壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、.專業(yè)整理 .1設(shè)計(jì)目的和要求本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)習(xí) 核電站系統(tǒng)及運(yùn)行 課程后的一次綜合訓(xùn)練， 是 實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、 加深所學(xué)的理論知 識(shí)并有所擴(kuò)展；學(xué)習(xí)并掌握壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)擬定與熱平衡計(jì)算的方 法和基本步驟；鍛煉提高運(yùn)算、制圖和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等基本技能；增強(qiáng)工程概念， 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅、認(rèn)真和負(fù)責(zé)態(tài)度。 通過課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）了解、學(xué)習(xí)核電廠熱力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的一般途徑和方案論證、優(yōu)選的原 則；（ 2） 掌握核電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算和核電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算的容和方法； （3）提高計(jì)算機(jī)繪圖、制表、數(shù)據(jù)處理的能力；（4）培

2、養(yǎng)學(xué)生查閱資料、合理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力，掌握工程設(shè)計(jì)說明書撰 寫的基本原則。2任務(wù)和容本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)， 是根據(jù)設(shè)計(jì)的要求， 擬定壓水堆核電廠二回路熱力 系統(tǒng)原則方案，并完成該方案在滿功率工況下的熱平衡計(jì)算。 本課程設(shè)計(jì)的主要容包括：（1）確定二回路熱力系統(tǒng)的形式和配置方式；（2）根據(jù)總體需求和熱工約束條件確定熱力系統(tǒng)的主要熱工參數(shù)；（3）依據(jù)計(jì)算原始資料，進(jìn)行原則性熱力系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算，確定計(jì)算負(fù)荷工 況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；（4）編制課程設(shè)計(jì)說明書，繪制原則性熱力系統(tǒng)圖。. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .3熱力系統(tǒng)原則方案確定方法3.1 熱力系統(tǒng)原則

3、方案電站原則性熱力系統(tǒng)表明能量轉(zhuǎn)換與利用的基本過程， 反映了發(fā)電廠動(dòng)力循 環(huán)中工質(zhì)的基本流程、 能量轉(zhuǎn)換與利用過程的完善程度。 為了提高熱經(jīng)濟(jì)性， 壓 水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)普遍采用包含再熱循環(huán)、 回?zé)嵫h(huán)的飽和蒸汽朗肯循 環(huán)，其典型的熱力系統(tǒng)組成如圖 1 所示。圖 1 典型壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)原理流程圖3.1.1 汽輪機(jī)組壓水堆核電廠汽輪機(jī)一般使用低參數(shù)的飽和蒸汽， 汽輪機(jī)由一個(gè)高壓缸、 23 個(gè)低壓缸組成， 高壓缸、 低壓缸之間需要設(shè)置外置式汽水分離器。 高壓缸發(fā)出整 個(gè)機(jī)組功率的 40%50%，低壓缸發(fā)出整個(gè)機(jī)組功率的 50%60%。最佳分缸壓力 = ( 0.10.15 )蒸汽初

4、壓。3.1.2蒸汽再熱系統(tǒng)壓水堆核電廠通常在主汽輪機(jī)的高、低壓缸之間設(shè)置汽水分離 - 再熱器，對(duì). 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .高壓缸排汽進(jìn)行除濕和加熱， 使得進(jìn)入低壓缸的蒸汽達(dá)到過熱狀態(tài)， 從而提高低 壓汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。汽水分離 - 再熱器由一級(jí)分離器、兩級(jí)再熱器 組成，第一級(jí)再熱器使用高壓缸的抽汽加熱， 第二級(jí)再熱器使用蒸汽發(fā)生器的新 蒸汽加熱。 分離器的疏水排放到除氧器， 第一級(jí)、第二級(jí)再熱器的疏水分別排放 到高壓給水加熱器。3.1.3 給水回?zé)嵯到y(tǒng)給水回?zé)嵯到y(tǒng)由回?zé)峒訜崞鳌?回?zé)岢槠艿?、凝給水管道、疏水管道等組成。 回?zé)峒訜崞靼凑掌橘|(zhì)傳熱方式不同分為混合式加熱器和表面式加

