压水堆二回路专业课程设计说明书

1、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：学号：姓名：指导教师：范广铭核科学与技术学院2014 年6 月目录摘要 .21设计内容及要求 .32热力系统原则方案确定 .32.1总体要求和已知条件 .32.2热力系统原则方案 .32.3主要热力参数选择 .43热力系统热平衡计算 .83.1热平衡计算方法 .83.2热平衡计算模型 .83.3热平衡计算流程 .133.4计算结果及分析 .144结论 .14参考文献.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 .23附图 1原则性热力系统图 .241摘要核电厂二

2、回路热力系统主要是由蒸汽发生器二次侧、 高压缸、汽水分离再热器、低压缸、冷凝器、凝水泵、给水加热器、给水泵、除氧器等主要设备以及连接上述设备的管道、阀门组成。在蒸汽发生器中，主要通过导热、对流换热等方式将反应堆冷却剂的热量传递给二回路侧工质， 产生的湿饱和蒸汽在汽轮机中膨胀做功后排入冷凝器中。 为提高热效率， 采用再热循环和回热循环， 分别对低压缸进气及给水加热。 本设计中参照大亚湾核电站和岭澳核电站， 采用四级低压给水加热器和两级高压给水加热器， 并在低压给水加热器与高压给水加热器间设置除氧器，采用热力除氧以除去给水中的溶解氧。关键词：二回路热力系统；再热循环；回热循环；21 设计内容及要求

3、本课程设计的主要任务， 是根据设计的要求， 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。? 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。? 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；

4、（ 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2.1总体要求和已知条件? 总体要求 ：本课程设计是学生在学习 核动力装置与设备、核电厂运行 课程后的一次综合训练，是实践教学的一个重要环节，主要任务是根据设计的要求，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。该设计设有一个高压缸，三个低压缸，两级再热，七级回热 ( 包括除氧器 ) ，汽动给水泵。通过课程设计使学生进一步巩固、加深所学的理论知识并有所扩展； 学习并掌握压水堆核电厂二回路热力系统拟定与

5、热平衡计算的方法和基本步骤； 锻炼提高运算、 制图和计算机应用等基本技能； 增强工程概念，培养学生对工程技术问题的严肃、认真和负责态度。? 已知条件 ：见附表 12.2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，其典型的热力系统组成如附图所示。（ 1） 汽轮机组该核电厂汽轮机使用运行压力为6.5 MPa 的蒸汽发生器产生的低参数的饱和蒸汽，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器

6、和两级再热器。（ 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，高压缸排汽经过分离器除湿、经过两级再热器加热，使得进入低压缸315 16MPa , 参考的蒸汽达到过热状态，提高了低压汽轮机运行的安全性和经济性。汽水分离 - 再热器由一级汽水分离器、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。汽水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第 6、第 7 级高压给水加热器。（ 3 ）给水回热系统本设计的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

7、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。给水的焓升分别在高压、低压各级回热器中平均分配。本设计中采用热力除氧器对给水进行除氧，从运行原理来看，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，经过除氧的饱和水再由给水泵输送到高压

8、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。汽动给水泵能够很好地适应机组变负荷运行，利用蒸汽发生器的新蒸汽驱动给水泵汽轮机，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。2.3主要热力参数选择2.3 1 一回路冷却剂的参数选择从提高核电厂热效率的角度来看， 提高一回路主系统中冷却剂的工作压力是有利的。但是，工作压力提高后，但是，工作压力提高后，相应各主要设备的承压要求、材料和加工制造等技术难度都增加了，反过来影响到核电厂的经济性。综合考虑，典型压水堆核电厂主回路系统的工作的压力一般为大亚湾核电厂及秦山核电厂， 1 本设计中压水堆核电厂主回路系统的工作压力

