压水堆核电厂二回路热力系统
压水堆核电机组二回路热力系统计算的研究_杨豫森
图1 压水堆二回路原则性热力系统图收稿日期:2003-04-07; 修订日期:2003-05-28作者简介:杨豫森(1972-),男,河南安阳人,西安交通大学硕士研究生.文章编号:1001-2060(2004)01-0025-04压水堆核电机组二回路热力系统计算的研究杨豫森1,严俊杰1,刘立成1,沈国升2(1.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西 西安 710049;2.深圳大亚湾核电站,广东 深圳 518124)摘 要:根据压水堆二回路机组的特点,给出了最简化压水堆二回路热力系统的概念,并通过待定蒸汽份额,编程循环迭代的方法完成了最简化系统的各级抽汽份额计算和正反热平衡计算,在此基础上,通过对核电系统附加项的详细分析,得出了在最简化系统上逐项添加附加项的精确快捷的核电机组原则性热力计算的方法。
关键词:压水堆;二回路;正反平衡;附加项中图分类号:TK 212 文献标识码:A1 前 言压水堆二回路核电机组与常规的火电机组的热力系统有着明显的不同,使得常规火电机组的热力系统计算方法在这种机组的应用中存在着诸多困难。
难点主要在两个方面:(1)系统中包含汽水分离器和采用新蒸汽和高压抽汽来加热的再热器,其疏水引入回热加热器,使得无法直接套用现行的各种原则性热力计算方法;(2)系统中包括排污扩容、管道渗漏工质、管道散热、门杆漏汽、轴封漏汽和小汽轮机等附加项,增加了热力计算的复杂性,正反平衡计算极易出错,且不容易查出错误。
目前,比较成熟的常规火电机组热力系统分析计算方法有文献[1]的简捷法、文献[2]的矩阵法、文献[1]的等效热降法和文献[3]的循环函数法。
基于这4种方法,文献[6～7]针对压水堆二回路热力系统进行了详细的经济性定量分析,而文献[4～5]分别应用矩阵分析法、线性单元分析法对压水堆二回路核电机组进行了整体分析计算,但矩阵分析法和线性单元分析法概念、方程较为抽象,与常规的原则性热力系统计算差别较大。
压水堆核电厂二回路热力系统
核电厂二回路热力系统压水堆核电厂二回路热力系统是将热能转变为电能的动力转换系统。
将核蒸汽供应系统的热能转变为电能的原理与火电厂基本相同，两种情况都是建立在朗肯循环基础之上的，当然二者也有重大差别，现代典型的压水堆核电厂二回路蒸汽初压约6.5MPa，相应的饱和温度约为281℃,蒸汽干度99.75%; 而火力发电厂使用的新蒸汽初压约18MPa，温度为535℃甚至更高。
因此，压水堆核电厂的理论热效率必然低于火电厂。
火力发电厂与压水堆核电厂毛效率的参考数字分别约为39%和34%。
火力发电厂通常将在高压缸作功后的排汽送回锅炉进行火力再热; 在核电厂，用压水堆进行核再热是不现实的，只能采用新蒸汽对高压缸排汽进行中间再热。
此外，火电厂的烟气回路总是开放的。
在一个开式系统中，排入大气的工作后的载热剂温度总是高于周围环境的温度，也就是说，一些热量随载热剂排入大气而损失掉了。
而核电厂的冷却剂回路总是封闭的。
这不仅从防止放射性物质泄漏到环境是必须的，从热力学角度讲，它提高了循环的热效率。
核电厂二回路系统的功能如下：构成封闭的热力循环，将核蒸汽供应系统产生的蒸汽送往汽轮机作功，汽轮机带动发电机，将机械能变为电能。
作为蒸汽和动力转换系统，在核电厂正常运行期间，本系统工作的可靠性直接影响到核电厂技术经济指标。
从安全角度讲，二回路的另一个主要功能是将反应堆衰变热带走，为了保证反应堆的安全，二回路设置了一系列系统和设施，保障一回路热量排出，如蒸汽发生器辅助给水系统、蒸汽排放系统、主蒸汽管道上卸压阀及安全阀等就是为此设置的。
控制来自一回路泄漏的放射性水平。
二回路系统设计上，能提供有效的探测放射性漏入系统的手段和隔离泄漏的方法。
同常规发电厂的实际热力系统一样，核电厂二回路热力系统，可分为局部热力系统和全面热力系统（又称为全厂热力系统）。
局部热力系统表示某一热力设备同其它设备之间或某几个设备之间的特定联系，而全面热力系统则表示全部主要的和辅助的热力设备之间的特定联系。
压水堆核电厂二回路热力系统初步说明
