二回路系统A核动力装置
某船核动力装置二回路蒸汽排放系统设计
某船核动力装置二回路蒸汽排放系统设计贺 军1,2（1上海交通大学 机械与动力工程学院 上海200240；2.中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）［摘 要］ 蒸汽排放系统是核动力装置的重要安全系统之一。
文中对蒸汽排放系统的功能、设计要素、排放类型、组成等内容进行简要分析，进而针对某船用核动力装置的蒸汽排放系统设计方案进行分析和验证，对船用核动力装置二回路系统设计技术具有一定的参考价值。
［关键词］核动力装置；蒸汽排放；减温减压器；冷凝器［中图分类号］ U664.15 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2017）03-0048-06Design of steam discharge system on nuclear-powered shipHE Jun1,2(1. School of Mechanical and Power Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China;2. Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract: Steam discharge system is one of the most important security system of the nuclear power unit. This research simply discusses the function, design factors, discharge types and component of the steam discharge system. Then, it analyzes and validates the design scheme of the steam discharge system of a marine nuclear power unit. It can provide reference for the design technology of the second-loop system on the marine nuclear power unit.Keywords:nuclear power unit; steam discharge; desuperheater and decompressor; condenser收稿日期：2016-11-02；修回日期：2016-12-18作者简介：贺 军（1984-），男，高级工程师。
核动力装置循环热力分析A-核动力装置
对蒸汽发生器、汽轮机、蒸汽管道及阀门的强度、耐温性
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图6-7 蒸汽发生器一、二次侧工质温度分布
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一、二回路参数的相互制约
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（1）汽轮机内部膨胀过程的能量损失
蒸汽在汽轮机通流部分流 动、膨胀，存在着摩擦、 泄漏、余速等各种损失
使蒸汽在汽轮机内部的焓 降减小
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汽轮机相对内效率
oi
汽轮机内焓降 绝热焓降
Hi Ha
用汽轮机相对内效率表征蒸汽在汽轮机内部膨胀过程的能 量损失
过程1-2-3：定压吸热过程 过程4-5：定压放热过程
过程3-4：绝热膨胀过程 过程5-1：绝热压缩过程
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朗肯循环与蒸汽卡诺循环的区别
乏汽的凝结是完全的，完全凝结使循环中多了一段不饱和 水的加热过程4-5，减小了循环的平均温差，使热效率降低， 但压缩水较压缩汽水混合物方便得多，因而有利于简化设 备；
水的加热不在定温下进行，如果采用过热蒸汽，在过热区 加热也不是定温条件，因此，朗肯循环的热效率低于相同 温限间工作的卡诺循环。
朗肯循环是各种复杂的蒸汽动力装置的基本循环。
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朗肯循环效率
图6-3 理想朗肯循环
q1 h3 h1
wt h3 h4
q2 h4 h5
图6-1 饱和蒸汽的卡诺循环
第七章 压水堆核电站的二回路系统及设备
压力为 198 bar .a 。氮气的膨胀力使隔离阀关闭。为开启阀门，设有一套汽动油压泵液压系 统，产生名义压力为 329 bar .a 液压油进入液压油缸活塞的下部，克服氮气的压力和开启阻
①在汽水分离再热器后、低压缸前的进汽管道上装设快速截止阀； ②提高分压缸压力，减少管道尺寸，将汽水分离器和蒸汽再热器做成一体；
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③完善汽轮机和管道的疏水系统，减少水膜厚度和积水。
7.2.2 大亚湾核电站的汽轮机
大亚湾核电站的汽轮机是由英国 GEC 公司制造的双分流、中间再热、四缸六排汽、冲
图 7.6 大亚湾核电站汽轮机热力系统图 动纯凝式汽轮机，共有四十个压力级和七级非调整抽汽，其热力系统如图 7.6所示。四个转 子各自的轴承支承，相互通过刚性联轴器连为一体，并且#3 低压转子有刚性联轴器与发电 机转子相连，组成汽轮机发电机组轴系。高压转子的前端接有一短轴，其上装有主油泵和超 速危急保安器(或称危急遮断器)。推力轴承位于高压缸与#1 低压缸间的轴承座内。电动盘车 装置位于机组轴系尾部的励磁机后。
