，再热器的加热蒸汽量数值在70左右，与参考数据比较接近。本课程设计采用7级回热的方式，这样可以提高核电厂的循环效率，一般而言回热级数越高，核电厂的循环热效率会随之提高，但是增加的幅度却减少了，同时成本也会增加。这在设计时需要考虑。采用7级回热，是比较合理的。要提高汽轮机高低压缸的相对内效率、采用平均吸热温度较高的中间再热方式、适当的减少给水泵汽轮机的耗气量或者采用其他的带动方式、提高二回路工质的平均吸热温度、降低二回路工质的平均放热温度、适当降低蒸汽发生器的排污量，减少管道设备的压力损失与散热损失，减少除氧器的热量消耗，均可以使核电厂的热效率得到改进。4结论本次课程设计得到的核电厂效率E,NPP3225，总蒸汽产量DS165943KG/S，高压汽轮机的耗气量GS,HP150423KG/S,低压汽轮机耗气量GS,LP109459KG/S，给水泵的功率为NFWP,P119684KW，给水泵的扬程为HFWP6465MPA。高压杆和低压缸实际发出的功率为1008077MW，在误差范围内。计算得到的各加热器、除氧器、再热器的加热蒸汽流量在合理适当的范围之内。附录附表1已知条件和给定参数序号项目符号单位数值1核电厂输出电功率NEMW10002一回路能量利用系数109933蒸汽发生器出口蒸汽干度XFH99754蒸汽发生器排污率D1055高压缸内效率H,I82076低压缸内效率L,I83597汽轮机组机械效率M09858发电机效率GE0999新蒸汽压损PFHMPA510再热蒸汽压损PRHMPA3、2、111回热抽汽压损PE,JMPA低压3高压412低压缸排汽压损PCDKPA513高压给水加热器出口端差H,U314低压给水加热器出口端差L,U215加热器效率H09916给水泵效率FWP,P05817给水泵汽轮机内效率FWP,TI08118给水泵汽轮机机械效率FWP,TM09019给水泵汽轮机减速器效率FWP,TG09820循环冷却水进口温度TSW,124附表2确定的主要热力参数汇总表序号项目符号单位计算公式或来源数值1反应堆冷却剂系统运行压力PCMPA选定，15161552冷却剂压力对应的饱和温度TC,S查水和水蒸汽表确定344793反应堆出口冷却剂过冷度TSUB选定，1520184反应堆出口冷却剂温度TCOTCOTC,STSUB326795反应堆进出口冷却剂温升TC选定，3040366反应堆进口冷却剂温度TCITCITCOTC290797蒸汽发生器饱和蒸汽压力PSMPA选定，5070608蒸汽发生器饱和新蒸汽温度TFHPS对应的饱和温度275639一、二次侧对数平均温差TMCOIMISTLN296010冷凝器中循环冷却水温升TSW选定，68711冷凝器传热端差T选定，310512冷凝器凝结水饱和温度TCDTCDTSW,1TSWT3613冷凝器的运行压力PCDKPATCD对应的饱和压力594514高压缸进口蒸汽压力PH,IMPAPH,IPFHPFH5715高压缸进口蒸汽干度XH,I由热平衡计算995516高压缸排汽压力PH,ZMPA选定为13PH,I074117高压缸排汽干度XH,Z由绝热焓降与内效率计算863218汽水分离器进口蒸汽压力PSP,IMPA等于高压缸排气压力074119汽水分离器进口蒸汽干度XSP,I等于高压缸排气干度8632第一级再热器20再热器进口蒸汽压力PRH1,IMPA考虑3的压损071921再热器进口蒸汽干度XRH1,I由分离器能力决定99522加热蒸汽进口压力PRH1,HSMPA根据参考资料选定2623加热蒸汽进口干度XRH1,HS结合内效率可求9214第二级再热器24再热器进口蒸汽压力PRH2,IMPA考虑2的压损070525再热器进口蒸汽温度TRH2,I由平均焓升计算2078926再热器蒸汽出口压力PRH2,ZMPA考虑压损为1069827再热器出口蒸汽温度TRH2,Z选定欠热度为142582628加热蒸汽进口压力PRH2,HSMPA压损为55729加热蒸汽进口干度XRH2,HS由热平衡计算9955低压缸30进口蒸汽压力PL,IMPA不考虑压损069831进口蒸汽温度TL,I近似等于TRH2,Z2582632排汽压力PL,ZMPA等于PCD/15排汽压损500062633排汽干度XL,Z由绝热焓降与内效率计算903534回热级数Z选定735低压给水加热器级数ZL选定436高压给水加热器级数ZH选定237第一次给水回热分配HFWKJ/KGFWCDFHZ11103第二次给水回热分配38高压加热器给水焓升HFW，HKJ/KGFWDEA,OF,HH无39除氧器及低压给水焓升HFW，LKJ/KGCF,LLZ1无40低压加热器给水参数第1级进口给水压力MPA凝水泵出口压力取除氧器运行压力3117倍2291第1级进口给水比焓HLFWI,1KJ/KGHLFWI,1HLFWO,015077第1级进口给水温度TLFWI,1按PCWP,HLFWI,1查水蒸汽表3550第1级出口给水压力MPA考虑等压降1902第1级出口给水比焓HLFWO,1KJ/KGHLFWO,1HLFWI,1HFW26180第1级出口给水温度TLFWO,1按PCWP,HLFWO,1查水蒸汽表6217第1级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差2之和6417第1级汽侧疏水比焓KJ/KG查水蒸汽表26860第1级回热器参数第1级汽侧压力MPA查水蒸气表002413第2级进口给水压力MPA考虑等压降1902第2级进口给水比焓HLFWI,2KJ/KGHLFWI,2HLFWO,126180第2级进口给水温度TLFWI,2按PCWP,HLFWI,2查水蒸汽表6217第2级出口给水压力MPA考虑等压降1513第2级出口给水比焓HLFWO,2KJ/KGHLFWO,2HLFWI,2HFW37283第2级出口给水温度TLFWO,2按PCWP,HLFWO,2查水蒸汽表8875第2级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差2之和9075第2级汽侧疏水比焓KJ/KG查水蒸汽表38012第2级回热器参数第2级汽侧压力MPA查水蒸汽表007221第3级进口给水压力MPA考虑等压降1513第3级进口给水比焓HLFWI,3KJ/KGHLFWI,3HLFWO,237283第3级进口给水温度TLFWI,3按PCWP,HLFWI,3查水蒸汽表8875第3极回热器参数第3级出口给水压力MPA考虑等压降1124第3级出口给水比焓HLFWO,3KJ/KGHLFWO,3HLFWI,3HFW48386第3级出口给水温度TLFWO,3按PCWP,HLFWO,3查水蒸汽表11515第3级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差2之和11715第3级汽侧疏水比焓KJ/KG查水蒸汽表49168第3级汽侧压力MPA查水蒸汽表01814第4级进口给水压力MPA考虑等压降1124第4级进口给水比焓HLFWI,4KJ/KGHLFWI,4HLFWO,348386第4级进口给水温度TLFWI,4按PCWP,HLFWI,4查水蒸汽表11515第4级出口给水压力MPA考虑等压降0735第4级出口给水比焓HLFWO,4KJ/KGHLFWO,4HLFWI,4HFW59489第4级出口给水温度TLFWO,4按PCWP,HLFWO,4查水蒸汽表14127第4级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差2之和14327第4级汽侧疏水比焓KJ/KG查水蒸汽表60325第4级回热器参数第4级汽侧压力MPA查水蒸汽表03962除氧器41除氧器进口给水比焓HDEA,IKJ/KGLDEA,ILFWO,ZH5948942除氧器出口给水比焓HDEAKJ/KGHDEAHDEA,IHFW7059243除氧器出口给水温度TDEAHDEA对应的饱和水温度1669544除氧器运行压力PDEAMPATDEA对应的饱和压力073545高压加热器给水参数第6级进口给水压力MPA取给水泵出口压力为蒸汽发生器压力的12倍72第6级第6级进口给水比焓HHFWI,6KJ/KGHHFWI,6HHFWO,570592第6级进口给水温度THFWI,6按PCWP,HHFWI,6查水蒸汽表16612第6级出口给水压力MPA考虑等压降665第6级出口给水比焓HHFWO,6KJ/KGHHFWO,6HHFWI,6HFW81695第6级出口给水温度THFWO,7按PCWP,HHFWO,1查水蒸汽表19156第6级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差3之和19456第6级汽侧疏水比焓KJ/KG查水蒸汽表82795第6级汽侧压力MPA查水蒸汽表1385第7级进口给水压力MPA等于第6级出口给水压力665第7级进口给水比焓HHFWI,7KJ/KGHHFWI,7HHFWO,681695第7级进口给水温度THFWI,7按PCWP,HHFWI,7查水蒸汽表19156第7级出口给水压力MPA考虑等压降61第7级出口给水比焓HHFWO,7KJ/KGHHFWO,7HHFWI,7HFW92799第7级出口给水温度THFWO,7按PCWP,HHFWO,7查水蒸汽表21634第7级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差3之和21934第7级汽侧疏水比焓KJ/KG查水蒸汽表94059第7级第7级汽侧压力MPA查水蒸汽表229046高压缸抽汽参数第6级抽汽压力PHES,6MPA汽侧压力与压损4之和14427第6级抽汽干度XHES,6根据内效率计算8890第6级第6级抽汽比焓KJ/KG查询水蒸汽表257300第7级抽汽压力PHES,7MPA汽侧压力与压损4之和23854第7级第7级抽汽干度XHES,7根据内效率计算9157第7级抽汽比焓KJ/KG查询水蒸汽表26454147低压缸抽汽参数第1级抽汽压力PLES,1MPA汽侧压力与压损之和002487第1级抽汽干度XLES,1根据内效率计算9438第1级第1级抽汽比焓KJ/KG查询水蒸汽表248541第2级抽汽压力PLES,2MPA汽侧压力与压损之和007444第2级抽汽干度XLES,2根据内效率计算9822第2级第2级抽汽比焓KJ/KG查询水蒸汽表262150第3级抽汽压力PLES,3MPA汽侧压力与压损之和01870第3级抽汽干度XLES,3根据内效率计算100第3级第3级抽汽比焓KJ/KG查询水蒸汽表275018第4级抽汽压力PLES,4MPA汽侧压力与压损之和04084第4级抽汽干度XLES,4根据内效率计算100第4级第4级抽汽比焓KJ/KG查询水蒸汽表28771348再热器抽汽参数加热蒸汽进口压力PRH1,HSMPA由参考数据选定26加热蒸汽进口温度查询水蒸汽表22605加热蒸汽进口干度XRH1,HS根据内效率计算9214加热蒸汽进口比焓HRH1,HSKJ/KG查询水蒸汽表265856第1级疏水比焓KJ/KG由进口压力查询水蒸汽表97174加热蒸汽进口压力PRH2,HSMPA考虑压损5后的压力57第2级加热蒸汽进口温度查询水蒸汽表27226加热蒸汽进口干度XRH2,HS选定9955加热蒸汽进口比焓HRH2,HSKJ/KG查询水蒸汽表278057疏水比焓KJ/KG由进口压力查询水蒸汽表11966349再热器中的平均焓升HRHKJ/KG（第一级再热器进口焓第二级再热器出口焓）/210908附表3热平衡计算结果汇总表计算结果序号项目符号单位1231核电厂效率E,NP3235322432232反应堆热功率RQMW3091293101573103183蒸汽发生器总蒸汽产量SDKG/S1654281659781660644汽轮机高压缸耗汽量S,HPGKG/S1501811504241504635汽轮机低压缸耗汽量S,LKG/S1069971091631094576第一级再热器耗汽量S,RH1KG/S6989713071507第二级再热器耗汽量S,R2GKG/S7443759476148除氧器耗汽量S,DEAKG/S4871496550039给水泵汽轮机的耗汽量S,FWPKG/S78047961798710给水泵的给水量FGKG/S16386216715916771611给水泵扬程FWPHMPA64656465646512高压缸抽汽量第1级高压给水再热器抽汽量HES,1GKG/S885190299060第2级高压给水再热器抽汽量S,2KG/S96629856988913低压缸抽汽量第1级低压给水再热器抽汽量LES,1GKG/S