压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书目录目录 (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 (2)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 (3)4.1 一回路冷却剂的参数选择 (3)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 (4)5.1 计算步骤如下面的流程图 (4)5.2 根据流程图而写出的计算式 (5)6、你热力计算数据 (8)6.1 已知条件和给定参数 (8)6.2 主要热力参数选定 (9)6.3 热平衡计算结果表格 (13)6.4 程序及运行结果 (14)6.4.1 用MATLAB程序如下。
(14)6.4.2 运算结果如下图所示。
(17)7、热力系统图 (21)8、结果分析与结论 (22)9、参考文献 (22)摘要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。
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。
压水堆核电机组二回路热力系统汽水流量分配计算的研究
( 15) 其中 : [ f ] 与 [ w ] 中矩阵元素分别 表示进 ( 出 ) 系统 的辅助 汽 流和水流 ; [ Aw ] 和 [ Af ] 均为上三角矩阵 , 矩阵元素分别 为第 j 级利用辅助水流和汽流所带入的 能量 ; [ bf ] 中矩阵 元素表 示 各级加热器所利用再热 器冷段 前进 ( 出 ) 汽轮 机侧的 辅助 汽 流 fhl 的能量 ; fhl 表示再热器冷段前进 ( 出 ) 汽 轮机侧的辅 助 汽流的代数和。 根据 ( 3) 式 和 ( 15) 式 , 辅 助汽 水工 质和 热量 带入 系统 必 将引起相应的 X 0 的变化 , 经推导可得 : ∀ X 0 = [ [ Aw ] [ - [
m
上式中各项基本对应关系如文献 [ 2] 所示。但压 水堆核电 机 组二回路热力系统和常规火电机组热力 系统有着 明显不同 , 主要 在于其汽水分离器 的存 在以 及高压 回热 抽汽与 高压 再 热抽汽的相互耦合。因此 , 只有掌握 了压水堆 核电机组二 回 路热 力系统汽水分离器 的特 点以 及高压 回热 抽汽与 高压 再 热抽汽的耦合特性 , 才能将等效热降 的概念与 方法应用于 压 水堆核电机组二回路热力系统汽水流量分配计算。
第 46 卷 第 2 期 2004 年 4 月
汽 轮 机 技 术 TURBINE TECHNOLOGY
V ol. 46 No. 2 Apr. 2004
压水堆核电机组二回路热力系统 汽水流量分配计算的研究
李建刚, 李丽萍, 杨小琨
( 郑州电力高等专科学校, 河南 郑州 450004)
摘要 : 以常规热平衡方法为基础 , 将等效热降法应用于压水堆核电机组二回路热力 系统汽水流 量的分配 计算 , 计 算 结果与常规热平衡法完全相同 , 并可简捷快速地 计算出热力系统连接方式以及局部参数变 化对汽水 流量分配的 影 响 , 为压水堆核电机组二回路热力系统应用热力 学第二定律进行定量分析奠定了基础。 关键词 : 压水堆核电机组 ; 二回路 ; 等效热降 ; 汽水流量 ; 计算 分类号 :TK262 文 献标识码 : A 文章编号 : 1001 5884( 2004 ) 02 0094 03
压水堆核电厂二回路系统管道热效率的影响因素分析
压水堆核电厂二回路系统管道热效率的影响因素分析发布时间：2022-05-06T06:39:39.549Z 来源：《中国科技信息》2022年第1月第2期作者：吴良鹏[导读] 文章针对核电厂二回路系统管道热效率问题吴良鹏福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要：文章针对核电厂二回路系统管道热效率问题，从二回路热力系统结构、热效率的计算方法入手，分析了主蒸汽管道疏水门泄露、厂用蒸汽、给水管道散热、主蒸汽管道散热和蒸汽发生器排污对热效率的影响。
结果表明：以上因素均会影响二回路系统管道的热效率，不同因素的影响机理和程度存在差异。
关键词：核电厂；二回路系统；热效率；影响因素在压水堆核电厂中，因蒸汽管道散热、疏水门不严密等原因，蒸汽发生器传输的热量不能完全进入动力系统做功。
管道热效率，是评价蒸汽动力转换系统利用程度高低的指标[1]。
分析管道热效率的影响因素，采取针对性的解决对策，有助于进一步提高核电厂的运行水平，达到降本增效的目标。
1．压水堆核电厂二回路热力系统1.1 系统结构以990MW压水堆核电厂二回路热力系统为例，系统结构见图1。