5、熱器， 其中 高壓、低壓給水加熱器普遍采用表面式換熱器，除氧器為混合式加熱器。高壓給水加熱器采用主汽輪機(jī)高壓缸的抽汽進(jìn)行加熱， 除氧器采用高壓缸的 排汽進(jìn)行加熱， 低壓給水加熱器采用主汽輪機(jī)低壓缸的抽汽進(jìn)行加熱。 高壓給水 加熱器的疏水可采用逐級(jí)回流的方式， 最終送入除氧器； 低壓給水加熱器的疏水 可以全部采用逐級(jí)回流的方式， 最終送入冷凝器，也可以部分采用疏水匯流方式， 將疏入送入給水管道。給水回?zé)嵯到y(tǒng)的三個(gè)基本參數(shù)是給水回?zé)峒?jí)數(shù)、 給水溫度以及各級(jí)中的焓升 分配。其中，給水回?zé)峒?jí)數(shù)的確定可參考圖 2。圖2 回?zé)嵯禂?shù)對(duì)電站熱效率的影響. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .選擇給水回?zé)峒?jí)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮到每

6、增加一級(jí)加熱器就要增加設(shè)備投資費(fèi)用， 所增加的費(fèi)用應(yīng)該能夠從核電廠熱經(jīng)濟(jì)性提高的收益中得到補(bǔ)償； 同時(shí)，還要盡 量避免熱力系統(tǒng)過于復(fù)雜， 以保證核電廠運(yùn)行的可靠性。 因此，小型機(jī)組的回?zé)?級(jí)數(shù)一般取為 13級(jí)，大型機(jī)組的回?zé)峒?jí)數(shù)一般取為 79級(jí)（選取 7級(jí)）。壓水堆核電廠中普遍使用熱力除氧器對(duì)給水進(jìn)行除氧，從其運(yùn)行原理來看， 除氧器就是一個(gè)混合式加熱器。 來自低壓給水加熱器的給水在除氧器中被來自汽 輪機(jī)高壓缸的排汽加熱到除氧器運(yùn)行壓力下的飽和溫度， 除過氧的飽和水再由給 水泵輸送到高壓給水加熱器，被加熱到規(guī)定的給水溫度后再送入蒸汽發(fā)生器。大型核電機(jī)組一般采用汽動(dòng)給水泵， 能夠很好地適應(yīng)機(jī)組變負(fù)

7、荷運(yùn)行， 可以 利用蒸汽發(fā)生器的新蒸汽、 汽輪機(jī)高壓缸的抽汽或者汽水分離再熱器出口的熱再 熱蒸汽驅(qū)動(dòng)給水泵汽輪機(jī)， 因而具有較好的經(jīng)濟(jì)性。 給水泵汽輪機(jī)排出的廢汽被 送到主冷凝器。3.2 主要熱力參數(shù)選定壓水堆核電廠一、二回路工質(zhì)的運(yùn)行參數(shù)之間存在著相互制約關(guān)系， 如圖 3 所示。圖 3 典型壓水堆核電廠一、二回路工質(zhì)溫度之間的制約關(guān)系. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .3.2.1 一回路冷卻劑的參數(shù)選擇從提高核電廠熱效率的角度來看， 提高一回路主系統(tǒng)中冷卻劑的工作壓力是 有利的。但是，工作壓力提高后，相應(yīng)各主要設(shè)備的承壓要求、材料和加工制造 等技術(shù)難度都增加了， 反過來影響到核電廠的經(jīng)濟(jì)性。 綜合考

8、慮， 典型壓水堆核 電廠主回路系統(tǒng)的工作壓力一般為 1516MPa（15.5），對(duì)應(yīng)的飽和溫度為 342347。為了確保壓水堆的安全， 反應(yīng)堆在運(yùn)行過程中必須滿足熱工安全準(zhǔn)則， 其中 之一是堆芯不能發(fā)生水力不穩(wěn)定性， 一般要求反應(yīng)堆出口冷卻劑的欠飽和度應(yīng)至 少大于 10，為保險(xiǎn)起見，可取欠飽和度大于 1520。3.2.2 二回路工質(zhì)的參數(shù)選擇二回路系統(tǒng)需要確定的參數(shù)包括蒸汽發(fā)生器出口蒸汽的溫度與壓力 （蒸汽初 參數(shù)）、冷凝器運(yùn)行壓力（蒸汽終參數(shù)）、蒸汽再熱溫度、給水溫度和焓升分配等。（1）蒸汽初參數(shù)的選擇壓水堆核電廠的二回路系統(tǒng)一般采用飽和蒸汽， 蒸汽初溫與蒸汽初壓為一一 對(duì)應(yīng)關(guān)系。 根據(jù)朗肯

