压水堆核电厂二回路初步设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上哈尔滨工程大学本科生课程设计（二）压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书班 级：学 号：姓 名：院系名称：核科学与技术学院专业名称：核工程与核技术指导教师:目录摘要1 设计内容与要求2 热力系统原则方案确定 2.1总体要求和已知条件 2.2热力系统原则方案 2.3主要热力参数选择3 热力系统热平衡计算 3.1 热平衡计算方法 3.2 热平衡计算模型 3.3 热平衡计算流程 3.4 计算结果及分析4 结论附录 附表1 已知条件和给定参数 附表2 选定的主要热力参数汇总表 附表3 热平衡计算结果汇总表 附图1 原则性热力系统图参考文献摘要 本课程设计是学生在学习核动力装

2、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。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。按照初步设计基本流程，首先确定压水堆核电厂二回路热力系统原则方案，并根据已知条件和给定参数，选择确定一、二回路工质的主要热力参数，然后采用定功率计算法对热力系统原则方案进行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、汽轮机耗汽量、给水泵功率和扬程等主要参数，为二回路热力系统方案

3、设计和优化提供基础。1.设计内容及要求 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。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。 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

4、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2.1 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1000 MW。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

5、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。凝水泵和循环冷却

6、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。已知条件和给定参数见附表1。2.2 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。2.2.1 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、三个低压缸组成，

7、高压缸、低压缸之间设置外置式汽水分离器。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12%14%。2.2.2 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。2.2.3 给水回热系统

8、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。本课程设计均采用逐级回流方式。给水回热系统的三个基本参数是给水回热级数、给水温度以及各级中的焓升分配

9、。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。本课程设计给水回热级数取7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

10、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。2.3 主要热力参数选择压水堆核电厂一、二回路工质的运行参数之间存在着相互制约关系，如下图所示。典型压水堆核电厂一、二回路工质温度之间的制约关系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，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

11、路系统的工作压力一般为1516MPa，对应的饱和温度为342347。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，为保险起见，可取欠饱和度大于1520。参考900MW压水堆核电厂系统与设备选取：反应堆冷却剂系统运行压力 PC =15.6MPa冷却剂压力对应的饱和温度 Tc,s = 345.28反应堆出口冷却剂过冷度 Tsub=18反应堆出口冷却剂温度 Tco=327.282.3.2 二回路工质的参数选择二回路系统需要确定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

12、汽终参数）、蒸汽再热温度、给水温度和焓升分配等。 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，目前二回路蒸汽参数已经提高到5.07.0 MPa，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。选取： 二回路蒸汽参数为：6.5MPa 对应的饱和蒸汽温度为：280.9蒸汽发生器一、二次侧之间的对数平均传热温差为Tm=Tco-TcilnTco-TsTci-Ts=24.91 2. 蒸汽终参数的选择在热力循环及蒸汽初参

13、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Tsw以及冷凝器端差T的限制。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。凝结水的温度为Tcd=Tsw,1+Tsw+T式中，Tsw,1 循环冷却水温度，按照当地水文条件或者国家标准选取，我国北方地区取18，南方地区取24； Tsw循环冷却水温升，一般为612；d T 冷凝器传热端差，一般为310。选取： 循环冷却水温度为：24循环水温升为：7冷凝器传热端差：7凝结水的温度为：Tcd=Ts

14、w,1+Tsw+T =24+7+7 =38冷凝器的运行压力为Tcd对应的饱和压力，查表得：6.62kPa 3. 蒸汽中间再热参数选择蒸汽再热循环的最佳再热压力取决于蒸汽初终参数、中间再热前后的汽轮机内效率、中间再热后的温度与中间再热加热蒸汽的压力和给水回热加热温度等。高压缸的排汽进入汽水分离器，经过分离器除湿后，再依次进入第一级再热器和第二级再热器加热，在汽水分离器再热器中的总压降为高压缸排汽压力的3%左右。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1315左右。为便于计算，假设再热蒸汽在第一级再热器和第二级

