核电站原理及系统
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轮周效率：蒸汽在轮周上所做之功与整个级所消耗的蒸汽 理想能量（级的理想能量）之比，即
Pu u E0
4.2.5 核汽轮机典型结构
• 转动部分称为转子，主要部件有动叶片、主轴和叶轮 （反动式汽轮机为转鼓）、联轴器等； • 静止部分称为静子，主要部件有汽缸、喷嘴叶栅、隔板、 轴承和汽封等。 • 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。
4.6 汽轮机轴封系统
4.6.1 系统功能
对主汽轮ຫໍສະໝຸດ Baidu、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。
（任何一个阀门都是由固定部分（阀座）和可动部分（阀杆）两部分 组成。主汽阀和调节阀工作环境恶劣，要求可靠性高，所有在设计时 允许其有一定的漏气量，也就是阀杆漏气，这部分漏气能够防止密封 面的结垢，使阀门卡死。）
4.1.2 组成特点
•
• • •
朗肯循环基础上附加再热循环和回热循环；
高压缸使用饱和蒸汽，低压缸使用微过热蒸汽； 蒸汽再热器使用高压缸抽汽和新蒸汽加热； 给水回热系统使用高、低压缸抽汽加热。
二回路热力系统原理流程
4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构
4.2.1 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
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
4.3.3 系统流程图
4.4 汽轮机旁路排放系统
CH-11-VVP
核电站原理及系统
哈尔滨工程大学核科学与技术学院
4.压水堆核电厂二回路系统和设备
4.1 二回路热力系统
4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构 4.3 主蒸汽系统
4.4 汽轮机旁路系统
4.5 汽水分离再热器系统
4.6 汽轮机轴封系统
4.1 二回路热力系统
4.1.1 二回路系统功能
• • 将核蒸汽供应系统产生的热能转变成电能； 在停机或事故工况下，保证核蒸汽供应系统的冷却。
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
4.2.2 冲动式汽轮机
4.2.3 反动式汽轮机
反动度：蒸汽在动叶通道内膨 胀时的理想焓降和在整个级的 滞止理想焓降之比，即
4.6.2 系统流程
思考题
• 二回路系统的功能及组成特点是什么？ • 主蒸汽系统的功能是什么？ • 汽轮机旁路排放系统的功能是什么？
H OP H OP H OC H OP H O
4.2.4 轮周功率与轮周效率
轮周功率：单位时间内蒸汽流对动叶栅所做的有效功率。
Pu Fu u G 2 2 2 c12 c2 w w 2 1 2
Fu——蒸汽作用于动叶栅的切向力
u——圆周速度
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）
• 安全功能：
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。
•
•
• •
4.5 汽水分离再热器系统
4.5.1 系统功能
• 除去高压缸排汽中约98%的水分； • 加热高压缸排汽，提高进入低压缸蒸汽的温度，使其 具有一定的过热度。
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。
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。 压缩空气罐 保证气动蒸汽排放控制阀有效工作。 扩压器 安装在通向凝汽器的管道上，使旁路来的高温高压蒸汽在其中降 温降压，以避免损坏凝汽器。
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
4.2.6 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 • 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 • 半速机组与全速机组
4.4.1 系统功能
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。
4.4.2 系统组成
• 凝汽器蒸汽排放系统
从排放管道上引出12根管道，每个凝汽器4根进汽管； 每根进汽管上装一个手动隔离阀和一个旁路排放控制阀。
• 除氧器给水箱排放系统
从排放总管上引出3根管道，每根管道上装一个手动隔离阀和 一个旁路排放控制阀。
• 大气蒸汽排放系统
三根独立管线分别接在相应的主蒸汽管道上。
Pu u E0
4.2.5 核汽轮机典型结构
• 转动部分称为转子，主要部件有动叶片、主轴和叶轮 （反动式汽轮机为转鼓）、联轴器等； • 静止部分称为静子，主要部件有汽缸、喷嘴叶栅、隔板、 轴承和汽封等。 • 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。
4.6 汽轮机轴封系统
4.6.1 系统功能
对主汽轮ຫໍສະໝຸດ Baidu、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。
（任何一个阀门都是由固定部分（阀座）和可动部分（阀杆）两部分 组成。主汽阀和调节阀工作环境恶劣，要求可靠性高，所有在设计时 允许其有一定的漏气量，也就是阀杆漏气，这部分漏气能够防止密封 面的结垢，使阀门卡死。）
4.1.2 组成特点
•
• • •
朗肯循环基础上附加再热循环和回热循环；
高压缸使用饱和蒸汽，低压缸使用微过热蒸汽； 蒸汽再热器使用高压缸抽汽和新蒸汽加热； 给水回热系统使用高、低压缸抽汽加热。
二回路热力系统原理流程
4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构
4.2.1 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
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
4.3.3 系统流程图
4.4 汽轮机旁路排放系统
CH-11-VVP
核电站原理及系统
哈尔滨工程大学核科学与技术学院
4.压水堆核电厂二回路系统和设备
4.1 二回路热力系统
4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构 4.3 主蒸汽系统
4.4 汽轮机旁路系统
4.5 汽水分离再热器系统
4.6 汽轮机轴封系统
4.1 二回路热力系统
4.1.1 二回路系统功能
• • 将核蒸汽供应系统产生的热能转变成电能； 在停机或事故工况下，保证核蒸汽供应系统的冷却。
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
4.2.2 冲动式汽轮机
4.2.3 反动式汽轮机
反动度：蒸汽在动叶通道内膨 胀时的理想焓降和在整个级的 滞止理想焓降之比，即
4.6.2 系统流程
思考题
• 二回路系统的功能及组成特点是什么？ • 主蒸汽系统的功能是什么？ • 汽轮机旁路排放系统的功能是什么？
H OP H OP H OC H OP H O
4.2.4 轮周功率与轮周效率
轮周功率：单位时间内蒸汽流对动叶栅所做的有效功率。
Pu Fu u G 2 2 2 c12 c2 w w 2 1 2
Fu——蒸汽作用于动叶栅的切向力
u——圆周速度
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）
• 安全功能：
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。
•
•
• •
4.5 汽水分离再热器系统
4.5.1 系统功能
• 除去高压缸排汽中约98%的水分； • 加热高压缸排汽，提高进入低压缸蒸汽的温度，使其 具有一定的过热度。
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。
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。 压缩空气罐 保证气动蒸汽排放控制阀有效工作。 扩压器 安装在通向凝汽器的管道上，使旁路来的高温高压蒸汽在其中降 温降压，以避免损坏凝汽器。
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
4.2.6 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 • 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 • 半速机组与全速机组
4.4.1 系统功能
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。
4.4.2 系统组成
• 凝汽器蒸汽排放系统
从排放管道上引出12根管道，每个凝汽器4根进汽管； 每根进汽管上装一个手动隔离阀和一个旁路排放控制阀。
• 除氧器给水箱排放系统
从排放总管上引出3根管道，每根管道上装一个手动隔离阀和 一个旁路排放控制阀。
• 大气蒸汽排放系统
三根独立管线分别接在相应的主蒸汽管道上。