9、循環(huán)的基本原理， 在其它條件相同的情況下， 提高蒸汽初溫 可以提高循環(huán)熱效率，目前二回路蒸汽參數(shù)已經(jīng)提高到 67MPa，對(duì)于提高核電 廠經(jīng)濟(jì)性起到了重要作用， 但是受一次側(cè)參數(shù)的嚴(yán)格制約， 二回路蒸汽初參數(shù)不 會(huì)再有大幅度的提高。（2）蒸汽終參數(shù)的選擇在熱力循環(huán)及蒸汽初參數(shù)確定的情況下， 降低汽輪機(jī)組排汽壓力有利于提高 循環(huán)熱效率。但是，降低蒸汽終參數(shù)受到循環(huán)冷卻水溫度 Tsw, 1 、循環(huán)冷卻水溫 升 Tsw 以及冷凝器端差 t的限制。除了對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性影響之外， 蒸汽終參數(shù)對(duì) 汽輪機(jī)低壓缸末級(jí)葉片長度、 排汽口尺寸均有重要影響， 因此，需要綜合考慮多 方面因素選擇蒸汽終參數(shù)。凝結(jié)水的溫度為Tc

10、d= T sw,1+ T sw+t. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .式中， Tsw, 1循環(huán)冷卻水溫度，按照當(dāng)?shù)厮臈l件或者國家標(biāo)準(zhǔn)選取；T sw循環(huán)冷卻水溫升，一般為 612； t冷凝器傳熱端差，一般為 310。 忽略凝結(jié)水的過冷度，則冷凝器的運(yùn)行壓力等于凝結(jié)水溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力。（3）蒸汽中間再熱參數(shù)的選擇蒸汽再熱器使用高壓缸抽汽和蒸汽發(fā)生器新蒸汽加熱， 所以汽水分離再熱器 出口的熱再熱蒸汽（過熱蒸汽）比用于加熱的新蒸汽溫度要低1020左右。再熱蒸汽在第一、二級(jí)再熱器中的焓升、流動(dòng)壓降可取為相等。（4）給水回?zé)釁?shù)的選擇 多級(jí)回?zé)岱峙淇梢圆捎闷啓C(jī)設(shè)計(jì)時(shí)普遍使用的平均分配法， 即每一級(jí)給水 加熱

11、器給水的焓升相等，這種方法簡單易行。每一級(jí)加熱器的給水焓升為fw,ophs hcdZ1式中， hs 蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力對(duì)應(yīng)的飽和水比焓， kJ/kg ；hcd 冷凝器出口凝結(jié)水比焓， kJ/kg ；Z 給水回?zé)峒?jí)數(shù)。最佳給水溫度可使回?zé)嵫h(huán)汽輪機(jī)絕對(duì)效率達(dá)到最大值。 采用平均分配法進(jìn) 行回?zé)岱峙鋾r(shí)，其最佳給水比焓為hfw,op hcd z h按照蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力 psg 和最佳給水比焓 hfw,op 查水和水蒸汽表，可以 確定最佳給水溫度 Tfw,op 。實(shí)際給水溫度 Tfw 往往低于理論上的最佳給水溫度 Tfw,op ， 通?？梢匀門fw 0.65 0.75 Tfw,op （ 取 0.7

12、） 由壓力和實(shí)際給水溫度， 再一次通過等焓生分配的方法確定每一級(jí)加熱器的焓升。 實(shí)際每一級(jí)給水焓升為：. 學(xué)習(xí)幫手 .Z.專業(yè)整理 .式中， h fw 給水比焓， kJ/kg ；h cd 冷凝器出口凝結(jié)水比焓， kJ/kg ；Z 給水回?zé)峒?jí)數(shù)。高壓、低壓給水加熱器均為表面式加熱器， 加熱蒸汽分別來自主汽輪機(jī)高壓缸、低壓缸的抽汽。給水加熱器蒸汽側(cè)出口疏水溫度（飽和溫度）與給水側(cè)出口溫度之差稱為上端差（出口端差） u ，蒸汽側(cè)蒸汽溫度與給水側(cè)進(jìn)口溫度之差 稱為下端差（進(jìn)口端差） d ，如圖 4 所示。圖4 表面式換熱器的端差對(duì)于每一級(jí)給水加熱器， 根據(jù)給水溫度、上端差即可確定加熱用的抽汽溫度由于抽

13、汽一般是飽和蒸汽，由抽汽溫度可以確定抽汽壓力。4熱力計(jì)算方法與步驟進(jìn)行機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算采用常規(guī)計(jì)算法中的串聯(lián)法， 對(duì)凝汽式機(jī)組采 用“由高至低”的計(jì)算次序，即從抽汽壓力最高的加熱器開始計(jì)算，依次逐個(gè)計(jì) 算至抽汽壓力最低的加熱器。 這樣計(jì)算的好處是每個(gè)方程式中只出現(xiàn)一個(gè)未知數(shù)， 適合手工計(jì)算。 熱力計(jì)算過程使用的基本公式是熱量平衡方程、 質(zhì)量平衡方程和 汽輪機(jī)功率方程 熱平衡計(jì)算的一般步驟如下：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .圖 5 熱力計(jì)算的一般流程. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .1. 整理原始資料 （1）給水加熱器蒸汽側(cè)壓力等于抽汽壓力減去抽汽管道壓損；（2）給水加熱器疏水溫度和疏水比焓分別為