力使阀门开启，见图 7.2。快速关阀是由快速排泄液压油缸活塞下部的油液实现的。 控制分配器用于关闭主蒸汽隔离阀。它们由电磁阀操纵。当电磁阀通电时，分配器开启，
将液压油缸活塞下部的液体通过常开隔离阀排出，主蒸汽隔离阀在氮气压力作用下迅速关 闭。两条排油管线是冗余的，单独一条管线就足以使阀门在 5 秒内关闭。
横向阻尼器。主蒸汽隔离阀上游的管道上装有 7 只安全阀，一个大气排放系统接头和一个向 辅助给水泵汽轮机供汽的接头。大气排放系统接头和辅助给水泵汽轮机供汽接头之所以要接 在主隔离阀的上游，是考虑到当二回路故障蒸汽隔离阀关闭时大气排放系统和辅助给水系统 还能工作。
[学习]二回路系统D_核动力装置
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经过加热的海水依次通过多个温度、压力逐级降低的闪蒸 室，进行蒸发、冷凝的蒸馏淡化方法
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多级闪蒸过程示意
淡水
海水
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（2）多效蒸发
压水堆核动力装置一、二回路都使用轻水作为工质，运行 过程中由于跑、冒、滴、漏以及取样等原因，造成工质装 量减少，影响正常运行
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蒸汽和凝给水的损失 蒸汽经过轴封以及在蒸汽管路中流经法兰、阀门等的不严
水经过水泵密封处的泄漏以及在管路、设备和水柜等处的
蒸汽发生器泄放时蒸汽和水的损失以及装置在启动和停车
为了获得必要的淡化速率，实际操作压力大于5.5MPa， 操作压力与海水渗透压力之差，即为过程的推动力
反渗透过程必须具备两个条件
高选择性和高渗透性的半透膜； 运行压力高于海水的渗透压。
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图4-42 反渗透原理
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图4-43 反渗透原理示意图
能量平衡方程 Gs（hs－hd）＝ Gf（hf，o－ hf，i） Gvhv＋Gbhb=Gfhf，o
排污率ε＝Gv／Gb 造水比R＝Gv／Gs
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采用闪发原理造水的优点
利用水的自过热而蒸发，使已被加热的海水在减压状态下 过热蒸发；
热量消耗少； 可以解决传热面上结垢的问题。
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核电厂二回路热力系统.pdf
低压给水加热系统的功能是利用汽轮机低压缸抽汽加热凝 结水，以提高循环热效率，共有四级低加。
高压加热器利用高压缸抽汽加热给水，以提高循环热 效率。
共有两级高加。 回热系统中的热交换设备主要是给水加热器和除氧器。给
水加热器一般为表面式热交换设备。 蒸汽进入加热器壳体流经换热管束外表面，加热在管束里 流动的水，其本身凝结成疏水经疏水管线排出加热器。 凝结水经进口水室流入换热管束被蒸汽加热，经出口水室 流出完成加热过程。 加热器传热效率与加热器的传热面积、传热管子的清洁度、 给水流速、加热蒸汽和给水的温度等因素有关。 一般把位 于凝结水泵以后和除氧器以前的给水加热器处于凝结水泵出 口压力下工作，称为低压给水加热器；位于主给水泵出口以 后的给水加热器处于给水泵高压力下工作，称为高压给水加 热器。
对一个全部采用逐级自流的疏 水系统，高压加热器逐级自流疏 水至除氧器；对于除氧器前面几 级低加加热器，疏水最终导入凝 汽器。
这种自流疏水系统，不增添任何设备，系统简单，但经济 性差。这是由于从较高压力的加热器的疏水流到较低压力的加 热器时，部分闪蒸蒸汽就排挤了一部分低压加热蒸汽，即减少 了汽轮机的较低压力抽汽量。若保持汽轮机功率不变，势必增 加凝汽循环发电量，最后增加了在凝汽器中的热损失。同时， 疏水经过最后一级加热器排入凝汽器，热量被循环水带走，从 而又引起额外的热损失。若逐级自流的疏水，最后不排到凝汽 器，而是送入热阱或凝结水泵入口，则经济性会有所改善。
采用疏水泵使得系统复杂，投资增 加，耗厂用电，维修运行费用提高。因 此，一般在低压的热器末级或次末级使 用。例如，我国大亚湾核电厂，二回路 系统第3、4级低压加热器的疏水经疏水 泵送入第3、4级低压加热器之间的凝结 水管道中。
核动力二回路系统优化设计
核动力二回路系统优化设计刘成洋;阎昌琪;王建军;刘振海【摘要】Secondary circuit system is important part of marine nuclear power plant whose weight and dimension are key factors to influence the rational arrangement of nuclear power plant. The trend of using high power and rapid propelling speed of marine nuclear power plant has resulted in that the weight and volume of secondary circuit system increase further, which causes difficulties to the design and arrangement of the nuclear power equipment, and that the marine maneuverability is seriously influenced. The