图1：二回路热力系统组成结构示意图1.2 热效率概念压水堆核电机组中，热功率经过多个环节转换，经发电机输出电功率，能量传递的计算方式是：式中，代表反应堆传递给一回路冷却剂的热量，代表一回路冷却剂在蒸汽发生器内释放的热量，代表二回路工质在蒸汽发生器内吸收的热量，代表工质带入蒸汽动力转换系统的热量，代表汽轮机的实际内功率，代表汽轮机的轴端功率，单位均为kW。
代表反应堆热效率，代表一回路管道热效率，代表蒸汽发生器热效率，代表二回路管道热效率，代表循环热效率，代表汽轮机机械效率，代表发电机效率，单位均为%。
那么，核电厂全厂热效率是：.对比式1、式2，可以得到二回路管道热效率，即工质带入蒸汽动力转换系统的热量、二回路工质在蒸汽发生器吸收的热量两者比值：分析式3可知：二回路工质在蒸汽发生器吸收的热量一定时，工质带入蒸汽动力转换系统的热量越大，那么管道热效率就越高。
CNP1500压水堆核电站热力计算及二回路热力系统初步设计
目录摘要 ................................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................... III 第1章绪论 .. (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (2)1.3二回路热力系统简介 (3)1.4 主要研究工作 (4)第2章计算方法及工况的选取 (5)2.1 计算方法的选取 (5)2.2 工况选定 (6)2.2.1 汽轮机机组各工况简介 (6)2.2.2本设计的工况选定 (6)第3章CNP1500压水堆核电站热力计算 (7)3.1 计算目的及主要内容 (7)3.2 计算所需原始资料 (7)3.2.1 电厂原始参数 (7)3.2.2 其他数据 (8)3.2.3 简化条件 (9)3.3 热平衡法分析计算 (9)3.3.1 汽轮机进汽参数计算 (9)3.3.2 凝汽器参数计算 (9)3.3.3 制作回热系统汽水参数表 (9)3.3.4 制作系统汽态线 (11)3.3.5 定功率法原则性热力计算 (12)第4章二回路热力系统初步设计 (23)4.1 主蒸汽系统（一次蒸汽系统） (23)4.1.1 设计概述 (23)4.1.2 系统功能 (23)4.1.3 系统设计分析 (24)4.2 再热蒸汽系统 (24)4.2.1 设计概述 (24)4.2.2 系统功能 (25)4.2.3 主要系统设备 (25)4.2.4 正常运行工况 (26)4.2.5 低负荷工况 (27)4.3 给水回热系统 (27)4.3.1 设计概述 (27)4.3.2 系统功能 (28)4.3.3 系统设计分析 (29)4.4 旁路系统 (31)4.4.1 设计概述 (31)4.4.2 CNP1500的旁路系统 (31)4.4.3 系统功能 (32)4.4.4 系统的控制模式 (32)4.5 加热器疏水系统 (33)4.5.1 设计概述 (33)4.5.2 疏水方式 (33)4.5.3 危机疏水 (33)4.5.4 排汽系统设计 (34)4.6 蒸汽发生器排污利用系统 (34)4.6.1 设计概述 (34)4.6.2 系统功能 (34)4.6.3 系统示意图 (35)4.6.4 控制阀、隔离阀及放射性监测点 (35)4.6.5 系统运行 (36)4.7 辅助蒸汽系统 (36)4.7.1 设计概述 (36)4.7.2 系统功能 (36)4.8 凝结水系统 (37)4.8.1 设计概述 (37)4.8.2 系统组成及阀门的布置 (37)第5章各蒸汽管道的管径计算及选型 (38)5.1 管径的选取 (38)5.1.1 相关计算公式 (38)5.2 具体管道管径计算 (38)5.2.1 主蒸汽相应管道 (38)5.2.2高压加热器H1相关抽汽管道计算 (40)5.2.3 除氧器H2抽汽管道相关抽汽管道计算 (41)5.2.4 低压加热器H3相关抽汽管道计算 (41)5.2.5 低压加热器H4相关抽汽管道计算 (42)5.2.6 低压加热器H5相关抽汽管道计算 (42)5.2.7 低压加热器H6相关抽汽管道计算 (43)5.2.8 各蒸汽管道和抽汽管道管径 (43)5.3 管材选取 (44)5.3.1 管材选取特点 (44)5.3.2 管材选取原则 (45)5.3.3 各管道材料的选择 (45)第6章总结与展望 (47)参考文献 (49)致谢 (50)附录 (51)CNP1500压水堆核电站热力计算及二回路热力系统初步设计摘要本设计分为三个部分，分别进行了CNP1500压水堆核电站热力计算及二回路热力系统初步设计。