14、汽側(cè)壓力下對(duì)應(yīng)的飽和水溫度和飽 和水比焓；（3）高壓給水加熱器水側(cè)壓力取為給水泵出口壓力（比蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力高0.10.2MPa），低壓給水加熱器水側(cè)壓力取為凝水泵出口壓力（一般取為0.40.5MPa），取壓力在每級(jí)換熱器均勻遞減；（ 4）給水加熱器出口水溫等于疏水溫度減去出口端差；（5）給水加熱器出口水溫度由加熱器出口水比焓和水側(cè)壓力查水和水蒸汽表確 定；2. 核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)熱功率計(jì)算已知核電廠的輸出電功率為 Ne，假設(shè)電廠效率為 e,NPP，則反應(yīng)堆熱功率為QRNee,NPP蒸汽發(fā)生器的蒸汽產(chǎn)量為DsQR 1hfhhs1 d hs hfw式中， 1 回路能量利用系數(shù)；h fh 蒸汽發(fā)生器

15、出口新蒸汽比焓， kJ/kg ； hs 蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力下的飽和水焓， kJ/kg ；h fw 蒸汽發(fā)生器給水比焓， kJ/kg ；d 蒸汽發(fā)生器排污率，通常取為新蒸汽產(chǎn)量的 1%左右3. 二回路系統(tǒng)各設(shè)備耗汽量計(jì)算1）給水回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計(jì)算，確定汽輪機(jī)各級(jí)抽汽點(diǎn)的抽汽量及冷凝器出口 凝結(jié)水流量 Gcd ；第 j 級(jí)給水加熱器所需的抽汽量為GesjGfw,jcp,w Tfwo,jfwi, jhew,jh,j式中， G fw,j 第 j 級(jí)給水加熱器的給水流量， kg/s ；. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .T fwi,j ， T fwo,j 第 j 級(jí)給水加熱器進(jìn)口、出口給水溫度，； h es,j

16、 ， hew, j 第 j 級(jí)給水加熱器加熱蒸汽、疏水的比焓， kJ/kg ； h, j 第 j 級(jí)給水加熱器的熱效率。2）汽輪發(fā)電機(jī)組耗汽量計(jì)算，確定計(jì)算工況下汽輪機(jī)高壓缸、低壓缸以及汽水分離再熱器的耗汽量； 具有 Z 級(jí)抽汽的汽輪機(jī)的功率為Nt,i Gt,s h0 式中， h 0 ,hes ,iZhes,1Gt,s Ges,1 hes,1 hes,2Gt,sGes,i hes,Z hZi1 h z 分別為汽輪機(jī)進(jìn)、出口處蒸汽比焓， kJ/kg ；汽輪機(jī)第 i 級(jí)抽汽點(diǎn)的蒸汽比焓， kJ/kg ；Ges,i汽輪機(jī)第 i 級(jí)抽汽點(diǎn)的抽汽量， kg/s ；G t,s汽輪機(jī)總的耗汽量， kg/s

17、。根據(jù)上式可以計(jì)算得到汽輪機(jī)的耗汽量。（3）給水泵計(jì)算，確定給水泵汽輪機(jī)的耗汽量；給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽為新蒸汽， 排汽參數(shù)等于高壓缸排汽；給水泵的有效輸出功率為1000G fwH fwpfwp,pfw式中， G fw 給水泵的質(zhì)量流量， kg/s ；H fwp 給水泵的揚(yáng)程， MPa。 fw 給水的密度。給水泵汽輪機(jī)的理論功率為NN fwp, pN fwp,tfwp,p fwp ,ti fwp , tm fwp,tg式中， fwp,p 汽輪給水泵組的泵效率； fwp,ti , fwp,tm , fwp,tg 分別給水泵組汽輪機(jī)的效率、機(jī)械效率和減速器效率。 給水泵汽輪機(jī)的耗汽量為G fwp,sN