mathematic model of secondary circuit system was established, and the corresponding codes were also developed. The sensitivity of design parameters influencing the secondary circuit system weight was analyzed. Taking the weight minimization as the objective, the design optimization of the secondary circuit system was carried out with the hybrid particle swarm optimization (HPSO) algorithm under the restriction conditions. Study results show that the secondary circuit system weight is reduced by 7% with the optimization scheme. Finally, the optimization results were analyzed, and the direction to guide design optimization of the secondary circuit system was indicated.%二回路系统是船舶核动力装置的重要组成部分,其重量和尺寸是影响核动力装置合理布置的重要因素.随着船用核动力装置大功率、高推进速度的发展趋势,二回路系统重量和体积进一步增加,对核动力设备的设计安装带来困难,并严重影响船舶的机动性.本工作建立了二回路系统的数学模型,开发了相应的计算程序,并对影响二回路重量的设计参数进行了敏感性分析.以二回路重量最小为目标和在给定的约束条件下,采用混合粒子群算法对二回路系统进行了优化设计.研究结果显示,采用优化方案后,二回路系统重量减小了7％.最后对计算结果进行了分析,指明了二回路系统优化设计的方向.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2013(047)003【总页数】6页(P421-426)【关键词】二回路系统;重量;混合粒子群算法;优化设计【作者】刘成洋;阎昌琪;王建军;刘振海【作者单位】哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TL353二回路系统的主要功能是将反应堆及一回路系统产生并传递来的热量转化为船舶航行所需要的机械能，并生产动力装置及全船所需的电能和淡水［1］。
核动力装置
船舶核动力装置一、背景：1955年4月，世界上第一艘核动力船舶——美国核潜艇“舡鱼“号正式编队下水服役。
为了建造者艘核潜艇的动力装置，美国提前5年在艾德华州兴建了陆上模式堆，这就是世界上第一个核动力装置。
从那时起到现在的近50年时间里，世界上先后有近十个国家的约470多艘采用核动力推进的潜艇、水面舰艇、客货商船、矿砂船、破冰船等相继游弋在宽阔的海洋上了。
事实充分说明，船舶在使用核动力装置以后，船舶推进能源就又进入了一个崭新的阶段。
可以肯定，随着核能事业的发展，大规模建造核动力舰船，将会成为有关各国造船业今后十分关注的发展方向。
过去的两个多世纪，由于人类掌握了利用煤、石油等化石燃料产生动力的技术，使人们摆脱了单纯依靠人力、畜力进行劳动的困境，推动了社会生产突飞猛进的发展。
与有限的化学能源相比较，核能将会成为人类的一个全新的、蕴藏量更为丰富的动力资源，它必将有力地推动社会生产力的发展。
二、基本介绍：核动力装置以原子核裂变能作为产生推进动力的能源。
它包括核反应堆、为产生功率推动船舶前进所必需的有关设备以及为提供装置正常运行，保证对人员健康和安全不会造成特别危害的那些结构、系统和部件。
船舶核动力装置是以反应堆代替普通燃料来产生蒸汽的汽轮机装置。
它可以作为船舶的一种主动力装置。
核动力装置功率大，一次装填核燃料可以用上好几年。
装备核动力装置的舰船，几乎有无限的续航力。
所以核动力装置主要用于大型军舰和潜艇。
三、基本原理：核燃料在核动力装置的反应堆中产生裂变反应，释放巨大能量，被不断循环的冷却水吸收，后者又通过蒸汽发生器将热量传给第二个回路中的水，使之变为蒸汽后到汽轮机中作功。
基于中子引起这种反应后又产生更多的新中子，在一定的条件下，新中子又可能去轰击另一个可裂变的原子核，使之又分裂为两个次级裂变产物的部分，又再放出大量的能量和两到三个新中子；同样条件下，新中子又可能去轰击另外的又一个可裂变的原子核而连续不断地把这种裂变反应持续下去，连续不断地释放出能量。
二回路系统C_核动力装置
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图4-38 进水管无因次压头特性
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图4-39 排出管无因次压头特性
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4.7 润滑系统
1.功用
2.设计要求
3.系统流程
4.润滑油的特性
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1.功用
润滑及冷却主、辅设备的摩擦部件（如主、辅汽轮机轴承、 减速器轴承、减速器齿轮等） ［作为润滑油使用］ 供给主机遥控系统及安全设备用的压力油
MNPP-L10-CWS
船舶核动力装置
Marine Nuclear Power Plants
核科学与技术学院
（V2009.04.04）
复习
1.凝水-给水系统的功用是什么?