哈尔滨工程大学压水堆核电厂二回路热力系统设计
哈尔滨工程大学压水堆核电厂二回路热力系统设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：专业课程设计说明书压水堆核电厂二回路热力系统班级：20101513学号：2010031408姓名：刘争知指导教师：刘中坤核科学与技术学院2013 年6 月目录摘要 (1)1 设计内容及要求 (2)2 热力系统原则方案确定 (2)2.1 总体要求和已知条件 (3)2.2 热力系统原则方案 (3)2.3 主要热力参数选择 (5)3 热力系统热平衡计算3.1 热平衡计算方法 (7)3.2 热平衡计算模型 (8)3.3 热平衡计算流程 (9)3.4 计算结果及分析 (17)4 结论 (17)附录附表1 已知条件和给定参数..........................................18附表2 选定地主要热力参数汇总表....................................19附表3 热平衡计算结果汇总表........................................24附图1 原则性热力系图. (25)参考文献 (26)摘要压水堆核电厂二回路以郎肯循环为基础，由蒸汽发生器二次侧、汽水分离再热器、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地汽水管道构成地热力循环，实现能量地传递和转换.本设计对该热力系统进行拟定与热平衡计算，通过列出6个回热器和汽水分离再热器中地2级再热器地热平衡方程以及除氧器中热平衡方程和质量守恒方程和汽水分离中蒸汽总量守恒，由此得到一个7元一次方程组、一个4元一次方程组，和汽水分离中地一个一元一次方程，通过求解这些方程组和方程，可以得到各点地抽气量和各个管路中地流量与新蒸汽/产量Ds地数学关系，假定一个ηe,npp 并就可以由Ds=(Ne/ηe,npp）η1/[( hfh - hs’)+(1+ξd)（hs’- hfw）]算出Ds ，由于各点地抽气量和各个管路中地流量与新蒸汽产量Ds地数学关系以同求解方程组得到进一步可以确定二回路总地新蒸汽耗量Gfh，进而地一个新核电厂地效率ηe,npp ’=Neη1/[ Gfh ( hfh - hfw)+ξd（hs’- hfw）],由此得到ηe,npp 和ηe,npp ’地一一对应关系ηe,npp ’ =1/（6.708-1.1618/ηe,npp）.选一个较为合理地ηe,npp作为初值进行试算，得到一个ηe,npp ’.把计算出地核电厂效率ηe,npp ’与初始假设地ηe,npp分别代回到Gcd 、Gcd’，若不满足| Gcd - Gcd’|/Gcd<1%,则以(ηe,npp+ε）作为初值进行再试算，返回ηe,npp ’ =1/（6.708-1.1618/ηe,npp）进行迭代计算，直至满足要求.当满足要| Gcd - Gcd’|/ Gcd <1%后，再校核ηe,npp和ηe,npp ’地大小.当|ηe,npp-ηe,npp ’|>0.1%,则以(ηe,npp +ε）作为初值返回ηe,npp ’ =1/（6.708-1.1618 /ηe,npp ）从头再试算校算，直至满足要求.对最终效率不满意时可合理地调整各设备地运行参数，直至求出电厂效率满意为止.用得到满足要求地ηe,npp ’去计算各个参量，并制作一张热力系统图.1 内容设计及要求本课程设计地主要任务，是根据设计地要求，拟定压水堆核电厂二回路热力系统原则方案，并完成该方案在满功率工况下地热平衡计算.本课程设计地主要内容包括：（1）确定二回路热力系统地形式和配置方式；（2）根据总体需求和热工约束条件确定热力系统地主要热工参数：（3）依据计算原始资料，进行原则性热力系统地热平衡计算，确定计算负荷工况下各部分汽水流量及其参数、发电量、供热量及全厂性地热经济指标；（4）编制课程设计说明书，绘制原则性热力系统图.通过课程设计要达到以下要求：（1）了解、学习核电厂热力系统规划、设计地一般途径和方案论证、优选地原则；（2）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地内容和方法；（3）提高计算机绘图、制表、数据处理地能力；（4）培养学生查阅资料、合理选择和分析数据地能力，掌握工程设计说明书撰写地基本原则.2 热力系统原则方案确定压水堆核电厂二回路系统地主要功能是将蒸汽发生器所产生地蒸汽送往汽轮机，驱动汽轮机运行，将蒸汽地热能转换为机械能；汽轮机带动发电机运行，将汽轮机输出地机械能转换为发电机输出地电能.