15、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，可据此选择中间分离器的进口压力（相当于高压缸排汽压力）。选取： 新蒸汽压损Pfh=6%Pfh高压缸进汽压力，由压损求得 Ph,i=Pfh-Pfh=6.11 MPa参考900MW压水堆核电厂系统与设备选取： 高压缸进口蒸汽干度xh,i=99.5% 高压缸排汽压力Ph,z=0.783 MPa根据高压缸内效率可求得： 高压缸排汽干度xh,z=85.99%参考900MW压水堆核电厂系统与设备选取： 低压缸进口蒸汽压力Pl,i=0.74 MPa 低压缸进口蒸汽温度Tl,i=265.1 汽水分离再热器的压力分配采用设计时普遍

16、采用的平均分配法，即分离器和每一级给水加热器内给水的压力差相等。利用此方法可以求得相应的压力。 4.给水回热参数的选择（1）给水的焓升分配多级回热分配可以采用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，这种方法简单易行。采用平均分配法时，每一级加热器的理论给水焓升为hfw,op=hs'-hcdZ+1=1244.91-157.857+1=135.88 kJ/kg式中，hs'蒸汽发生器运行压力对应的饱和水比焓，kJ/kg； hcd冷凝器出口凝结水比焓，kJ/kg； Z给水回热级数。 则蒸汽发生器的最佳给水比焓为hfw,op=hcd+Zhfw,op=157.

17、85+7×135.88=1109.01 kJ/kg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，可以确定最佳给水温Tfw,op=254.79 。最佳给水温度可使回热循环汽轮机绝对内效率达到最大值，但是实际给水温度Tfw往往低于理论上的最佳给水温度Tfw,op，通常可以取为Tfw=0.850.90×Tfw,op=0.85×254.79=216.57根据蒸汽发生器运行压力Psg和实际给水温度Tfw查水和水蒸汽表，可以确定实际给水比焓hfw=929.21 kJ/kg，以此为依据，再次通过等焓升分配的方法确定每一级加热器内给水的实际焓升，即hfw=

18、hfw-hcdZ=929.21-157.857=110.19 kJ/kg（2）给水回热系统中的压力选择除氧器使用高压缸的排汽加热，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Pcwp=Pdea+Pcws式中，Pdea除氧器运行压力，MPa； Pcws凝水泵出口至除氧器的阻力压降，MPa；一般情况下，取凝水泵出口压力为除氧器运行压力的33.2倍。所以Pcwp=Pdea×3=2.25 MPa给水泵将除

19、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Pfwp=Psg+Pfws式中，Psg蒸汽发生器二次侧蒸汽压力，MPa； Pfws给水泵出口至蒸汽发生器的阻力压降，MPa；一般情况下，取给水泵出口压力为蒸汽发生器二次侧蒸汽压力的1.151.25倍。所以Pfwp=Psg×1.2=7.8 MPa（3）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）u ,蒸汽侧蒸汽温度与给水侧进口温度之差称为下端差（进口端差）d ，如下

20、图所示。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温度。由于抽汽一般是饱和蒸汽，由抽汽温度可以确定抽汽压力。对于第一级低压给水加热器，加热用的抽汽温度：63.62+2=65.62饱和蒸汽对应的压力，查水蒸汽热力图表得：0.0262MPa算上抽汽压损后可得抽汽压力：0.0276 MPa根据低压缸内效率可以求得抽汽干度：94.59%其它各级抽汽压力计算如上。表面式换热器的端差3. 热力系统热平衡计算3.1 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

21、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。在计算之前需要整理的原始资料为：（1）给水加热器蒸汽侧压力等于抽汽压力减去抽汽管道压损；（2）给水加热器疏水温度和疏水比焓分别为汽侧压力下对应的饱和水温度和饱和水比焓；（3）蒸汽发生器进口给水压力比新蒸汽压力高0.1MPa；（4）给水加热器出口水温等于疏水温度减去出口端差；（5）给水加热器出口水温度由加热器出口水比焓和水侧压力查水和水蒸汽表确定。3.2 热平衡计算模型 （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Ne，假设电厂效率为Ne,NPP，则反