18、fwp,t式中， Ha 給水泵汽輪機(jī)中蒸汽的絕熱焓降， kJ/kg. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .（ 4）確定對(duì)應(yīng)的新蒸汽耗量 Gs ，進(jìn)一步求出對(duì)應(yīng)的給水量 G fw ，由 G fw 與各級(jí) 加熱器的疏水量，求出 Gcd（5）比較Gcd與Gcd ，若相對(duì)誤差大于 1%，返回步驟（ 1）進(jìn)行迭代計(jì)算，直到 滿足精度要求為止。（6）確定二回路系統(tǒng)總的新蒸汽耗量nG fhGs,ii14. 核電廠熱效率計(jì)算 根據(jù)以上步驟計(jì)算得到的新蒸汽耗量，計(jì)算反應(yīng)堆的熱功率 G fh hfh hfwdGfh hs hfwQRfh fhfwd fh s fw1進(jìn)而可以計(jì)算出核電廠效率為e,NPPQR5. 計(jì)算精度判斷將

19、計(jì)算得到的核電廠效率 e,NPP 與初始假設(shè)的 e,NPP比較，若絕對(duì)誤差小于 0.1%， 即完成計(jì)算，否則以 e ,NPP為初始值，返回步驟 2 進(jìn)行迭代計(jì)算。5設(shè)計(jì)與熱力計(jì)算按照初步設(shè)計(jì)基本流程，首先確定壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)原則方案， 并根據(jù)已知條件和給定參數(shù)， 選擇確定一、 二回路工質(zhì)的主要熱力參數(shù)， 然后采 用定功率計(jì)算法對(duì)熱力系統(tǒng)原則方案進(jìn)行 100%功率下的熱平衡計(jì)算，確定核電 廠效率、總蒸汽產(chǎn)量、總給水量、汽輪機(jī)耗汽量、給水泵功率和揚(yáng)程等主要參數(shù)， 為二回路熱力系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供基礎(chǔ)。5.1 已知條件和給定參數(shù)初步設(shè)計(jì)所依據(jù)的已知條件和給定參數(shù)如表 1 所示序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)

20、單位取值圍或數(shù)值1核電廠輸出電功率NeMW10002一回路能量利用系數(shù)10.99 1.0 取 0.9943蒸汽發(fā)生器排污率d1.05%. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .4汽輪機(jī)組相對(duì)效率i0.78 0.90 高壓缸取 0.79， 低壓缸取 0.895汽輪機(jī)組機(jī)械效率m0.98 0.99 取 0.986發(fā)電機(jī)效率ge0.98 0.99 取 0.987新蒸汽壓損pfhMPapfh=（3%7%）pfh取 5%8再熱蒸汽壓損prhMPaprh 10%prh 取 6%9回?zé)岢槠麎簱ppe, jMPape, j =（35%）pe取 4%10低壓缸排汽壓損pcdkPa5%11高壓給水加熱器出口 端差 h,u312低

21、壓給水加熱器出口 端差 l,u213加熱器效率 h0.97 0.99 取 0.9814給水泵效率 fwp,p0.5815給水泵汽輪機(jī)效率 fwp,ti0.78 0.9 取 0.816給水泵汽輪機(jī)機(jī)械效 率 fwp,tm0.9017給水泵汽輪機(jī)減速器 效率 fwp,tg0.9818循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度T sw,12419循環(huán)冷卻水溫升T sw68取 720冷凝器傳熱端差T310取45.2 熱力系統(tǒng)原則方案確定擬設(shè)計(jì)的壓水堆核電廠輸出電功率為 1000MW，屬于大型機(jī)組，按照第 3節(jié) 介紹的基本思想，選擇確定二回路熱力系統(tǒng)原則方案， 并參照?qǐng)D 1 的形式，繪制 其原理流程圖。.學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理

22、.5.3 主要熱力參數(shù)選定在選定的二回路熱力系統(tǒng)原則方案的基礎(chǔ)上， 按照第 3.2 節(jié)介紹的基本思想， 選擇確定熱平衡計(jì)算所需的主要熱力參數(shù)。表 2 主要熱力參數(shù)確定序 號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式或來源數(shù)值1反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)運(yùn)行 壓力P cMPa選定， 151615.52反應(yīng)堆冷卻劑的飽和溫 度T c,s查水和水蒸汽表確 定344.793反應(yīng)堆出口冷卻劑過冷 度T sub選定， 152017.794反應(yīng)堆出口冷卻劑溫度T coT co =T c,s - T sub3275反應(yīng)堆進(jìn)出口冷卻劑溫 升T c選定， 3040376反應(yīng)堆進(jìn)口冷卻劑溫度T ciT ci =T co - T c2907二回路蒸