2.简述凝水-给水系统的设计要求。
3.凝水被污染的主要原因是什么? 4.对给水进行除氧的目的是什么? 5.热力除氧遵循的基本原理有哪些?其基本含义是什 么? 6.热力除氧应满足哪些基本条件?
滑油冷却器
滑油冷却器使用海水作为冷却水，压力一般低于润滑油的压
力。 对于潜艇核动力装置，由于舷外海水压力较大，为避免海水
漏入润滑油中，滑油冷却器的管板一般采用双隔板结构。
滑油冷却器通常有两个出油口，第一级出口和第二级出口的 润滑油温度各不相同，以便向不同设备供应不同粘度的润滑
油。
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5.润滑油系统的设计要求是什么?
6.反映滑油特性的几个基本参数的含义?
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图4-32 循环水系统流程图
事故情况下使用
压水堆核电厂二回路系统与设备介绍PPT课件( 31页)
4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构
4.2.1பைடு நூலகம்汽轮机工作原理
蒸汽的能量转换过程： 蒸汽热能蒸汽动能叶轮旋转的机械能
级：完成由热能到机械能转换的汽轮机基本工作单元， 在结构上由喷管（静叶栅）和其后的动叶栅所组成。 分为冲动级和反动级。
1－主轴 2－叶轮
转子 3－动叶栅
4－喷嘴（静叶栅） 5－汽缸 6－排汽口
• 附属设备：主汽阀、调节阀、调节系统、主油泵、辅 助油泵及润滑装置。
现代压水堆核电厂汽轮机典型结构： • 冲动式四缸双流中间再热凝汽式饱和蒸汽汽轮机 • 一个高压缸，四个低压缸，均为双流式 • 四个高、低压缸转子通过刚性联轴器联接成一个轴系 • 高压缸每个流道有5个压力级 • 低压缸每个流道有5个压力级
主蒸汽系统与主给水系统和辅助给水系统配合，用 于在电站正常运行工况、事故工况下排出一回路产生的 热量。
向反应堆保护系统、安全注射系统和蒸汽管路隔离 动作提供主蒸汽压力和流量信号。
4.3.2 系统描述
• 核岛部分 三条主蒸汽管道，每条管道上有以下设备： 7个安全阀 三个动力操作安全阀，整定压力8.3MPa 四个常规弹簧加载安全阀，整定压力8.7MPa 向大气排放的接头 主蒸汽隔离阀 主蒸汽隔离阀旁路管线
4.4.3 系统主要设备
• 减压阀 15个排放控制阀，分别位于凝汽器蒸汽排放系统和除氧器蒸汽排 放系统，实现排放名义蒸汽流量的85％。
• 气动蒸汽排放控制阀 装于三根主蒸汽管道上，用于大气蒸汽排放控制系统。排放容量 为10％～15％额定容量。
• 消音器 安装气动蒸汽排放控制阀的管线上都配备一个消音器，以减小排 汽噪音。
• 半速机组与全速机组
4.3 主蒸汽系统
核动力二回路热力系统优化研究
核动力二回路热力系统优化研究发布时间：2022-10-24T01:56:37.945Z 来源：《当代电力文化》2022年12期作者：王稳、冯海洋[导读] 热力系统是以一系列热力循环为基础，与各种管道管件、汽轮机和蒸汽发生器相连，形成一个完整的热力系统。
反应堆产生的的热能先转化为机械能，再转化为电能，部分热能还用于加热。
王稳、冯海洋山东核电有限公司265100摘要：热力系统是以一系列热力循环为基础，与各种管道管件、汽轮机和蒸汽发生器相连，形成一个完整的热力系统。
反应堆产生的的热能先转化为机械能，再转化为电能，部分热能还用于加热。
在此基础上，本文作者根据以往的工作经验，分析了改善核电站二回路热状态的参数，并对改善核电站二回路热状态的行动进行了展望，让核电站可以在以后的实际工作中得到参考。
关键词：核动力二回路；热力系统引言为提高热效率，由再热循环和回热循环组成的饱和蒸汽朗肯循环被广泛应用于反应堆核电站二回路热回路中。
该系统主要由二回路、高压汽轮机、汽水分离再热器、低压汽轮机、凝汽器、低压加热器、高压加热器组成。
其中，汽水分离再热器主要由分离器和两级加热器组成，一级加热器采用高压缸抽气加热，二级加热器采用新蒸汽加热。
高低压给水加热器广泛使用表面换热器和混合除氧加热器。
高压热水器由高压缸的抽汽加热，低压热水器由低压缸抽汽加热。
高压水加热法将水逐级加热，最后进入脱气机，低压热水器进水法加热，最后进入冷凝器。
1.核电二回路主要设备蒸汽发生器产生的饱和蒸汽进入高压缸做功，做功后的泛汽离开高压缸进入汽水分离再热器。
汽水分离再热器的作用是减少低压湿汽缸长叶片中湿气的磨损、腐蚀和损失，改善低压汽缸的工作条件。
抽汽加热系统由四级低压加热器、两级高压加热器和一个混合式除氧器组成。