22、应堆的热功率为QR=Nee,NPP=e,NPP kW蒸汽发生器的蒸汽产量为Ds=QR1hfh-hs'+1+d(hs'-hfw)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得饱和水焓，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1.05%；代入数据得Ds=QR12777.07-1324.26+1+0.26-929.21=QR11852.11（2）汽水分离第二级再热器新蒸汽的抽汽对其加热，抽汽冷取成的疏水排入第七级高压给水加热器Gs,2×hs,2-hs,

23、2'=Gf×(hrh2,o-hrh2,i)式中，Gs,2 新蒸汽加热第二级再热器的抽汽量,kg/s； hs,2 新蒸汽抽汽的比焓，kJ/kg； hs,2' 新蒸汽抽汽冷却成疏水的比焓，kJ/kg； Gf 再热器出口蒸汽流量，即低压缸秏汽量，kg/s； hrh2,o 二级再热器出口比焓，kJ/kg； hrh2,i 二级再热器进口比焓，kJ/kg；代入数据得Gs,2×2777.23-1213.24=Gf×(2985.4-2872.15) Gs,2=0.0724Gf (1) (3)汽水分离第一级再热器高压缸抽汽对其加热，抽汽冷却成的疏水排入第六级高压给水

24、加热器Ghes,8×hhes,8-hhes,8'=Gf×(hrh1,o-hrh1,i)式中，Ghes,8 用于加热第一级再热器的高压缸抽汽量，kg/s； hhes,8 高压缸抽汽的比焓，kJ/kg； hhes,8' 高压缸抽汽冷却成疏水的比焓，kJ/kg； hrh1,o 一级再热器出口比焓，kJ/kg； hrh1,i 一级再热器进口比焓，kJ/kg；代入数据得Ghes,8×2653.96-981.84=Gf×(2872.15-2758.90) Ghes,8=0.0677Gf (2) (4)汽水分离器去除高压缸排汽的98%的水分，这部分疏水

25、排至除氧器Gs,3=Gw,3+GfGw,3=0.98×(1-xh,z)×Gs,3式中，Gs,3 高压缸排汽进入汽水分离再热器的排汽量，kg/s； Gw,3 高压缸排器进入除氧器的疏水量，kg/s； Xh,z 高压缸出口排汽干度。代入数据易得 Gw,3=0.1373Gf (3) Gs,3=1.1373Gf (4)（5）第七级高压给水加热器Gfw×hfwh=Ghes,7×hhes,7-hhes,7'+Gs,2×(hs,2-hhes,7')式中，Gfw 给水量，kg/s； hfw每一级给水加热器的给水焓升，kJ/kg； Ghes,7

26、第七级高压缸抽汽量，kg/s； hhes,7 第七级高压缸抽汽比焓，kJ/kg； hhes,7' 第七级给水加热器疏水比焓，kJ/kg；代入数据得111.3Gfw=1969Ghes,7+271.92Gs,2代入(1)式得 Ghes,7=0.0656Gfw-0.0116Gf (5)（6）第六级高压给水加热器Gfw×hfwh=Ghes,6×hhes,6-hhes,6'+Ghes,8×hhes,8'-hhes,6'+(Ghes,7+Gs,2)×(hhes,7'-hhes,6')代入数据得111.3Gfw=1736

27、.42Ghes,6+152.31Ghes,8+111.79Ghes,7+111.79Gs,2将(1)、(2)、(5)式代入上式得 Ghes,6=0.0599Gfw-0.00985Gf (6)（7）给水泵汽轮机秏汽量计算给水泵的有效输出功率为Nfwp,p=1000GfwHfwpfw式中，Gfw 给水泵的质量流量，kg/s； Hfwp给水泵的扬程，MPa； fw 给水的密度，kg/m3；给水泵汽轮机的理论功率为Nfwp,t=Nfwp,pfwp,pfwp,tifwp,tmfwp,tg式中，fwp,p汽轮给水泵组的泵效率； fwp,ti，fwp,tm，fwp,tg分别为给水泵汽轮机组的内效率、机械效率