9、选为 15.4MPa，对应的饱和温度为 344.27 。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， 一般要求反应堆出口冷却剂的欠饱和度应至少大于 10，从反应堆安全性考虑，为保险起见，本设计中反应堆出口冷却剂过冷度选为 16，冷却剂出口温度为 328.27 ，冷却剂温升选为 35，反应堆进口温度为 293.27 。大亚湾核电厂冷却剂进 / 出口温度分别为 292.4/329.8 , 冷却剂温升为 37.4 。2.3 2 二回路工质的参数选择（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

10、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， 对于提高核电厂经济性起到了重要作用， 但是受一次侧参数的严格制约， 二回路蒸汽初参数不会再有大幅度的提高。 本设计中取二回路蒸汽参数为 6.5MPa。4蒸汽发生器一、二次侧之间的对数平均传热温差为（一般情况下，Tm 应该在 2033范围内）：TcoTciTmTcoTslnTciTs式中， Tco 、 Tci 分别为反应堆出口、进口冷却剂温度，；Ts 为蒸汽发生器二次侧饱和蒸汽温度，。本 设 计 中Tm =26.12 。 高 压 缸 进 汽 为 新 蒸 汽 ， 进 汽 参 数P 6.11MPa , x 9

11、9.51% ，给水泵汽轮机进汽同样为新蒸汽，进汽参数设置为与高压缸进汽参数相同。（ 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。除了对热经济性影响之外， 蒸汽终参数对汽轮机低压缸末级叶片长度、排汽口尺寸均有重要影响， 因此，需要综合考虑多方面因素选择蒸汽终参数。本设计中取循环冷却水温度为 24, 、循环冷却水温升为 7、冷凝器传热端差为 6、凝结水的温度为37。 1忽略凝结水的过冷度，则冷凝器的运行压力等于凝结水温度对应的饱和压力，使用水和蒸汽性质计算软件可得冷凝器压力为 6.28kPa,( 大亚湾冷凝器额定工况下的压力为 7.5kPa

12、) 。冷凝器的真空对核电站的运行十分重要；首先，冷凝器的真空影响二回路热循环效率， 降低冷凝器内压力， 可增加蒸汽在汽轮机内的可用比焓降，从而提高循环效率；其次，冷凝器的真空对传热有重要影响，当冷凝器内不可凝汽体分压提高时， 蒸汽的凝结放热系数会明显下降； 此外，冷凝器中存在空气， 使蒸汽分压低于汽体总压， 相应的凝结水过冷， 导致凝结水含氧量增加，岭澳二期核电站冷凝器运行压力仅为5.6kPa 3 。低压缸排气压力由冷凝器运行压力所决定， 考虑低压缸排汽压损， 低压缸排汽压力为 6.6kPa ，排汽干度定熵过程结合内效率可求得，为 90.01%。给水泵汽轮机排汽在设计中同样设置在主冷凝器， 排

13、汽压力设计为与高压缸相同， 排汽水压力 0.8554MPa ，定熵过程结合给水泵汽轮机内效率，排汽干度x 86.15，（ 3）蒸汽中间再热参数的选择高压缸的排汽从位于汽水分离器的下侧的入口进入，首先经过汽水分离段，将 98%的水分分离出来， 然后分别经过抽汽和新蒸汽进行再热的第一级和第二级再热器 2 。蒸汽通过再热器和往返管道大约产生8%12%的压降 1 ，本设计中取为 8%，并认为压降各部分平均减少。在汽水分离器再热器中的压力用以下公式计算：psp,iphzprh / 4；prh 1,ipspiprh / 4；5prh 2 ,iprh1,iprh/ 4；prh 2, zprh 2 ,iprh

14、/ 4；prh0.08*phz ；式中： prh为再热蒸汽压损， MPa；psp, i 为汽水分离器进口蒸汽压力，MPa；prh1,i为第一级再热蒸汽进口压力，MPa；prh 2 ,i 为第二级再热蒸汽进口压力，MPa ；prh 2 ,z 为第二级再热蒸汽出口压力，MPa。经过两级再热器加热后的蒸汽温度接近新蒸汽温度，一般情况下，第二级蒸汽再热器出口的热再热蒸汽（过热蒸汽）比用于加热的新蒸汽温度要低14。为便于计算，假设再热蒸汽在第一级再热器和第二级再热器中的焓升相同。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，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的绝热焓降的4