抽汽加热系统的主要目的是在凝汽器中的凝结水进入蒸汽发生器前，利用汽轮机抽汽进行加热，以提高汽轮机热循环效率。
在此过程中，还使用除氧器去除水中的氧气和其他不可冷凝气体，以最大限度地提高水质。
核动力装置-船舶标准网
、[定义]：装置以原子核的裂变所产生的巨大能量通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。
其工作原理是：核反应堆将核能转化为热能，再利用冷却剂将热能输出堆芯，冷却剂携带的热量通过蒸汽发生器传递给二回路工质，工质受热形成蒸汽，蒸汽进入透平作功，带动螺旋桨转动。
舰艇核动力装置技术是指在舰艇核动力装置的建造、使用中所应用的技术。
[国外概况] 自1954年第一艘核动力潜艇问世以来，核动力装置技术获得了迅猛的发展。
目前，除核潜艇外，现役的核动力舰艇还有巡洋舰、驱逐舰和航空母舰，这些核动力舰艇主要集中在美国和俄罗斯。
一、舰艇核动力装置的优点1、核动力装置使核潜艇能在水下长期连续航行。
核动力装置以核能为能源，核裂变时不需要空气，因此核潜艇能在水下长期连续航行，其隐蔽性远远超过常规动力潜艇。
2、续航力不受限制。
核反应堆一次装料，可运行几年甚至几十年，如美国正在建造的"弗吉尼亚"级潜艇上使用的S9G反应堆，其寿命可达33年。
从而使核潜艇具有"无限"的续航力。
3、大功率。
现在已运行的舰艇动力反应堆，单堆功率在30~300兆瓦（MW）之间，有的核动力舰艇（如航空母舰）装有多个反应堆，强大的动力使得这些庞然大物能以20~50节的高航速航行。
二、国外舰艇核动力装置的应用概况目前，国外有美国、俄罗斯、英国和法国拥有了核动力潜艇，美国和法国拥有核动力航母，美国和俄罗斯拥有核动力巡洋舰。
表一给出了国外舰艇核动力装置的数量。
1、美国核动力装置的情况美国的舰艇核动力，基本上是在西屋公司和通用电气公司两大企业之间的竞争中发展的。
西屋公司设计和建造的是SW系列，包括一座陆上模式堆S1W，及S2W、S3W、S4W、S5W、S5Wa、S5W-Ⅱ、S6W等装艇堆。
通用电气公司设计和建造的是SG系列，包括S1G、S3G（双堆）、S5G、S7G、S8G六座陆上模式堆和S2G、S4G、S5G、S6G、S8G、S9G等装艇堆。
核动力装置二回路给水系统水锤动态计算分析
动态计算
水 力 分 析
Ａ
文献标识码
Ｄｙ ｍ ｉ ｎａｙｓｓ ｏ ｔ ｒ ｈ ｍ ｍ ｅ Ｏ ｆ ｅ ｎａ ｃ ａ ｌ ｉ ｆｗａ ｅ ａ ｒｔ ｅ ｄ
ｗａ ｅ ｙ ｔ ｍ ｆｔ ｅ ｎ ｃｅ ｒ ｐ ｗｅ ｌ ｎ ｔ ｒｓ ｓｅ ｏ ｈ ｕ ｌａ ｏ ｒｐ ａ ｔ
给水 系统 是核 动力 装置 二 回路 的重要 组成 部 分， 管路 十分 复杂 ， 常的流 量调 节 和事故 工况 下 正
体 网 特性 时 ， 必须 将 复 杂 的 网络 简化 分 割 为 相
对 简单 的计 算单 元 ， 根 据 一 定 的原 则 将管 路 分 再
解 为便 于进行 数 学 建 模 和 计 算 机计 算 的子 网络 。 这些 单 元 由 最 基 本 的节 点 和 流 线 构 成 。在 建 模 时 ， 各个节 点 和流 线建 立模 型方 程 ， 过联 立求 对 通 解 得 到计算 结 果 ； 了将 各 单 元 连 成 一个 完整 的 为 流体 网络 ， 在各 单元设 置 了相 互 的边界 ， 通过 边界 传 递计 算参 数 。 参照某 核 动力 装 置 给 水 系统 的设 计 ， 给水 对 系统 管 网 进 行 了建 模 。在 管 网模 型 的 建 立 过 程
维普资讯
第３卷 ６
第 ３ 期
船 海 工 程
ＳＨＩ Ｌ Ｐ８ ＯＣＥＡＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＮＧ ＲＩ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ １３ ．
２０ ０ ７年 ６月
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ．０ ７
文章 编 号
１７ —９ ３ ２ ０ ） ３０ ９ —４ ６ １７ ５ （０ ７ ０ —０ ００
