论文答辩船舶核动力装置局部热平衡计算和分析

1、论文答辩,姓 名：赵 峰 学 号：20062602 指导老师：郝高宇 2010.06.12,船舶核动力装置局部热平衡计算,压水堆核动力装置原理流程图,一回路,二回路,计算重点,工作任务,工作原理 计算平衡模型,热效率计算法 1.已知条件 2.计算步骤,局部热平衡 计算实例,结果分析 得出结论,NO.2,NO.3,NO.4,NO.1,背景、目的和意义,一. 核动力装置热力计算对于船舶核动力设计、运 行及改造都具有重要的作用 二. 通过热平衡计算和分析来确定由于某些运行参数及系统变化频繁所导致的经济指标的变化在线运行监测诊断系统 三.根据热平衡分析的计算结果，可以指出 1.能量转换、传递及分配中能

2、量损失的数量和原因 2.评价能量利用的热力学程度 3.同时也可以为热力系统的 分析提供根据（进一步研究） 四.从热效率计算出发配合实例分析船舶核动力装置的热力系统分析，得出结论,国内外研究现状,研究核动力装置能量转换、流动与传热等过程以及核动力装置各子系统之间的内在联系，使各子系统与核动力装置匹配最优化。 核动力装置热平衡研究必须同时考虑核动力装置的结构、进排气系统、冷却系统和润滑系统的相互影响,这是一项十分复杂的系统工程。 手段：仿真模拟（有效、潜力）,核动力装置基本热力循环,二回路系统,理想朗肯循环,实际朗肯循环,效率,摩擦损失 散热损失,区别（汽轮机内蒸汽的膨胀过程）,考虑管道内蒸汽流动

3、损失,1.热效率法 2.循环函数法 3.等效热降法,局部热平衡计算的方法,（重点介绍）,定义：热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。 条件：认为机组的电功率为定值，将热力系统中任何局部变化对热经济性的影响，仅归于机组内功率的变化。,热效率法,定功率法,定流量法,已知条件,装置的类型、系统组成、反应堆及一回路系统主要参数、额定电功率 汽轮机的型式、容量以及蒸汽初、终参数 计算工况下的装置热力系统原则性热力线图（机组连接方式及各级抽汽的汽水参数，蒸汽再热系统的连接方式及相应的再热蒸汽参数） 汽轮机的内效率、机械效率和发电机效率 循环冷却水温度,热平衡

4、计算步骤,反应堆功率,核蒸汽供应系统的热功率,给水量,总蒸汽耗量,核蒸汽供应系统热功率,系统有效效率,比较假设效率与计算效率,核动力装置系统能量平衡模型分析,反应堆 蒸汽发生器 给水回热系统（加热器、除氧器） 汽水分离-蒸汽再热器 汽轮机 凝汽器和泵,主汽轮机的耗汽量计算（举例介绍）,主汽轮机耗汽量方程,等效热降法,前提：新蒸汽流量和燃料供给热量保持不 变，循环的初、终参数和汽态线不变 目的：以内功率的变化分析计算其经济性 对于已确定的热力系统，其汽水诸参数均为已知，即可计算 、和热经济性变化的定量结果。因而使得热力系统的计算简化，并使局部定量计算成为可能。,循环函数法,抽汽回热循环的热效率：

5、,当蒸汽初、终参数、回热系统及其汽水参数一定时，上式中均为定值，仅为一变量。若能以该回热系统的相应来表征时，则与呈单值循环函数关系，热力系统的计算即可简化循环函数法,船舶核动力装置系统热平衡分析实例,简 述：核动力装置能量平衡计算是对给定的整个核动力装置热力系统进行能量产生和消耗的平衡分析 内 容：热量平衡、蒸汽量平衡、油水消耗量平衡等，其中以热量平衡为主，本设计以船舶核电系统实际分析为例，着手分析能量平衡分析中的装置效率、反应堆热功率、蒸汽发生器蒸汽产量、给水排汽量等,堆进口、出口冷却剂温度，堆冷却剂运行压力，新蒸汽参数和冷凝器压力 堆、蒸汽发生器和主汽轮机的结构形式和效率 辅机的配置及传动

6、形式，机械的传动效率 蒸汽发生器二次侧给水进口焓值,主要参数,核动力装置热平衡计算用热线图,核动力装置热线图部分已知参数,能量平衡计算程序框图,计算结果,计算结果分析（一）,由实例计算结果： 换热设备的热量损失占反应堆热功率的66%左右，其中大约65%的热量是在凝汽器中排出了热力循环； 其它热力设备（包括反应堆、汽轮发电机、泵类及其它设备等）的能量损失只有0.296%1.585%左右； 在热力系统总热量损失中，换热设备的热量损失占97%以上，成为船舶核动力装置热力系统中热量损失最大的一类设备。 因此提高热力系统热经济性的根本途径：减小换热设备的热量损失。,计算结果分析（二）,造成换热设备热量损

7、失的主要原因有两个方面： 1.热力系统运行过程中大量热量通过换热设备排出热力循环，散失到环境之中（根本原因） 2.换热过程中的散热损失。 目前船舶核动力装置热力系统普遍采用的是具有回热、再热的蒸汽热力循环，要减少凝汽器中的热量损失，必须进一步改善热力系统的回热和再热方式，或者突破现有热力循环形式的限制，采用全新概念的热力循环。,结 论,凝汽器是压水堆核动力装置热力系统中热量损失最大的设备，损失的主要原因是占反应堆热功率65%左右的热量在凝汽器中被循环冷却海水带出了热力循环，散失在环境中； 造成压水堆核动力装置热力系统能量损失的主要原因是系统中热力设备尤其是换热设备的热量损失，因此提高整个热力系统热效率的根本途径在于减小热力系统的动力循环中各设备的散热损失以及减少向环境排放的热量； 热平衡分析法反应的是能量在数量上的平衡，并不能对能量在质量上的差异和变化进行评价，因此无法全面反映能量系统用能的合理程度。,致谢！,时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已临近，毕业论文的的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学和