核动力系统火用分析

1、核动力系统火用分析G 流量，kg/sP 压力，MPaX 干度T 温度，水蒸汽蒸汽发生器反应堆主泵主泵排污水排污罐排舷外高压加热器除氧器低压加热器主喷射泵辅喷射泵主冷凝器造水系统高压缸低压缸冷凝泵汽轮发电机组全船用汽主分离器中间分离器4.2P 0.9975X4.0P0.993X0.462G0.8P0.93X0.3P0.88X0.26G0.27P0.28P0.993X0.12P 0.96X0.06G0.643G 0.869X0.132G给水泵0.24P0.94X0.32P 160T0.257G1.6P0.08P120T300T270T 14P第1页/共14页序号名 称符号单位数值1装置有效功率Ne

2、kW66152蒸汽发生器热功率占反应堆热功率的份额sg0.99693蒸汽发生器排污率pw0.011644排污罐压力ppwMPa0.275主冷凝器压力pckPa4.96辅冷凝器压力PackPa6.457低压汽轮机排汽处至冷凝器阻力损失pckPa0.278高压汽轮机机械效率m,ht0.98029低压汽轮机机械效率m,lt0.980210高压汽轮机减速器效率g,ht0.975111低压汽轮机减速器效率g,lt0.975112轴系效率w0.947913汽轮机发电功率Ne,gkW264014发电机功率g0.93215发电汽轮机有效效率e,gt0.542716发电汽轮机排汽至辅冷凝器阻力损失packPa0

3、.2717给水量为18kg/s时给水泵出口至蒸汽发生器入口给水管道的流动阻力pfw, v0MPa0.573418给水泵出口至蒸汽发生器入口的静压降pfw,cMPa0.294219给水泵效率fwp0.56820给水泵汽轮机机械效率m,fwpt0.891第2页/共14页热平衡计算 目的：获得二回路各线路的工质流量，为后续的火用分析做准备。 计算过程 第3页/共14页火用分析蒸汽发生器 该核动力系统中蒸发器二次侧工质的吸热过程只包括预热段和蒸发段,各段单独进行火用分析. (1)预热段 一次侧冷却剂放热所具有的火用为2020,ln1)()1 (22ccepcccpccTTccpccccepcccpcc

4、TTccxTTTcGTcGdTTcGTTcGdTcGTTEceccec第4页/共14页 二次侧工质吸热所具有的火用为 则预热段火用损失为 忽略预热段的散热损失 蒸汽发生器一次侧冷却剂总发热火用为fwspfffpffTTffpfffwspfffpffTTffxTTTcGTcGdTTcGTTcGdTcGTTEsfwsfwln1)()1 (00,)lnln(200,ccepccfwspfffpffcpccfxcxxlTTTcGTTTcGTcGTcGEEEfpffcpccTcGTcG)lnln(20ccefwsfcpccxlTTTTTTTcGE210200ln1)()1 (1212ccpcccpccT

5、TccpccccepcccpccTTcTTTcGTcGdTTcGTTcGdTcGTTEcccc0EExls第5页/共14页 (2)蒸发段 类似的，火用损失为 火用损系数为 蒸发器火用损系数 )ln(1 0 cecscpccxlTTTTTcGE0 EExls sss第6页/共14页火用分析汽动泵 由于汽轮机在工作时内部存在蒸汽膨胀和功率传输两个过程，因此汽轮机内的火用损失包括两个部分： (1)蒸汽膨胀过程的火用损失 汽轮机内功率为蒸汽在汽轮机内放出的火用为)(,ofwptifwptfwptsihhGNofwptifwptofwptifwptfwptssxssThhGE,0,ifwptofwptf

6、wptsisxtxlssTGNEE,0,1,第7页/共14页 (2)功率传输过程的火用损失 在功率阐述过程中，由于齿轮减速器和汽轮机轴承的机械摩擦，导致了机械能的损失。这部分损失为 泵在工作过程中，由于水力、流量及机械等损失使部分机械能耗散为热能，但这些号耗散的能量基本上被流体所吸收，这部分火用损失为pmtpitxlNNNE) 11(2,feppxlTTNNE0,)(102) 11(11,0,0,2,1,fwpfwptsfpppmtifwptofwptfwptspxltxltxltpxlHGTTssTGEEEE第8页/共14页火用分析换热器 换热器火用损为流入工质的火用之和与流出工质火用之和的

7、差值为 工质火用的计算ooxiixxlEEE,oioixssThhGE0第9页/共14页火用分析二回路设备火用损/kJ火用损系数/%损失主要原因蒸汽发生器(1台)1093.72568.3833存在换热温差汽动给水泵166.91131.2794电气损失、机械摩擦及流体损失发电汽轮机1250.66259.5862绝热膨胀过程不可逆、轴承摩擦及调节系统能量消耗、电气损失主汽轮机高压汽轮机1404.885010.7683绝热膨胀过程不可逆，调节系统能量消耗损失低压汽轮机1008.79026.5119分离器主分离器178.75591.3701摩擦、散热及漏泄中间分离器82.02090.6287加热器高压

8、加热器84.17130.6452存在换热温差低压加热器213.29381.6349冷凝器主冷凝器907.44286.9555换热不可逆及能量排出动力循环辅冷凝器299.75342.2976排污罐30.84090.2364摩擦、散热及排舷外污水携带能量除氧器752.95445.7713不可逆混合总计8567.93464.4521二回路净效率/%35.5479第10页/共14页火用分析蒸汽发生器 该核动力系统中蒸发器二次侧工质的吸热过程只包括预热段和蒸发段,各段单独进行火用分析. (1)预热段 一次侧冷却剂放热所具有的火用为2020,ln1)()1 (22ccepcccpccTTccpccccep

9、cccpccTTccxTTTcGTcGdTTcGTTcGdTcGTTEceccec第11页/共14页火用分析汽动泵 由于汽轮机在工作时内部存在蒸汽膨胀和功率传输两个过程，因此汽轮机内的火用损失包括两个部分： (1)蒸汽膨胀过程的火用损失 汽轮机内功率为蒸汽在汽轮机内放出的火用为)(,ofwptifwptfwptsihhGNofwptifwptofwptifwptfwptssxssThhGE,0,ifwptofwptfwptsisxtxlssTGNEE,0,1,第12页/共14页火用分析二回路设备火用损/kJ火用损系数/%损失主要原因蒸汽发生器(1台)1093.72568.3833存在换热温差汽动给水泵166.91131.2794电气损失、机械摩擦及流体损失发电汽轮机1250.66259.5862绝热膨胀过程不可逆、轴承摩擦及调节系统能量消耗、电气损失主汽轮机高压汽轮机1404.885010.7683绝热膨胀过程不可逆，调节系统能量消耗损失低压汽轮机1008.79026.5119分离器主分离器178.75591.3701摩擦、散热及漏泄中间分离器82.02090.6287加热器高压加热器84.17130.6452存在换热温差低压加热器213.293