ａ ｏｄ Ｓｐｒ ｓ ｕｒ ａ ｉ ｕ ａ ｅ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌｙ ｂｙ ｕ ｉ ｈａ ａ ｔ ｒｌｎｅｍ ｅ ｈ ｎｄ ｎ ｅ’ ｅ ｓ ｅｗ ｓｓｍ ｌ ｔ ｄ ｓ ｃ ｅ ｓ ｕ ｌ ｓｎｇ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔ ｏｄ，Ｓ ｓ ｔ ｅ ｌｚ ｈｅｄｙ ｍ ｉ ａ — Ｏ ａ ｏ ｒ ａｉｅ ｔ ｎａ ｃｃ ｌ ｃ ａ ｉ ｎ ｎａ ｙ ｉ ｏｒｔ ａ ｅ ａｍｍ ｅｒｐ ｎ ｕｌｔｏｎ ａ ｄ ａ ｌ ｓｓ ｆ ｈｅｗ ｔ ｒｈ ｈｅ ｏｍ ｅ ｏｎ ｏ ｈｅｆ ｅ ａ ｅ ｙ ｔ ｍ ． Ｔｈｅｎｕ ｅ ｉａ ｅ ｌｓｃ ｎ ｆｔ ｅ ｄ ｗ ｔ ｒｓ ｓ ｅ ｍ ｒｅ ｌｒ ｓｕ ｔ ａｎ ｂｅ ｕ ｅ Ｏ ｍ ａ ｅ ａ ｐ ｉ ａ ｙ ｓ ｃ ｒｔ ｎａ ｙ ｉ Ｏ ｔ ｙｓ ｅ ． ｓ ｄ ｔ ｋ ｒｍ ｒ ｅ ｕ ｉｙ ａ ｌ ｓｓ ｔ ｈｅｓ ｔｍ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｃ ｎｄ ｒ ｉｃ ｉ ｅ ｄ ｗ ａ ｅ ｙ ｔ ｍ ｄｙ ｍ ｉ ａｃ ａｔｏ ｈｙ ａ ｉ ａ ｙ ｉ ｄｓ ｅ ｏ ａ ｙ ｃ ｒ ｕ ｔｆ ｅ ｔ ｒｓ ｓ ｅ ｎａ ｃ ｃ ｌｕｌ ｉｎ ｄｒ ｕｌｃａｎ ｌ ｓｓ
压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书
压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书目录 (1)摘要 (1)1、设计要求 (1)2、设计内容 (1)3、热力系统原则方案 (1)3.1汽轮机组 (2)3.2蒸汽再热系统 (2)3.3给水回热系统 (2)4、主要热力参数选定 (2)4.1一回路冷却剂的参数选择 (2)4.2二回路工质的参数选择 (3)4.2.1蒸汽初参数的选择 (3)4.2.2蒸汽终参数的选择 (3)4.2.3蒸汽中间再热参数的选择 (3)4.2.4给水回热参数的选择 (3)5、热力计算方法与步骤 (3)5.1计算步骤如下面的流程图 (3)5.2根据流程图而写出的计算式 (3)6、你热力计算数据 (5)6.1已知条件和给定参数 (6)6.2主要热力参数选定 (6)6.3热平衡计算结果表格 (10)6.4程序及运行结果 (10)6.4.1用MATLAB程序如下。
(10)6.4.2运算结果如下图所示。
(14)7、热力系统图 (14)8、结果分析与结论 (14)9、参考文献 (14)二回路系统是压水堆核电厂的重要组成部分，其主要功能是将反应堆一回路系统产生并传递过来的热量转化为汽轮机转动的机械能，并带动发电机组的转动，最终产生电能。
二回路系统的组成以郎肯循环为基础，由蒸汽发生器二次侧、汽轮机、冷凝器、凝水泵、给水泵、给水加热器等主要设备以及连接这些设备的汽水管道构成的热力循环，实现能量的传递和转换。
反应堆内核燃料裂变产生的热量由流经堆芯的冷却剂带出，在蒸汽发生器中传递给二回路工质，二回路工质吸热后产生一定温度和压力的蒸汽，通过蒸汽系统输送到汽轮机高压缸做功或耗热设备的使用，汽轮机高压缸做功后的乏汽经汽水分离再热器再热后送入低压缸继续做功，低压缸做功后的废气排入冷凝器中，由循环冷却水冷凝成水，经低压给水加热器预热，除氧后用高压给水加热器进一步加热，后经过给水泵增压送入蒸汽发生器，开始下一次循环。
关键字：热平衡做功循环1、设计要求了解、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；掌握核电厂原则性热力系统计算和核电厂热经济性指标计算的内容和方法；提高计算机绘图、制表、数据处理的能力；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。
大亚湾核电站二回路系统和设备
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4.4.3 系统主要设备
• 减压阀 15个排放控制阀，分别位于凝汽器蒸汽排放系统和除氧器蒸汽排 放系统，实现排放名义蒸汽流量的85％。
• 气动蒸汽排放控制阀 装于三根主蒸汽管道上，用于大气蒸汽排放控制系统。排放容量 为10％～15％额定容量。
• 消音器 安装气动蒸汽排放控制阀的管线上都配备一个消音器，以减小排 汽噪音。
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4.3.3 系统流程图
➢ 在机组启动时，与RCP配合，导出反应堆多余的热量 ，以维持一回路的温度和压力。
➢ 在热停堆和停堆冷却的最初阶段，排出主泵运转和裂 变产物衰变所产生的热量，直至余热排出系统投入运 行。
➢ 汽轮发电机组突然降负荷或汽轮机脱扣时，排走蒸汽 发生器内产生的过量蒸汽，避免蒸汽发生器超压。
• 半速机组与全速机组