15、0%，最佳分缸压力（即高压缸排气压力）约为高压缸进汽压力的12%14%，本设计中选为了14%，大亚湾为 12.8% ,高压缸排汽压力为 0.8554MPa ，干度为 x86.15%。（ 4）给水回热参数的选择? 给水的焓升初次分配：采用平均分配法时，每一级加热器的理论给水焓升为：hshcdh fw,opZ1hfw ,ophcd Z hfw,op式中， hs 为蒸汽发生器运行压力对应的饱和水比焓，kJ/kg；hcd 为冷凝器出口凝结水比焓，kJ/kg；Z 为给水回热级数；hfw,op 为蒸汽发生器的最佳给水比焓。按照蒸汽发生器运行压力psg 和最佳给水比焓 hfw,op 查水和水蒸汽表，可以确定

16、最佳给水温度 Tfw,op 为 253.92 ，取实际给水温度为理论给水温度的0.88 ，即223.45 ，根据蒸汽发生器运行压力psg 和实际给水温度 T fw 查水和水蒸汽表， 可6以确定实际给水比焓hfw 以此为依据，再次通过等焓升分配的方法确定每一级加hfwhcdh fw热器内给水的实际焓升，即：Z? 给水的焓升二次分配：当除氧器的工作压力选定以后， 再分别对高压给水加热器和低压给水加热器进行第二次焓升分配：hfw ,hh fwhdea,oZhhfw ,lhdea,ohcdZl1式中： hdea,o 为除氧器出口饱和水焓，kJ/kg ；Zh 为高压给水加热器的级数；Zl 为低压给水加热

17、器的级数。本设计中：除氧器工作压力选为0.8145MPa ；高压加热器给水焓升为hfw,h118.08kJ / kg ；低压加热器给水焓升为hfw, l113.90kJ / kg ；除氧器工作压力应略低于高压缸排汽压力，参考大亚湾核电站高压缸排汽与除氧器间压差（大亚湾为0.03115MPa ） 4 , 本设计中压降选为了0.4MPa ，除氧器工作压力选为 0.8145MPa 。? 给水回热系统中的压力选择：除氧器使用高压缸的排气加热，还接收来自第 6级高压给水加热器的疏水，因而除氧器的运行压力应该略低于高压缸的排汽压力， 且除氧器出口水温等于除氧器运行压力对应的饱和温度。凝水泵将冷凝器热井中的

18、凝结水抽出， 经过四级低压给水加热器输送到除氧器中，因而凝水泵的出口压力应该为：pcwppdeapcws式中， pdea 为 除氧器运行压力， MPa；pcws 为凝水泵出口至除氧器的阻力压降，MPa。取凝水泵出口压力为除氧器运行压力的 3.2 倍，即为 2.61MPa，在低压给水加热器中近似看成平均压降。7给水泵将除氧器中的除氧水抽出， 经过两级高压给水加热器输送到蒸汽发生器中，因而给水泵的出口压力应该为：p fwppsgp fws式中， psg 为蒸汽发生器二次侧蒸汽压力，MPa；p fws 为 给水泵出口至蒸汽发生器的阻力压降，MPa。取给水泵出口压力为蒸汽发生器二次侧蒸汽压力的1.18

