核電站汽輪發(fā)電機組

第六章核電站汽輪發(fā)電機組2024/11/72主要內(nèi)容一、核電廠飽和蒸汽汽輪機的總體配置二、核電廠汽輪機的特點三、汽水分離再熱器四、核電廠的熱經(jīng)濟指標2024/11/73一、核電廠飽和蒸汽汽輪機的總體配置在總體配置上，飽和汽輪機組總是設計成高壓缸和一組低壓缸串級式配置，在進入低壓缸前設置有汽水分離再熱器，有的設計在汽水分離再熱器和低壓缸之間設置中壓缸或中壓段。核汽輪機組的布配形式主要有*：圖單軸四缸四排汽口型式；單軸四缸六排汽口型式；大亞灣核電廠采用單軸五缸六排汽口型式；單軸五缸八排汽口型式。2024/11/74二、核電廠汽輪機的特點（一）核汽輪機組的一般特點1．蒸汽參數(shù)低：（1）反應堆冷卻劑溫度提高的潛力已很小(堆芯出口平均溫度一般不超過330℃)；二回路蒸汽一般為5MPa一7MPa的飽和汽；（2）汽耗率約比常規(guī)電廠高一倍；（3）與高參數(shù)汽輪機相比，低壓缸發(fā)出的功率較大；低壓缸的效率對整機的效率影響大。（4）排汽速度損失對效率有較大影響，這要求增大排汽流通截面以降低排汽速度。2024/11/75（一）核汽輪機組的一般特點2、體積流量大：由于蒸汽參數(shù)低，蒸汽可用比焓降小，加之為了降低投資將單機功率取得很大，這都導致核汽輪機組的體積流量大，因而對核汽輪機配置和結構有以下要求：(1)600MW一800MW以上核電機組高壓缸也做成雙流；(2)通常只設高壓缸和若干低壓缸，不設中壓缸；(3)低壓缸體積流量大，要求增加排汽口數(shù)和排汽截面以及采用更長的未級葉片。2024/11/76（一）核汽輪機組的一般特點3、核汽輪機組多數(shù)級工作在濕汽區(qū)飽和汽輪機組需采取除濕措施，以提高效率和保障安全運行。高壓缸中的濕度是核汽輪機特有的，高壓缸內(nèi)除濕、水滴分布等問題尚需進一步研究。4、采用汽水分離再熱由于新蒸汽是飽和汽，膨脹后即進人濕汽區(qū)，為保證汽輪機安全經(jīng)濟運行，在蒸汽經(jīng)過高壓缸后．對高壓缸排汽進行汽水分離再熱，以保證低壓缸的效率和安全性。因而，飽和汽輪機組無例外地設有汽水分離再熱器，這也是與火電機組的重要區(qū)別之一。2024/11/77（一）核汽輪機組的一般特點5、易超速由于核汽輪機組多數(shù)級工作在濕蒸汽區(qū)，通流部分及管道表面覆蓋一層水膜，導致機組甩負荷時，壓力下降，水膜閃蒸為汽，引起汽流速驟增，這是核汽輪機組易超速的主要原因。為防止超速，采用下列措施：(1)完善汽輪機的去濕和疏水機構，減少部件和通道中凝結水。(2)在汽水分離再熱器后蒸汽進入低壓缸前的管道上裝備快速關閉的截止閥。2024/11/78（二）核汽輪機組的轉速選擇目前，世界上核電廠汽輪機有全速(3000r/min，3600r/min)和半速(1500r/min，1800r/min)之分。電網(wǎng)頻率50Hz的國家全速和半速分別為3000r/min和1500r/min。德國，英國和俄羅斯電網(wǎng)頻率均為50Hz。電網(wǎng)頻率60Hz的國家全速和半速分別為3600r/min和1800r/min。美國電網(wǎng)頻率為60Hz。2024/11/79三、汽水分離再熱器一、作用：為保證汽輪機安全運行，提高低壓缸內(nèi)效率，在高、低壓缸之間設置汽水分離再熱器，使進人低壓缸的蒸汽具有一定過熱度，從而使低壓缸排汽濕度達到可接受水平。