28、和减速器效率。给水泵汽轮机的秏汽率为Gfwp,s=Nfwp,tHa计算得 Gfwp,s=0.0639Gfw (7)（8）除氧器对除氧器列质量守恒和能量守恒方程Gfw=Gs,dea+Gw,3+Gcd+Ghes,6+Ghes,7+Ghes,8+Gs,2Gfw×hdea,o=Gs,dea×hs,dea+Gw,3×hw,3+Gcd×hdea,i+(Ghes,6+Ghes,7+Ghes,8+Gs,2)×hhes,6'式中，Gs,dea除氧器秏汽量，kg/s； Gcd 凝结水流量，kg/s；且有 Gcd=Gf+dDs+Gfwp,s (8)代入(2)

29、、(3)、(5)、(6)、(7)、（8）式及相关数据到质量守恒和能量守恒方程中可求得 Gs,dea=DS-0.1894Gfw-1.256Gf (9) Gf=1.072DS-0.047Gfw (10)（9）第四级低压给水加热器Gcd×hfwh=Gles,4×(hles,4-hles,4')111.3Gcd=Gles,4×(2883.04-606.04) Gles,4=0.04888Gcd (11)（10）第三级低压给水加热器Gcd×hfwh=Gles,3×hles,3-hles,3'+Gles,4×(hles,4'

30、;-hles,3')111.3Gcd=Gles,3×2756.73-495.46+Gles,4×（606.04-495.46）代入(11)式得 Gles,3=0.04683Gcd (12)（11）第二级低压给水加热器Gcd×hfwh=Gles,2×hles,2-hles,2'+(Gles,3+Gles,4)×(hles,3'-hles,2')111.3Gcd=Gles,2×2629.24-384.93+(Gles,3+Gles,4)×(495.46-384.93)代入（11）、（12）式得 G

31、les,2=0.04488Gcd (13)（12）第一级低压给水加热器Gcd×hfwh=Gles,1×hles,1-hles,1'+(Gles,2+Gles,3+Gles,4)×(hles,2'-hles,1')111.3Gcd=Gles,1×2494.77-274.62+(Gles,2+Gles,3+Gles,4)×(384.93-274.62)代入（11）、（12）、（13）式得 Gles,1=0.04315Gcd (14)至此，当确定一个总蒸汽产量DS时，回路中各处流量均可求出。（13）低压缸内功率Nt,2=Gf&

32、#215;h0-hles,4+Gf-Gles,4×hles,4-hles,3+Gf-Gles,4-Gles,3×hles,3-hles,2+Gf-Gles,4-Gles,3-Gles,2×hles,2-hles,1+Gf-Gles,4-Gles,3-Gles,2-Gles,1×hles,1-hz得Nt,2=641.83Gf-539.47Gles,4-413.16Gles,3-285.67Gles,2-151.2Gles,1（14）根据定功率前提 megNt,1+Nt,2=Ne可求出所需的高压缸内功率Nt,1。而根据低压缸内功率的类似求法可得Nt,1=29

33、8.96Gs,1-175.69Ghes,8-159.05Ghes,7-87.68Ghes,6进而可以求得高压缸秏汽量Gs,1=Nt,1+175.69Ghes,8+159.05Ghes,7+87.68Ghes,6298.96所以二回路系统总的新蒸汽耗量为Gfh=Gs,1+Gs,2+Gfwp,s(15)核电厂热效率计算根据以上步骤计算得到的新蒸汽耗量，计算反应堆的热功率QR'=Gfhhfh-hfw+dGfh(hs'-hfw)1进而可以计算出核电厂效率为e,NPP'=NeQR'（16）计算精度判断 将计算得到的核电厂效率e,NPP'与初始假设的e,NPP比较，