23、汽壓力P sMPa選定 676.58蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽 溫度T fhps 對(duì)應(yīng)的飽和溫度280.869蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽 干度x fh%給定99.7510循環(huán)冷卻水溫升T sw選定 68711冷凝器傳熱端差T選定 310512冷凝器凝結(jié)水飽和溫度T cdT cd =Tsw,1 + Tsw +T3613冷凝器的運(yùn)行壓力P cdkPaTcd對(duì)應(yīng)的飽和壓力5.94714高壓缸進(jìn)口蒸汽壓力P h,iMPa新蒸汽壓損 5%6.17515高壓缸進(jìn)口蒸汽干度x h,i%散熱導(dǎo)致焓值下降， 造成干度下降99.5116高壓缸效率 h,i選定0.7917高壓缸排汽壓力p h,zMPa根據(jù)最佳分缸比選 定0.7

24、41（ 分 缸比 0.12）18高壓缸排汽干度x h,z%由效率等計(jì)算86.1519汽水分離器進(jìn)口蒸汽壓 力p sp,iMPa等于高壓缸排氣壓 力0.74120汽水分離器進(jìn)口蒸汽干 度x sp,i%等于高壓缸排氣干 度86.1521第一級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽 壓力p rh1,iMPa考慮 4%的壓損0.71122第一級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽 干度x rh1,i%選定99.5.學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .23第二級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽 壓力p rh2,iMPa考慮 2%的壓損0.69724第二級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽 溫度T rh2,i平均焓升計(jì)算214.311525第二級(jí)再熱器出口蒸汽 壓力p rh2,zMPa考慮壓損為 2

25、%0.68326第二級(jí)再熱器出口蒸汽 溫度T rh2,z平均焓升計(jì)算265.8588527低壓缸進(jìn)口蒸汽壓力p l,iMPa考慮壓損 0.002Mpa0.68128低壓缸進(jìn)口蒸汽溫度T l,i根據(jù)熱再熱蒸汽焓 值計(jì)算265.828829低壓缸效率 l,i選定0.8930低壓缸排汽壓力p l,zMPa冷凝器壓力與排汽 壓損之和0.0059331低壓缸排汽干度x l,z%根據(jù)低壓缸效率等 計(jì)算88.8332回?zé)峒?jí)數(shù)Z選定633低壓給水加熱器級(jí)數(shù)Z L選定434高壓給水加熱器級(jí)數(shù)Z H選定235給水回?zé)岱峙鋒 fwkJ/kghfw hcd hfwZ99.4636第 1 級(jí) 回 熱 器 參 數(shù)第1 級(jí)

26、進(jìn)口給水壓力MPa凝水泵出口壓力，因 為凝水泵對(duì)凝水做 功加壓0.5第 1 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi, 1kJ/kgh lfwi, 1 = h lfwo, 0146.6448第 1 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 1kJ/kgh lfwo, 1 = h lfwi, 1 +h fw246.1048第 1 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi,1按(p cwp ,h lfwi, 1 )查 水蒸汽表35第1 級(jí)出口給水溫度T lfwo, 1按(p cwp, h lfwo, 1 )查 水蒸汽表58.71第1 級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出 口端差之和60.71第1 級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表254.06

27、第 1 級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸氣表0.02058第2 級(jí) 回 熱 器 參第2 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.49第 2 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi,2kJ/kgh lfwi,2 = h lfwo, 1246.1048第 2 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 2kJ/kgh lfwo, 2 = h lfwi, 2 +h fw345.56第2 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 2按(p cwp ,h lfwi, 2 )查 水蒸汽表58.71第 2 級(jí)出口給水溫度T lfwo, 2按(p cwp, h lfwo, 2 )查 水蒸汽表82.45.學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .數(shù)第2 級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度

28、與出 口端差之和84.45第2 級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表353.61第 2 級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.05657第 3 極 回 熱 器 參 數(shù)第3 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.48第 3 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi, 3kJ/kgh lfwi, 3 = h lfwo, 2346.56第3 級(jí)出口給水比焓h lfwo,3kJ/kgh lfwo,3 = h lfwi, 3 +h fw445.02第3 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 3按 (p cwp ,h lfwi, 3 ) 查 水蒸汽表82.45第 3 級(jí)出口給水溫度T lfwo, 3按 (p cwp, h lfwo, 3

29、) 查 水蒸汽表106.09第3 級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出 口端差之和108.09第3 級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表453.235第 3 級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.13431第 4 級(jí) 回 熱 器 參 數(shù)第4 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.47第 4 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi,4kJ/kgh lfwi, 4 = h lfwo, 3445.02第 4 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 4kJ/kgh lfwo,4 = h lfwi, 4 +h fw544.48第 4 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 4按 (p cwp ,h lfwi, 4 ) 查 水蒸汽表106.09第4 級(jí)出