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4.3 主蒸汽系统
4.3.1 系统功能 • 将蒸汽发生器产生的蒸汽输送到下列设备和系统：
➢ 主汽轮机 ➢ 汽水分离再热器（GSS） ➢ 除氧器（ADG） ➢ 给水泵汽轮机（APP） ➢ 蒸汽旁路系统（GCT） ➢ 汽轮机轴封系统（CET） ➢ 其他辅助蒸汽用汽单元（STR）
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4.5.2 系统结构
• 汽水分离器、第一级再热器和第二级再热器都安装在一个圆筒形 的压力容器内；
• 第一级再热器使用高压缸抽汽加热； • 第二级再热器使用新蒸汽加热。
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4.6 汽轮机轴封系统
4.6.1 系统功能
➢ 对主汽轮机、给水泵汽轮机和蒸汽阀杆提供密封，用以防止 空气进入和蒸汽外漏。 阻止空气自负压轴封处漏入汽轮机和给水泵汽轮机； 防止高压缸内高湿度排汽自低压轴封漏出，磨损轴封； 防止给水泵汽轮机高压侧和主要阀门内的蒸汽从轴封处外漏 。
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低压缸
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核汽轮机的特点
新蒸汽参数在一定范围内变化
——取决于核电厂的稳态运行特性
新蒸汽参数低，通常为饱和蒸汽
——必须考虑湿度对汽轮机效率和安全性的影响
力，推动叶轮旋转作功，
将蒸汽的动能变成转子旋 转的机械能。在动叶通道
中，汽流只改变方向，压
力和温度都不变。
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反动度等于零（ρ=0）
新蒸汽所具有的可以被利用的绝热焓降全部在喷嘴通道内 转换为使汽流高速流动的动能，喷嘴出口的高速汽流进入 工作叶轮推动叶栅转动做功
工作叶栅内汽流不再膨胀 前后压力相同 工作叶片通道为近似等截面
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1.作用和地位
是核动力装置的重要组成部分 通过热力循环，将一回路系统的热能转换为电能和机械能 提供核动力装置正常运行所需要的电能、热能和淡水 使用的工质没有放射性，不需要屏蔽
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2.主要任务
利用一回路系统蒸汽发生器产生的蒸汽，将热能转变为推 进船舶运动的动力、生产全船用电以及制造淡水。
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（2）系统工作可靠性高
选择符合强度要求的材料 管路布置尽可能简单 有支持管路并防止变形、摇摆、振动的支架 设置必要的热膨胀补偿装置 设置必须的吹除或疏水支管 采用高质量的连接件和密封垫片以保证管路的紧密性
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二回路系统主要设备
为船舶航行提供主动力的主汽轮齿轮机组 为保证全船正常供电的汽轮发电机组 凝水泵-给水泵组 滑油泵组 制造与补充淡水的海水蒸发装置
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4.2 主汽轮机组
汽轮机特点 单机功率大 连续回转工作平稳 可靠性好 目前汽轮机主要用于核动力舰船以及部分常规动力大型水面舰船。
高压气轮机或小汽轮机
反动级:反动度为0.4~0.6，反动级由一排静叶与一排动叶构 成，静叶与动叶的叶型大致相同。
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冲动原理
动叶叶型近似对称弯曲
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蒸汽只在喷嘴中膨胀，压 力降低，速度增加，热能
转变为动能。高速汽流流 经动叶片时，汽流方向改 变，产生了对叶片的冲动
4 二回路系统
4.1 概述 4.2 主汽轮机组 4.3 蒸汽系统 4.4 蒸汽排放系统 4.5 凝水-给水系统 4.6 循环水系统 4.7 润滑系统 4.8 造水系统 4.9 电力系统
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4.1 概述