34、若绝对误差小于0.1%，即完成计算，否则以e,NPP'为初始值，返回步骤（1）进行迭代计算。3.3 热平衡计算流程热力计算的一般流程采用C+编程进行迭代计算，程序源代码如下：#include <stdio.h>#include <math.h>main() float i,n1,n2,Qr,Ds,Gfw,Gfwps,Gf,Gs2,Ges8,Ges7,Ges6,Gsdea,Gcd,Ges4,Ges3, Ges2,Ges1,Nt1,Nt2,Gs1,Gfh,Qr2;i=1;n1=0.32;n2=0.30;while(fabs(n1-n2)/n1>=0.001)

35、n1=n2; /*初始假设核电厂效率及效率循环迭代*/ Qr=/n1; /*反应堆热功率*/ Ds=0.99*Qr/(1852.11); /*蒸汽发生器总蒸汽产量*/ Gfw=1.0105*Ds; /*给水泵给水量*/ Gfwps=0.0639*Gfw; /*给水泵汽轮机耗汽量*/ Gf=1.072*Ds-0.447*Gfw; /*再热蒸汽量即低压缸秏汽量*/ Gs2=0.0724*Gf; /*第二级再热器秏汽量*/ Ges8=0.0677*Gf; /*第一级再热器秏汽量*/ Ges7=0.0656*Gfw-0.0116*Gf; /*高压缸第7级抽汽量*/ Ges6=0.0599*Gfw-0.

36、00985*Gf; /*高压缸第6级抽汽量*/ Gsdea=Ds-0.1894*Gfw-1.256*Gf; /*除氧器秏汽量*/ Gcd=Gf+Gfwps+0.0105*Ds; /*凝结水量*/ Ges4=0.04888*Gcd; /*低压缸第4级抽汽量*/ Ges3=0.04683*Gcd; /*低压缸第3级抽汽量*/ Ges2=0.04488*Gcd; /*低压缸第2级抽汽量*/ Ges1=0.04315*Gcd; /*低压缸第1级抽汽量*/Nt2=641.83*Gf-539.47*Ges4-413.16*Ges3-285.67*Ges2-151.2*Ges1; /*低压缸内功率*/ Nt

37、1=/0.99/0.99-Nt2; /*高压缸内功率*/ Gs1=(Nt1+175.69*Ges8+159.05*Ges7+87.68*Ges6)/298.96; /*高压缸秏汽量*/Gfh=Gs1+Gs2+Gfwps; /*总耗气量*/ Qr2=1852.11*Gfh/0.99; /*计算得到的反应堆实际热功率*/ n2=/Qr2; /*计算得到的核电厂效率*/ if(i<=3)printf("核电厂效率=%fn",n1); printf("反应堆热功率=%fn",Qr); printf("蒸汽发生器总蒸汽产量=%fn",Ds

38、); printf("汽轮机高压缸秏汽量=%fn",Gs1); printf("汽轮机低压缸秏汽量=%fn",Gf); printf("第一级再热器秏汽量=%fn",Ges8); printf("第二级再热器秏汽量=%fn",Gs2); printf("除氧器秏汽量=%fn",Gsdea); printf("给水泵汽轮机秏汽量=%fn",Gfwps); printf("给水泵给水量=%fn",Gfw); printf("给水泵扬程=7.05n&q

39、uot;); printf("高压缸第7级抽汽量=%fn",Ges7); printf("高压缸第6级抽汽量=%fn",Ges6); printf("低压缸第4级抽汽量=%fn",Ges4); printf("低压缸第3级抽汽量=%fn",Ges3); printf("低压缸第2级抽汽量=%fn",Ges2); printf("低压缸第1级抽汽量=%fn",Ges1); printf("下一次循环n"); i=i+1; printf("最后一次循