19、 倍，即 7.67MPa，在高压给水加热器中近似看成平均压降。? 抽汽参数的选择：高压、低压给水加热器均为表面式加热器， 加热蒸汽分别来自主汽轮机高压缸、低压缸的抽汽。给水加热器蒸汽侧出口疏水温度（饱和温度）与给水侧出口温度之差称为上端差（出口端差） 。取高压给水加热器出口端差为 3，取低压给水加热器出口端差为 2，对于每一级给水加热器，根据给水温度、上端差即可确定加热用的抽汽的疏水温度。疏水为饱和水，可查出其对应的压强 pes,i ，再考虑压损可求出抽汽压强。抽汽压损选为 4%，则计算公式如下：ples ,ipes,i / 0.96 ；式中， ples,i为各级抽气压强 ;3 热力系统热平衡

20、计算3.1 热平衡计算方法能量系统或设备有效利用的能量占外界提供能量的百分比， 称为能量系统或设备的效率。效率法以热力学第一定律为依据， 用热效率来定量地表示能量系统或设备能量利用的有效程度。 对电厂热力系统进行热平衡分析的效率法又分为定功率法、定流量法两种，本设计中采用定功率法。定功率计算法以机组的电功率为定值，通过计算求得所需的蒸汽量，设计、运行部门应用较为普通。 定流量计算法以进入汽轮机的蒸汽量为定值，计算能发出多少电功率，汽轮机制造厂多采用这种计算方法。工程中通常采用的热平衡计算方法为定功率法， 即在已知汽轮机的型式、 容量、初终参数，机组回热系统的连接方式及各级各抽汽的汽水参数，高、

21、低压汽轮机的相对内效率， 冷却水温度等条件的情况下， 计算额定工况时机组的耗汽量和各级回热抽汽量，进而确定机组的经济指标。3.2热平衡计算模型对压水堆核电厂热力系统进行热平衡计算， 计算过程中需要列出的基本方程有三类：质量平衡式、各加热器的热平衡式以及汽轮机组的功率方程式。3.2.1模型假设：（ 1）忽略主泵对冷却剂的加热功率；（ 2）各级加热器间管道对给水压强无影响， 即给水压降全部产生在加热器内部；（ 3）忽略压力容器及管道的散热损失；（ 4）忽略凝结水泵及给水泵对给水的加热功率；（ 5）二回路补水位置设在冷凝器热井， 为计算方便假定补水的温度及焓值有8凝结水相同。排污水经处理后排放，不再

22、返回二回路系统。3.2.2 热平衡计算采用简单迭代法，基本步骤如下：（ 1）核蒸汽供应系统热功率计算已知核电厂的输出电功率为N e ，假设电厂效率为e,NPP , 则反应堆热功率为NeQRe, NPP蒸汽发生器的蒸汽产量为DSQR1hs ') (1d )(hs ' hfw )(hfh式中，1 一回路能量利用系数；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，通常取为新蒸汽产量的1.05%左右。计算蒸汽发生器给水量G fw ：G fw(1d )* D S

23、（ 2）二回路系统各设备耗汽量计算，确定对应的新蒸汽耗量GS根据前面计算得到的蒸汽发生器给水量 G fw ，进行给水回热系统热平衡计算，确定出各级抽汽量Ges,k 及冷凝器出口凝结水流量Gcd 。? 冷凝器出口凝结水流量 Gcd 及给水泵汽轮机耗汽量 Gs,fwp首先给冷凝器出口凝结水流量Gcd 假设一个值，初步假设：Gcd0.6* G fw计算给水泵汽轮机耗汽量Gs,fwp1000G fw H fwpN fwp , pfwH fwpp fwp psg式中，G fw -给水泵的质量流量，kg / s ；H fwp -给水泵的扬程， MPa ；fw-给水的密度。给水泵汽轮机的理论功率为：N fw