1.作用和地位 2.主要任务 3.系统组成
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3.系统组成
蒸汽系统 蒸汽排放系统 密封抽气系统 滑油系统 凝水-给水系统 高低压疏水及泄放水系统 循环（冷却）水系统 造水系统
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“奥托·哈恩”二回路系统的组成
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蒸汽动力循环
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（1）系统应具有尽可能高的生命力
系统中的备用设备分别单独供汽，相互没有影响 主蒸汽各管系彼此连通 在管路布置上应使受战争破损的可能性最小，不至于使装
置功率损失的可能性达到100%
生命力指在不同时出现两种以上事故时，不使装置失效的
能力。
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组成 主汽轮机 冷凝器 齿轮减速器
配置方式 单机双缸 单缸双机
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主汽轮机组配置方案
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4.2.1主汽轮机
工作原理
汽轮机由汽缸、转轴以及构成蒸汽流动通道的动、静叶栅组成。 级是汽轮机最基本的工作单元，汽轮机的热功转换就是在各个级内进行的。
➢ 吸收一回路系统核裂变产生的热能，加热二回路给水产生 一定温度与压力的蒸汽，提供船舶航行和船舶电站所需要 的动能
➢ 由于系统运行不可避免地会存在一定的介质泄漏，二回路 系统需要设置造水装置，生产满足系统运行品质要求的淡 水，补充一、二回路淡水消耗
➢ 借助安全与控制系统，确保系统运行使用安全
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1.功用
蒸汽系统
主蒸汽系统
辅蒸汽系统
乏汽系统
从蒸汽发生器向主 汽轮机输送蒸汽
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供给辅机用汽及辅 助换热设备用汽
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收集辅机乏(废)汽
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2.设计要求
系统应具有尽可能高的生命力； 系统工作可靠性高；
散热损失小。
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反动级
一部分在喷嘴叶片通道内进行膨胀转换为汽流的动能，而 另一部分
工作叶片前后存在较大的压差 采用鼓筒式转子 采用较大的推力轴承 喷嘴叶片直接安装在汽缸内壁 启动时热惯性大，增加了暖机时间而影响到汽轮机的机动
反动级因工作叶片前后存在压差，不能采用局部进汽
理想焓降小，容积流量大
——同等功率下，比火电机组结构尺寸大
汽轮机及其附属设备中积聚的水份多，甩负荷时容易引起 主机超速
——凝结水的再沸腾和汽化
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齿轮减速器 冷凝器
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4.3 蒸汽系统
1.功用 2.设计要求 3.布置形式 4.管道变形补偿措施
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汽轮机的结构
通流部分：蒸汽在其中流过并实现能量转换的部分，由喷 嘴和动叶构成
定子：包括汽缸及其上所固定的零件（如喷嘴箱、隔板） 等所有静止部分的总称
转子：所有转动部分的总称，包括叶轮和机轴 两端部分：位于汽轮机轴的两端，包括汽封、推力轴承、
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按照级内蒸汽能量转换的特点
汽轮机级可分为冲动级和反动级
划分的依据：反动度ρ的大小。
级的反动度:指蒸汽在动叶栅中的理想焓降与该级的理想焓 降之比，用来表示级内静叶栅与动叶栅之间的焓降分配情况。
冲动级:反动度小于0.25，冲动级由一排喷嘴与一排动叶构成