电站原则性热力系统表明能量转换与利用地基本过程，反映了发电厂动力循环中工质地基本流程、能量转换与利用过程地完善程度.为了提高热经济性，压水堆核电厂二回路热力系统普遍采用包含再热循环、回热循环地饱和蒸汽朗肯循环.2.1 总体要求和已知条件压水堆核电厂采用立式自然循环蒸汽发生器，采用给水回热循环、蒸汽再热循环地热力循环方式,额定电功率为1000MW.汽轮机分为高压缸和低压缸，高压缸、低压缸之间设置外置式汽水分离再热器.给水回热系统地回热级数为7级，包括四级低压给水加热器、一级除氧器和两级高压给水加热器.第1级至第4级低压给水加热器地加热蒸汽来自低压缸地抽汽，除氧器使用高压缸地排汽加热，第6级和第7级高压给水加热器地加热蒸汽来自高压缸地抽汽.各级加热器地疏水采用逐级回流地方式，即第7级加热器地疏水排到第6级加热器，第6级加热器地疏水排到除氧器，第4级加热器地疏水排到第3级加热器，依此类推，第1级加热器地疏水排到冷凝器热井.汽水分离再热器包括中间分离器、第一级蒸汽再热器和第二级蒸汽再热器，中间分离器地疏水排放到除氧器；第一级再热器使用高压缸地抽汽加热，疏水排放到第6级高压给水加热器；第二级再热器使用蒸汽发生器地新蒸汽加热，疏水排放到第7级高压给水加热器.主给水泵采用汽轮机驱动，使用来自主蒸汽管道地新蒸汽，汽轮机地乏汽直接排入主汽轮发电机组地冷凝器，即给水泵汽轮机与主发电汽轮机共用冷凝器.凝水泵和循环冷却水泵均使用三相交流电机驱动，正常运行时由厂用电系统供电.2.2 热力系统原则方案2.2.1 汽轮机组压水堆核电厂汽轮机一般使用低参数地饱和蒸汽，汽轮机由一个高压缸、2-3个低压缸组成，高压缸、低压缸之间设置外置式汽水分离器.单位质量流量地蒸汽在高压缸内地绝热焓降约占整个机组绝热焓降地40%，最佳分缸压力（即高压缸排汽压力）约为高压缸进汽压力地12%-14%.2.2.2蒸汽再热系统压水堆核电厂通常在主汽轮机地高、低压缸之间设置汽水分离-再热器，对高压缸排汽进行除湿和加热，使得进入低压缸地蒸汽达到过热状态，从而提高低压汽轮机运行地安全性和经济性.汽水分离-再热器由一级分离器、两级再热器组成，第一级再热器使用高压缸地抽气加热，第二级再热器使用蒸汽发生器地新蒸汽加热.中间分离器地疏水排放到除氧器，第一级、第二级再热器地疏水分别排放到不同地高压给水加热器.2.2.3给水回热系统给水回热系统由回热加热器、回热抽汽管道、凝给水管道、疏水管道等组成.回热加热器按照汽水介质传热方式不同分为混合式加热器和表面式加热器，其中高压、低压给水加热器普遍采用表面式换热器，除氧器为混合式加热器.高压给水加热器采用主汽轮机高压缸地抽汽进行加热，除氧器采用高压缸地排汽进行加热，低压给水加热器采用主汽轮机低压缸地抽汽进行加热.高压给水加热器地疏水可采用逐级回流地方式，最终送入除氧器；低压给水加热器地疏水可以全部采用逐级回流地方式，最终送入冷凝器.给水回热系统地三个基本参数是给水回热级数、给水温度以及各级中地焓升分配.选择给水回热级数时，应考虑到每增加一级加热器就要增加设备投资费用，所增加地费用应该能够从核电厂热经济性提高地收益中得到补偿；同时，还要尽量避免热力系统过于复杂，以保证核电厂运行地可靠性.因此，小型机组地回热级数一般取为1-3级，大型机组地回热级数一般取为7-9级.压水堆核电厂中普遍使用热力除氧器对给水进行除氧，从其运行原理来看，除氧器就是一个混合式加热器.来自低压给水加热器地给水在除氧器中被来自汽轮机高压缸地排汽加热到除氧器运行压力下地饱和温度，除过氧地饱和水再由给水泵输送到高压给水加热器，被加热到规定地给水温度后再送入蒸汽发生器.大型核电机组一般采用汽动给水泵，能够很好地适应机组变负荷运行，可以利用蒸汽发生器地新蒸汽、汽轮机高压缸地抽汽或者汽水分离再热器出口地热再热蒸汽驱动给水泵汽轮机，因而具有较好地经济性.给水泵汽轮机排出地乏汽被直接排送到主汽轮发电机组地冷凝器.2.3 主要热力参数选择2.3.1一回路冷却剂地参数选择从提高核电厂热效率地角度来看，提高一回路主系统中冷却剂地工作压力是有利地.但是，工作压力提高后，相应各主要设备地承压要求、材料和加工制造等技术难度都增加了，反过来影响到核电厂地经济性.综合考虑，设计时压水堆核电厂主回路系统地工作压力为15.5MPa，对应地饱和温度为344.76℃.