24、p, tN fwp , pfwp , pfwp ,tifwp ,tmfwp,tg9式中，fwp , p -汽轮给水泵组的泵效率；fwp , ti ,fwp ,tm ,fwp,tg -分别为给水泵组汽轮机的内效率、机械效率和减速器效率。给水泵汽轮机的耗汽量为N fwp ,tGfwp , sH a式中， H a -给水泵汽轮机中蒸汽的绝热焓降，kJ / kg 。给水泵汽轮机进口为新蒸汽，假定新蒸汽从蒸汽发生器至给水泵汽轮机为等焓过程，给水泵汽轮机乏汽直接排放至冷凝器， 假定给水泵汽轮机排汽压力与低压缸排汽压力相同， 根据定熵过程可求出给水泵汽轮机中蒸汽的绝热焓降H a 。? 汽轮机低压缸进汽量 G

25、s,lp 及各级抽汽量 Ges,k冷凝器出口凝结水流量 Gcd 在数值上等于汽轮机低压缸进汽量Gs,lp 、给水泵汽轮机耗汽量 Gs,fwp 以及补水量 G1 三者之和，GcdGs,lpGs,fwpG1 ;Gs,lpGcdGs,fwpG1 ;G1d * D s;第 4 级低压加热器耗汽量 Ges,4Ges,4Gcd (hlfwo ,4hlfwi ,4 ) ；(hes,4hew,4 ) h第 3 级低压加热器耗汽量 Ges,3Ges,3Gcd (hlfwo ,3hlfwi ,3 )Ges,4 (hew,4hew,3 ) ；(hes,3hew,3) h第 2 级低压加热器耗汽量 Ges,2Ges,

26、2Gcd (hlfwo ,2hlfwi ,2 )(Ges,4Ges,3 )(hew,3hew,2 ) ；(hes,2hew,2 ) h第 1 级低压加热器耗汽量 Ges,1Ges,1Gcd (hlfwo ,1hlfwi ,1)(Ges,4Ges,3Ges,2 )(hew,2hew,1) ；(hes,1hew,1 )h式中， hlfwo ,k , hlfwi ,k -第 k 级低压加热器给水的出口及进口焓值；hes,k , hew,k-第 k 级低压加热器抽汽焓值及疏水焓值；第 1 级汽水分离再热器耗汽量 Gres ,1Gres ,1Gs, lp ( hrh1,ohrh 1,i ) ；(hres

27、1,ihrew1,o ) h第 2 级汽水分离再热器耗汽量 Gres ,2Gres ,1Gs,lp (hrh 2,ohrh 2,i ) ；(hres 2,ihrew 2,o ) h式中， hrhj ,i , hrhj ,o -第 j级再热蒸汽进出口焓值；10hresj ,i , hrewj ,o -第 j 级加热蒸汽进口焓值及疏水焓值 （疏水焓值为在对应的抽汽压力下的饱和水焓值，疏水为饱和水） ； 第 7 级高压加热器耗汽量 Ges,7Ges,7G fw (hhfwo ,7hhfwi ,7 )Gres ,2 (hrew ,2hew,7 ) ；(hes,7hew,7 )h第 6 级高压加热器耗汽

28、量 Ges,6G fw (hhfwo,6 hhfwi ,6 ) Gres,1 (hrew,1hew,6 )(Ges,7 Gres,2 )( hew,7 hew,6 )Ges,6( hes,6hew,6 )h式中， hhfwo ,k , hhfwi ,k -第 k 级高压加热器给水的出口及进口焓值；hes,k , hew, k -第 k 级高压加热器抽汽焓值及疏水焓值；? 汽水分离器疏水 Gd高压缸的排汽从位于汽水分离器的下侧的入口进入，首先经过汽水分离段，将98%的水分分离出来，然后分别经过抽汽和新蒸汽进行再热的第一级和第二级再热器 2 ，由此可求出汽水分离器疏水 GdGd0.98*(1 xh

29、 ,i )0.02*(1 xh, iGS,lp)xh ,i式中， xh,i -高压缸排汽干度；高压缸排汽干度 xh, i 可先通过定熵过程求理想焓降，再结合汽轮机内效率求实际焓降，进而得到排汽实际焓值并利用水和蒸汽热力性质软件求出排汽干度，各抽汽点抽汽干度亦是同理求得。? 除氧器耗汽量 Ges,5除氧器使用高压缸排汽来对给水进行热力除氧；G fw hdea,oGcd hdea,i(Gres,1Gres,2Ges,6 Ges,7 )hew,6 Gd hh ,z 'Ges,5(hh , zhdea,o ) h式中， h, z' -汽水分离器疏水焓值；hhh, z-高压缸排汽焓值；h