汽水分離再熱器對核汽輪機組的經(jīng)濟性與可靠性具有重要意義。2024/11/710三、汽水分離再熱器2、結構形式（分類）及流程現(xiàn)代核電廠普遍采用一體化的汽水分離再熱器。按結構型式，汽水分離再熱器有臥式和立式的兩種。美國、法國、日本等國采用臥式，而德國、俄羅斯則采用立式。（1）臥式汽水分離再熱器每臺機組配置兩臺汽水分離再熱器，分別置于汽輪機低壓缸的兩側。大亞灣核電廠的汽水分離再熱器結構圖。，主要參數(shù)（2）立式汽水分離再熱器圖2024/11/711四、核電廠的熱經(jīng)濟指標（一）提高核電廠的熱經(jīng)濟性的主要途徑1)提高熱力循環(huán)的平均吸熱溫度；2)降低平均放熱溫度；3)減少傳熱溫差；4)減少管道、系統(tǒng)中的節(jié)流損失及散熱損失；5)提高熱功轉換機械設備（汽輪機、泵等）效率。2024/11/712四、核電廠的熱經(jīng)濟指標（二）主要熱經(jīng)濟指標1．電廠毛效率ηel電廠毛效率定義為發(fā)電機輸出電功率Pe與反應堆熱功率PR之比(二者均以kw為單位)，即:2024/11/713四、核電廠的熱經(jīng)濟指標2．電廠凈效率ηnet電廠凈效率定義為電廠輸出凈功率與反應堆熱功率之比.電廠凈功率為發(fā)電機輸出電功率扣除廠用電功率。廠用電包括反應堆冷卻劑泵，給水泵以及其他各種機械、設備的動力消耗，一般占發(fā)電機輸出功率的4％一8％。2024/11/714四、核電廠的熱經(jīng)濟指標3．汽耗率d0定義為汽輪發(fā)電機組發(fā)出1kw.h電力所消耗的蒸汽量。汽耗率是汽輪發(fā)電機組的一項重要經(jīng)濟性指標。2024/11/715四、核電廠的熱經(jīng)濟指標4、汽耗量D。汽耗量定義為汽輪發(fā)電機輸出額定電功率Pe所需要的蒸汽流量。5、熱耗率q0熱耗率定義為發(fā)電機每輸出1kw．h電能所消耗的熱量。2024/11/716四、核電廠的熱經(jīng)濟指標6、熱耗量Q。熱耗量定義為汽輪發(fā)電機組輸出額定電功率Pe所消耗的熱量，即7、核燃料消耗率和年消耗量核燃料消耗率定義為每發(fā)1kw．h電能所耗的核燃料，可表示為2024/11/717課堂作業(yè)1、核汽輪機組的布配形式主要有哪幾種？2、核汽輪機組的一般特點的哪些？3、現(xiàn)代核電廠的汽水分離再熱器的類型有哪兩類？分離器作用是什么？4、核電廠核燃料消耗率的定義和公式是什么？5、大亞灣核電廠的汽輪機型式、基本參數(shù)是什么？2024/11/718汽輪發(fā)電機組設備的組成圖2024/11/719核汽輪機組的布配形式2024/11/720大亞灣核電廠的汽輪機基本參數(shù)大亞灣核電廠的汽輪機為英國GEC—A公司設計制造的多缸單抽沖動式汽輪機。汽輪機的轉速為3000r/min，額定功率為900MW，新蒸汽參數(shù)為6．63MPa，283℃，低壓缸徘汽壓力為0.0075MPa，額定負荷下蒸汽流量為5515t/h。汽輪機為4缸、六排汽口型式。1個高壓缸和3個低壓缸皆為雙流對分式。新蒸汽分4路經(jīng)高壓缸汽室后由進汽短管導入高壓缸，高壓缸的兩個排汽口．各通過4根蒸汽管與低壓缸兩側的汽水分離再熱器相連。高壓缸排汽在汽水分離再熱器經(jīng)汽水分