为了确保压水堆地安全，反应堆在运行过程中必须满足热工安全准则，其中之一是堆芯不能发生水力不稳定性，所以反应堆出口冷却剂地欠饱和度选为16℃.2.3.2二回路工质地参数选择二回路系统地参数包括蒸汽发生器出口蒸汽地温度与压力（蒸汽初参数）、冷凝器运行压力（蒸汽终参数）、蒸汽再热温度、给水温度和焓升分配等.(1) 蒸汽初参数地选择压水堆核电厂地二回路系统一般采用饱和蒸汽，蒸汽初温与蒸汽初压为一一对应关系.根据朗肯循环地基本原理，在其它条件相同地情况下，提高蒸汽初温可以提高循环热效率.目前二回路蒸汽参数已经提高到 5.0-7.0Mp，为了提高核电厂经济性并保证安全，二回路蒸汽参数选为6.0MPa.(2) 蒸汽终参数地选择在热力循环及蒸汽初参数确定地情况下，降低汽轮机组排汽压力有利于提高循环热效率.但是，降低蒸汽终参数受到循环冷却水温度Tsw,1、循环冷却水温升ΔTsw以及冷凝器端差δt 地限制.除了对热经济性影响之外，蒸汽终参数对汽轮机低压缸末级叶片长度、排汽口尺寸均有重要影响，因此，综合考虑多方面因素，并选取南方地区循环冷却水温度为24℃，取凝结水地温度为36℃.当凝结水地温度选为36℃，忽略了凝结水地过冷度，则冷凝器地运行压力等于凝结水温度对应地饱和压力.（3）中间再热参数地选择蒸汽再热循环地最佳再热压力取决于蒸汽初终参数、中间再热前后地汽轮机内效率、中间再热后地温度与中间再热加热蒸汽地压力和给水回热加热温度等.选择高压缸排气压力为高压缸进气压力地13%.高压缸地排汽进入汽水分离器，经过分离器除湿后，再依次进入第一级再热器和第二级再热器加热，在汽水分离器再热器中地总压降为高压缸排汽压力地7%.经过两级再热器加热后地蒸汽温度接近新蒸汽温度，一般情况下，第二级蒸汽再热器出口地热再热蒸汽（过热蒸汽）比用于加热地新蒸汽温度要低13～15℃左右，可取14℃.为便于计算，假设再热蒸汽在第一级再热器和第二级再热器中地焓升相同.再求得各级进出口压力及温度.蒸汽再热压力地选择应该使高、低压缸排汽地湿度控制在14%之内，可据此选择中间分离器地进口压力（相当于高压缸排汽压力）和低压缸排气压力.(4) 给水回热参数地选择给水地焓升分配：多级回热分配采用了汽轮机设计时普遍使用地平均分配法，即每一级给水加热器内给水地焓升相等.每一级加热器地给水焓升为107.978kj/kg.采用平均分配法时，先确定每一级加热器地理论给水焓升为132.863kj/kg，得到蒸汽发生器地最佳给水比焓1080.866kj/kg.按照蒸汽发生器运行压力和最佳给水比焓确定最佳给水温度，按一定关系定出实际给水温度.再次通过等焓升分配地方法确定每一级加热器内给水地实际焓升为107.978kj/kg.选定除氧器地工作压力，除氧器地运行压力应该略低于高压缸地排汽压力.再分别对高压给水加热器和低压给水加热器进行第二次焓升分配.对于高压给水加热器，每一级地给水焓升为108.103/kg.对于低压给水加热器（包括除氧器），每一级地给水焓升为107.49kj/kg.给水回热系统中地压力选择：除氧器地运行压力应该略低于高压缸地排汽压力，除氧器出口水温等于除氧器运行压力对应地饱和温度.一般情况下，取凝水泵出口压力为除氧器运行压力地3-3.2倍，取3.1.一般情况下，取给水泵出口压力为蒸汽发生器二次侧蒸汽压力地1.15-1.25倍，取1.2.抽汽参数地选择：给水加热器蒸汽侧出口疏水温度（饱和温度）与给水侧出口温度之差称上端差（出口端差）.高压给水加热器出口端差取3℃，低压给水加热器出口端差取2℃.对于每一级给水加热器，根据给水温度、出口端差即可确定加热用地抽汽温度.由于抽气一般是饱和蒸汽，由抽汽温度可以确定抽汽压力（考虑回热抽气压损）.3 热力系统热平衡计算3.1 热平衡计算方法进行机组原则性热力系统计算采用常规计算法中地串联法，对凝汽式机组采用“由高至低”地计算次序，即从抽汽压力最高地加热器开始计算，依次逐个计算至抽汽压力最低地加热器.这样计算地好处是每个方程式中只出现一个未知数Ds，适合手工计算，并且易于编程.