30、口給水溫度T lfwo, 4按 (p cwp, h lfwo, 4 ) 查 水蒸汽表129.54第4 級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出 口端差之和131.54第4 級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表552.88第 4 級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.2828237除氧器進(jìn)口給水比焓h dea,ikJ/kgh dea,ihlfwo,Z L544.4838除氧器出口給水比焓h deakJ/kgh dea= h dea,i + h fw643.9439除氧器出口給水溫度T deah dea 對(duì)應(yīng)的飽和水 溫度148.7340除氧器運(yùn)行壓力p deaMPaT dea 對(duì)應(yīng)的飽和壓 力0.460141高壓加

31、熱器給水參數(shù)第6 級(jí)第 6 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa給水泵出口壓力因 為給水泵對(duì)給水加 壓6.6第 6 級(jí)進(jìn)口給水比焓h hfwi,6kJ/kgh hfwi, 6 = h hfwo, 5643.94第 6 級(jí)出口給水比焓h hfwo, 6kJ/kgh hfwo, 6 = h hfwi, 6 +h fw743.40第 6 級(jí)進(jìn)口給水溫度T hfwi,6按 (p cwp ,h hfwi, 6 ) 查 水蒸汽表151.837第6 級(jí)出口給水溫度T hfwo, 7按 (p cwp, h hfwo, 1 ) 查 水蒸汽表174.821. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .第6 級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出 口端差之

32、和177.821第6 級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表753.57第 6 級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0,9534第7 級(jí)第 7 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮壓降6.55第 7 級(jí)進(jìn)口給水比焓h hfwi,7kJ/kgh hfwi,7 = h hfwo, 6743.40第 7 級(jí)出口給水比焓h hfwo, 7kJ/kgh hfwo, 7 = h hfwi, 7 +h fw842.86第7 級(jí)進(jìn)口給水溫度T hfwi, 7按 (p cwp ,h hfwi, 7 ) 查 水蒸汽表174.821第7 級(jí)出口給水溫度Thfwo, 7按 (p cwp, h hfwo, 7 ) 查 水蒸汽表197.40第7

33、級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出 口端差之和200.40第7 級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表854.18第 7 級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表1.567942低壓缸抽汽參數(shù)第1 級(jí)第 1 級(jí)抽汽壓力p les, 1MPa汽側(cè)壓力與壓損之 和0.0214第 1 級(jí)抽汽干度x les, 1%根據(jù)效率計(jì)算90.02第 1 級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2377.41第2 級(jí)第2 級(jí)抽汽壓力p les,2MPa汽側(cè)壓力與壓損之 和0.05892第2 級(jí)抽汽干度x les, 2%根據(jù)效率計(jì)算94.49第 2 級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2525.49第3 級(jí)第 3 級(jí)抽汽壓力p les, 3MPa汽

34、側(cè)壓力與壓損之 和0.1399第3 級(jí)抽汽干度x les, 3%根據(jù)效率計(jì)算98.92第 3 級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2666.18第4 級(jí)第 4 級(jí)抽汽壓力p les,4MPa汽側(cè)壓力與壓損之 和0.2946第 4 級(jí)抽汽干度x les, 4%根據(jù)效率計(jì)算過熱第 4 級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2803.09643高壓缸抽汽第6 級(jí)第 6 級(jí)抽汽壓力p hes,6MPa汽側(cè)壓力與壓損之 和0.99354第 6 級(jí)抽汽干度x hes, 6%根據(jù)效率計(jì)算83.76第 6 級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2448.787第7 級(jí)第 7 級(jí)抽汽壓力p hes, 7MPa汽側(cè)壓力與壓損之

35、和1.63323第7 級(jí)抽汽干度x hes, 7%根據(jù)效率計(jì)算86.5第 7 級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2531.8944再熱器抽汽參數(shù)第來自高壓缸的抽汽壓力MPa選定3.12. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .1 級(jí)抽汽干度%根據(jù)效率計(jì)算89.46抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2614.86疏水比焓kJ/kg查詢水蒸汽表1018.9756第2 級(jí)來自新蒸汽的抽汽壓力MPa考慮壓損后的壓力6.11（ 壓損 取 6%）抽汽溫度查詢水蒸汽表276.7744抽汽干度%選定99.4抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2783.348疏水比焓kJ/kg查詢水蒸汽表1219.877345再熱器中的平均焓升kJ/k