30、d e a, o , hd ea ,i -除氧器出口及进口给水焓值；? 低压缸内功率Nlt ,iGs,lp (hl , i hes,4 ) (Gs, lp Ges,4 )(hes,2 hes,3 ) (Gs,lp Ges,4 Ges,3 )( hes,3 hes,2 )(Gs,lpGes,4Ges,3Ges,2 )(hes,2hes,1 )(Gs, lpGes,4Ges,3Ges,2Ges,1)( hes,1hl , z )式中， hl ,i ,hl ,z -分别为低压缸进出口蒸汽焓值；? 高压缸内功率及高压缸耗汽量 Gs,hpN ht ,i1000000N lt ,i ；m ge式中， m

31、, ge - 分别为汽轮机组机械效率和发电机效率；高压缸耗汽量 Gs,hp 可通过高压缸内功率求得，Nht ,iGes,7 (hes,7hh ,z ) Ges,6 (hes,6 hh , z ) Gres,1 (hres,1 hh, z )Gs,hphh,ihh, z11式中， hh, i , hh, z -分别为高压缸进出口蒸汽焓值，? 确定对应的新蒸汽耗量 GSGSGS, hpGres,2Gs, fwp ；? 确定对应的新的给水量 G fw ' 及新的冷凝器出口凝结水流量 Gcd 'G fw '(1d )* GSGcd 'G fw 'Ges,7 Ge

32、s,6 Ges,5 Gres,1 Gres ,2 Gd? 比较 Gcd '与 GcdGcd '- Gcd若1% ，Gcd '则 G fh GS ; 否则： Gcd Gcd ' ;返回过程 （2）进行计算，直至Gcd '- Gcd1% 。Gcd '? 在迭代过程中发现此小循环容易发散，进而采用松弛迭代的方法可避免发散的问题。即令：Gcd ''0.7* Gcd 0.3* Gcd 'GcdGcd ''Gcd'- Gcd1%同样返回过程 （ 2）进行计算，直至Gcd '（3）核电厂热效率计算根据以上

33、步骤计算得到的新蒸汽消耗量，计算反应堆的热功率（hfhhfw ) d Gfh (hS ' hfw )G fhQR1进而可计算出核电厂效率为N ee,NPP 'QR '（ 3） 计算精度判断e, NPP 'e,NPP若0.1%e, NPP则循环结束，否则令e,NPPe, NPP ' ，返回过程 （1），进行迭代计算。3.3 热平衡计算流程12开始给定原始数据查询、计算热力参数给定装置效率e, NPP计算反应堆热功率Q R 、蒸汽发生器蒸汽产量D S设置冷凝器出口凝结水流量G cd计算给水泵汽轮机耗汽量G fwp 、汽轮机低压缸进汽量Gs,lp及各级抽汽量G

34、es,k 以及高压缸耗汽量G S,hp确定对应的新蒸汽耗量G S 及新的冷凝器出口凝结水流量 G cd ' 与低压缸的总耗汽量G Slp '否Gcd 'Gcd / Gcd '0.01计算反应堆热功率QR ' 及装置效率e, NPP '否e, NPP 'e, NPP/e , NPP '0.001输出结果结13束3.4 计算结果及分析? 具体计算结果见附录 3；? 结果分析：设计的计算结果与实际的核电厂相近，效率在30.47 % ，计算结果具有一定的可信度，但本设计中的核电厂效率比实际核电厂效率略低， 下面从以下几个方面作简要分析：(