热力计算过程使用地基本公式是热量平衡方程、质量平衡方程和汽轮机功率方程.3.2 热平衡计算模型热力计算地一般流程如下：3.3 热平衡计算流程第一步：计算给水泵汽轮机地耗汽量：给水泵汽轮机汽为新蒸汽，排汽参数等于高压缸排汽；给水泵有效输出功率Nfwp=1000Gfw ×Hfwp /ρfw kW给水泵有理论功率ηfwp,t= Nfwp/ηfwp,pηfwp,tiηfwp,tmηfwp,tg给水泵地扬程Hfwp=6.4434MPa则其耗汽量Gs,fwp=Nfwp/ηfwp,pηfwp,tiηfwp,tmηfwp,tgHa，ηfw p,p——汽轮给水泵组地泵效率，取0.58；ηfwp,ti，ηfwp,tm，ηfwp,tg——分别给水泵组汽轮机地内效率、机械效率和减速器效率，分别取0.80，0.90和0.98；Ha为高压缸进出口焓降，为297.01/kg代入数值得Gfwp,s=0.059245Ds第二步：对汽水分离器列蒸汽守恒方程：G0=Gd(Xrh1,i-Xh,z)/ Xrh1,iGdXh,z=(Gd-G0)Xrh1,i .................1*求得G0=Gd(Xrh1,i-Xh,z)/ Xrh1,i ，把Xrh1,i =0.995 、Xh,z =0.8632 代入可得G0 =0.13246Gd对7级回热器列热平衡方程：[Ges,7(hes,7-hew,7)+Ga(ha’-hew,7)]ηh=(1+ξd)Ds△hfw ........................ 2*对6级回热器列热平衡方程：[Ges,6(hes,7-hew,6)+Gb(hb’-hew,6)+Ges,7(hew,7-hew,6)]ηh=(1+ξd)Ds△hfw.................3*对除氧器列热平衡方程：[(Ges,7+Ges,6+Ga+Gb)hew,6+Gcd+hlfwi+G0hGo’+Gchc]=(1+ξd)Ds hlfwi,5 .................4*对除氧器列质量守恒衡方程：Gcd+Ga+Gb+GC+G0+Ges,7+Ges,6=(1+ξd)Ds ................5*对汽水分离再热器中第一级再热器列热平衡方程(Gd-G0) Δh=Gb(hb-hb’)ηh .................6*对汽水分离再热器中第一级再热器列热平衡方程(Gd-G0)Δh=Ga(ha-ha’)ηh .................7*新蒸汽产量等于总耗气量：Ds=Ges,7+Ges,6+Ga+Gb+GC+Gd+Gfwp,s ................8*其中：ha’为第二级再热器加热蒸汽地疏水比焓；Ga新蒸汽中用于再热地质量流量，kg/sGb从高压缸抽取用于再热地蒸汽质量，kg/sGc高压缸排气中排到除氧器地质量流量，kg/sGd从高压缸排气进入到低压缸地质量流量，kg/sG0为汽水分离器中分离出来地质量流量，kg/shb’为第一级再热器加热蒸汽地疏水比焓，kJ/kgha’为第二级再热器加热蒸汽地疏水比焓，kJ/kghG0’为汽水分离器中分离水地比焓，kJ/kghc,hd均为高压缸排气比焓，kJ/kg△h为再热器平均焓值升，kJ/kg联立上述7个方程并代入相关数值，求得：Ga=0.0448Ds ；Gb=0.0429Ds ；Gc=0.0273Ds ；Gd=0.7125Ds ；Ges,6=0.0556Ds ；Ges,7=0.0577Ds ；Gcd=0.6878Ds第三步：[Ges,3 (hes,3-hew,3)+ Ges,4(hew,4-hew,3)]ηh=Gcd△hfwηh=Gcd△hfw对4级回热器列热平衡方程：Ges,4(hes,4-hew,4)ηh=Gcd△hfw ..................9*对3级回热器列热平衡方程：[Ges,3 (hes,3-hew,3)+ Ges,4(hew,4-hew,3)]ηh=Gcd△hfw ..................10*对2级回热器列热平衡方程：[Ges,2 (hes,2-hew,2)+(Ges,4+Ges,3)(hew,3-hew,2)]ηh=Gcd△hfw ..................11*对1级回热器列热平衡方程：[Ges,1 (hes,1-hew,1)+(Ges,1+Ges,2+Ges,3+Ges,4)(hew,2-hew,1)]ηh=Gcd△hfw ..........12*联立9*～12*方程并代入相关数值，求得：Ges,1=0.0428 Gcd ；Ges,2=0.0445 Gcd 。
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
压水堆核电厂二回路热力循环上
.1
.2
22
2. 焓
定义：H = U + pV h = u + pv 单位：J（kJ） J/kg（kJ/kg） 焓是状态参数。 物理意义： 引进或排出工质而输入或排出系统的总能量。
1.3.3 熵
1. 定义
δq ds
T rev
2. 熵是状态参数
J/(kg K) J /(molK)
取喷管为系统—
开口系绝热系?