40、环n"); printf("核电厂效率=%fn",n1); printf("反应堆热功率=%fn",Qr); printf("蒸汽发生器总蒸汽产量=%fn",Ds); printf("汽轮机高压缸秏汽量=%fn",Gs1); printf("汽轮机低压缸秏汽量=%fn",Gf); printf("第一级再热器秏汽量=%fn",Ges8); printf("第二级再热器秏汽量=%fn",Gs2); printf("除氧器秏汽量=%fn&q

41、uot;,Gsdea); printf("给水泵汽轮机秏汽量=%fn",Gfwps); printf("给水泵给水量=%fn",Gfw); printf("给水泵扬程=7.05n"); printf("高压缸第7级抽汽量=%fn",Ges7); printf("高压缸第6级抽汽量=%fn",Ges6); printf("低压缸第4级抽汽量=%fn",Ges4); printf("低压缸第3级抽汽量=%fn",Ges3); printf("低压缸第

42、2级抽汽量=%fn",Ges2); printf("低压缸第1级抽汽量=%fn",Ges1); printf("end!"); while(i>=1) i=i+0.1;3.4 计算结果及分析经过热力学分析、计算，得到核电厂效率为31.32%，与参考资料中数据比对，接近核电厂实际效率；其它量也与实际核电厂中数据相差不大，说明在设计中没有出现原则性的错误。计算结果见附表3。4结论本课程设计以大亚湾核电站为蓝本，大亚湾核电站是典型的压水堆核电站，当认为环境温度（循环冷却水温度）在24并保持不变时，其效率可达34%。本次压水堆核电站二回路热力系统

43、设计依照大亚湾的部分参数进行选择，列出热平衡方程式，可求出各个运行设备的流量，并求出设计核电厂效率。本课程设计做了一些简化假设，如不考虑二次再热蒸汽到低压缸的压力损失，给水经过给水加热器时的压力损失等，这些假设都会引起一定的误差，但误差不大。通过本课程设计，我锻炼了运用MATLAB,C+,CAD等软件的技巧，提高了计算机绘图、制表、数据处理的能力，提高了查阅资料、合理选择和分析数据的能力，同时也掌握了工程设计说明书撰写的基本原则。附表1 已知条件和给定参数序号项目符号单位取值 1核电厂输出电功率NeMW1000 2一回路能量利用系数10.99 3蒸汽发生器出口蒸汽干度xfh%99.75 4蒸汽

44、发生器排污率d1.05% 5高压缸内效率h,i%82.07 6低压缸内效率l,i%83.59 7汽轮机组机械效率m0.99 8发电机效率ge0.99 9新蒸汽压损PfhMPa6%Pfh 10再热蒸汽压损PrhMPa5.8%Phz 11回热抽汽压损Pe,jMPa5%Pe,j 12低压缸排汽压损PcdkPa5%Pl,z 13高压给水加热器出口端差h,u3 14低压给水加热器出口端差l,u2 15加热器效率h0.99 16给水泵效率fwp,p0.58 17给水泵汽轮机内效率fwp,ti0.80 18给水泵汽轮机机械效率fwp,tm0.90 19给水泵汽轮机减速器效率fwp,tg0.98 20循环冷却

45、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，15-1615.62反应堆冷却剂的饱和温度Tc,s查水和水蒸汽表确定345.283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Tco-=-327.285反应堆进出口冷却剂温升Tc选定，3040356反应堆进口冷却剂温度Tci=-292.287蒸汽发生饱和蒸汽压力PsMPa选定，5.0-7.06.58蒸汽发生器饱和蒸汽温度TfhPs对应的饱和温度280.99一、二次侧对数平均温差Tm相关公式24.9110冷凝器中循环冷却水温升Tsw选定，6-8711冷凝器传热端差T选定，3-10712冷凝器凝结水饱和温度TcdTcd=Tsw,1+Tsw+T3813冷凝器的运行压力PcdkPaTcd对应的饱和压力6.6214高压缸进口蒸汽压力Ph,iM