35、1) 蒸汽发生器所选工作压力比大亚湾核电站略低，进而其产生的蒸汽参数也较低，蒸汽发生器所产生的新蒸汽的参数是限制核电厂效率的最主要因素，提高新蒸汽参数可有效提高核电厂效率， 本设计中所选参数稍低可能是影响最后的效率较低的一个重要原因。(2) 在计算过程中，忽略了主泵的热功率，对其的忽略可能对结果造成较大偏差。（ 3）蒸汽发生器产生的新蒸汽排放到高压缸时， 由于在流动过程中存在流动阻力及局部损失，实际过程中新蒸汽的焓值会降低，本设计中未考虑管道损失，近似看成等焓过程。再者管道损失系数一般为 0.95-0.98 ，所以由此带来的偏差较小。（ 4）本设计中没有考虑两级再热器的热效率， 对最终结果会有

36、影响， 但是由于再热器的热效率较高，影响不会太大。（ 5）为满足质量守恒，认为蒸汽发生器的排污水直接经处理后排放到厂外，补水设在冷凝器， 补水与冷凝器内饱和水性质相同， 实际过程中造水系统为二回路充水，以补偿泄露损失和蒸汽发生器的排污水损失， 补水性质可能与冷凝器内的饱和水性质不一， 且补水位置不一定设置在冷凝器， 可将补水位置设置在某一级加热器的疏水箱， 补充由乏汽加热过的水， 以提高热效率， 但是蒸汽发生器的排污量仅为新蒸汽产量的 1%左右，故此偏差带来的影响也较小。（ 6）在加热器设计中采用逐级疏水的设计方案， 并忽略了疏水从高一级流向低一级时的热量损失及泄露损失， 其未考虑疏水的加热效

37、率与抽汽的加热效率之间的差异，对结果会造成一定的偏差。（ 7）忽略了给水泵对流经其流体的能量的增量， 认为给水经给水泵为等焓过程，仅仅压强升高，用等焓过程计算，给水温度降低，但实际核电厂中给水泵对流体热量会有一定的提高， 给水温度会升高，此过程的简化处理会造成一定偏差。（ 8）设计中给水泵汽轮机排汽直接排放至主冷凝器实际核电厂有辅冷凝器以及乏汽系统，此处设计可能对结果造成一定偏差。4 结论本课程设计的核电厂效率为 30.47 ，符合一般压水堆的效率范围，本次课程设计仅仅是从热平衡角度进行的一次简单的设计，在一些地方进行了简化，如：在考虑高压缸出口至第二级再热器出口的压力、 四级低压给水加热器之

38、间、 两级高压给水加热器之间时均按平均压降处理等， 这些简化处理与实际有差异， 会造成一定的偏差。本次课程设计仅仅从热平衡的角度对二回路系统进行了热力分析， 并未对影响核电厂效率的因素 （如新蒸汽参数、 回热级数、冷凝器运行压力等） 进行分析，若对影响核电厂效率的因素分析可采用火用分析法。另外，在求解冷凝器出口凝结水流量Gcd 时，可通过联立热平衡及质量平衡14方程组直接求得， （在此次课程设计时仅仅列出了方程组，并未计算）使用方程组求解，直接计算较为方便，若编程则难度较迭代求解提高。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】 高蕊 . 压水堆核电站热力系统建模分析与研究 . 上海交通大学， 2007.【 3】 苏耿 . 岭澳二期核电站常规岛热力系统建模分析与分析 . 上海交通大学，2009.【 4】 范文楷 . 核电二回路经济分析；哈尔滨工程大学，2013.15已知条件和给定参数序号项目1 核电厂输出电功率2 一回路能量利用系数3 蒸汽发生器出口蒸汽干度4 蒸汽发生器排污率5 高压缸内效率6 低压缸内效率7 汽轮机组机械效率8 发电机效率9 新蒸汽压损10 再热蒸汽压损11 回热抽汽压损12 低压缸排汽压损13 高压给水加热器出口端差14