36、g選定117.66、Matlab 程序運(yùn)行及其結(jié)果6.1 根據(jù)上述表格中的部分參數(shù)，整理和求出以下參數(shù)值：項(xiàng)目數(shù)值給水密度 (Kg/m3)918.19發(fā)電功率( KW)1000MW給水泵效率 fwp,p0.58排污率 d1.05%給水泵汽輪機(jī)效 率 fwp,ti0.8一回路能量利用 系數(shù) 10.994給水泵汽輪機(jī)機(jī) 械效率 fwp,tm0.9低壓缸效率 li0.89給水泵汽輪機(jī)減 速器效率 fwp,tg0.98汽輪機(jī)組機(jī)械效 率m0.98蒸汽發(fā)生器出口 新蒸汽比焓 (kj/kg )2774.9846發(fā)電機(jī)效率 ge0.98蒸汽發(fā)生器給水 比焓( kj/kg )842.86加熱器效率 h0.98

37、蒸汽發(fā)生器運(yùn)行 壓力下的飽和水 焓(KJ/kg)1241.17給水泵揚(yáng)程 (MPa)6.7高壓缸排氣干度0.8615第一級(jí)再熱器的 干度0.995高壓缸出口焓 (KJ/kg)2480.12高壓缸進(jìn)口蒸汽 焓(KJ/kg)2774.9782低壓缸進(jìn)口焓 (KJ/kg)2988.3463低壓缸出口焓 (KJ/kg)2296.4958汽水分離再熱器 第一級(jí)抽氣焓 (KJ/kg)2614.86汽水分離再熱器1018.9756汽水分離再熱器2783.348.學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .第一級(jí)疏水焓 (KJ/kg)第二級(jí)抽氣焓 (KJ/kg)汽水分離再熱器 第二級(jí)疏水焓 (KJ/kg)1219.8773分離器

38、分離水比 焓(KJ/kg)707.227高低壓加熱器中 的平均焓升99.46再熱器中的平均 焓升(KJ/kg)117.66.2 根據(jù)以上得出的參數(shù)，用 Matlab 編程迭代計(jì)算，如下：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 . 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 . 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .運(yùn)行結(jié)果如下：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 . 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 . 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .5.4 熱平衡計(jì)算結(jié)果序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算結(jié)果1核電廠效率N epp%32.692反應(yīng)堆功率GlesiMW3.0593e+063蒸汽發(fā)生器總蒸汽產(chǎn) 量DsKg/s1.5705e+034汽輪機(jī)高壓缸耗汽量GshpKg/s1.4172e+035

39、汽輪機(jī)低壓缸耗汽量GslpKg/s9986第一級(jí)再熱器耗汽量Gsrh1Kg/s74.96787第二級(jí)再熱器耗汽量Gsrh2Kg/s76.52218除氧器耗汽量GsdeaKg/s37.40369給水泵汽輪機(jī)的耗汽 量GsfwpKg/s76.771510給水泵的給水量GfwKg/s158711給水泵揚(yáng)程HfwpMPa6.700012高壓缸抽汽量第 1 級(jí)高壓給水再熱 器抽汽量Ghes1Kg/s74.0247第 1 級(jí)高壓給水再熱 器抽汽量Ghes2Kg/s79.322613低壓缸抽汽量第 1 級(jí)低壓給水再熱 器抽汽量Gles1Kg/s45.3856第 2 級(jí)低壓給水再熱 器抽汽量Gles2Kg/s

40、46.4992第 3 級(jí)低壓給水再熱 器抽汽量Gles3Kg/s47.7873第 4 級(jí)低壓給水再熱 器抽汽量Gles4Kg/s49.17336熱力系統(tǒng)圖繪出壓水堆核電二回路系統(tǒng)圖. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .7結(jié)果分析與結(jié)論結(jié)果分析：熱平衡計(jì)算結(jié)果的表格可以看出，核電廠效率 e,NPP偏低，其他數(shù)據(jù) 都比較符合事實(shí)。從熱平衡計(jì)算書（即整個(gè)計(jì)算過程）可以看出，有一些因素對(duì) 效率會(huì)產(chǎn)生影響，以下是具體分析。影響效率的困素主要有以下幾點(diǎn)： 1）設(shè)計(jì)中所選初參數(shù)較低，導(dǎo)致新蒸汽溫度低，因而使得熱力循環(huán)的效率較 低，最終影響核電廠效率。2）計(jì)算書中各個(gè)管道的壓損（主要包括新蒸汽壓損、再熱蒸汽壓損、回?zé)岢?汽壓損等）是自己在一定圍選擇，可能與實(shí)際情況有所差距，