11
1.1.6 平衡状态和状态参数
1.平衡状态 无外界影响系统保持状态参数不随时间而改变的状态。
讨论： 平衡与稳定
— 稳定未必平衡
2. 状态参数的特性和分类
1) 状态参数是宏观量，是大量粒子的统计平均效 应，只有平
衡态才有状参，系统有多个状态参数，如 p,V ,T ,U , H , S
Hale Waihona Puke c）理想气体和实际气体4
1.1.4 热力系统(系统、体系)和外界
• 系统 人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统。
• 外界 与体系发生质、能交换的物系。
• 边界 系统与外界的分界面（线）。
注意：
1）系统与外界的人为性
2）外界与环境介质的关系
3）边界可以是：
a）刚性的或可变形的或有弹性的
b）固定的或可移动的
气体动力装置 内燃机、喷气动力装置、 燃气轮机动力装置、 ……
蒸汽动力装置
共同本质：由媒介物通过吸热—膨胀作功—排热
3
1.1.2 工质
a）定义：实现热能和机械能相互转化的媒介物质
b）对工质的要求: 1）膨胀性;
2）流动性 3）热容量 4）稳定性，安全性 5）对环境友善 6）价廉，易大量获取
核电压水堆二回路简述
核电压水堆二回路简述一、定义二回路系统（常规岛系统）是指以汽轮机为核心组成的热力系统和辅助支持系统。
二、功能利用一回路产生的高温高压蒸汽在汽轮机里面膨胀做功，将蒸汽热能转换成汽轮机的旋转动能（机械能），并带动发电机将机械能转换成电能。
为实现热能向机械能的转换，压水堆核电站二回路热力系统一般采用蒸汽动力循环。
它采用以朗肯循环为基础的再热回热循环，以提高循环热效率，增加核电站的热经济性。
三、热力系统的特征以大亚湾核电站二回路为例：其热力循环方式采用了一次中间再热、七级回热的饱和蒸汽朗肯循环。
主要由三台蒸汽发生器、两台汽水分离再热器、一台汽轮机（包括一个高压缸、三个低压缸）、三台冷凝器、三台凝结水泵、四级低压给水加热器、一台除氧器、三台主给水泵（一台电动给水泵、两台汽动给水泵）、两级高压给水加热器等组成。
四、核汽轮机的特点1）新蒸汽参数低二回路新蒸汽参数取决于一回路冷却剂温度。
为了保证反应堆的安全稳定运行，不允许一回路冷却剂沸腾(过冷水)。
即一回路冷却剂温度取决于一回路压力，而一回路压力应按照反应堆压力容器的计算极限压力选取。
因此，压水堆核电站的蒸汽参数普遍要比火电厂低很多。
例如，目前常规电站大型汽轮机的蒸汽初参数都在16.5MPa，538℃以上，一些超临界机组的蒸汽参数已超过25MPa，600℃。
而压水堆核电站汽轮机的主蒸压力通常为6—7 MPa，初温度为260℃-285℃。
2）新蒸汽参数在一定范围内反滑变化这取决于核电厂的稳态运行特性。
3）循环热效率低最先进的压水堆核电站大功率湿蒸汽汽轮机的循环热效率可达36% ，约为先进火电机组的73%左右。
4）理想焓降小湿蒸汽汽轮机的理想焓降比高参数汽轮机的小很多。
总焓降，核汽轮机约为943 kJ／kg ；常规火电亚临界机组约为1544 kJ／kg；超临界机组约为1733 kJ／kg 。
5）大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸低压缸约产生汽轮机全部功率的2／3，低压缸相对内效率对机组经济性的影响更大。
胡志华压水堆二回路系统与设备简介
压水堆二回路系统与设备简介
胡志华
2011年10月21日
概述
压水堆核电站工作原理及二回路系统
大亚湾核电站二回路热力系统
（中间两级再热、七级回热、饱和蒸汽朗肯循环）
由于工质处于汽水混合物状态，饱和蒸汽卡诺循环有以下几个缺点，因而实际上采用的是朗肯蒸汽循环：
核电站厂房总体布置
的蒸汽与大气
、（隔板套）等静止部件。
汽缸
（缸
两部分组成（为便于安装），水平法兰由螺栓紧固。
汽缸的高、中压段或高、中压汽缸在
，同
；汽缸的低压段或低压汽缸的尾部在运行中内部的蒸汽压
焊接转子与组合转子。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴节等部件是分别加工套装在阶梯形主轴上，各部件与轴之间采用过盈配合，并用键传递力矩。
中、低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。
因转子各段的工作条件不同，可以在高温段采用整锻结构，而在中、低温段采用套装结构组成组合转子，以减小锻件尺寸。
z高压缸立体局部剖图
（2）所有动叶片均为叉型叶根，其中1～4级叶片是三叉型叶根固定，第五级叶片是四叉型叶根固定；（3）叶片顶部装有围带。
高压缸端部轴封。
第1章压水堆核电厂二回路热力循环
p
.C
. . . . . c c’ cx
c” cd
b b’ bx
.... .. .. . . a a’ ax
b” bd a” ad
下界限线
上界限线
T
下界限线
... . a’
a
.C .
上界限线
...
..ad
a”
20
o
vo
s
1.8.3 水和水蒸气状态参数及图表
1. 水和水蒸气的状态参数按不同区域，由给出的独立状态参数 通过实际气体方程计算（通常由计算机完成）或查图表确定。
压水堆核电厂热工 流体理论基础
童钧耕
上海交通大学机械与动力工程学院 工程热物理研究所
Tel:
021-34206329
Mail:
jgtong@
1
电厂的任务—— 核能或化学能
热能
电能
能量转换的原理和规律—— 工程热力学 热量传递的规律—— 传热学 流体在各种设备中流动的规律—— 流体力学
0.0
s
-0.0002 0.0000 0.0763 0.2248 0.3670 0.5050 0.9550 1.3069 1.4186 1.8420 2.3307 2.7926 3.2533 3.7773 4.4092
s
9.1544 9.1541 9.0236 8.7794 8.5560 8.3511 7.7540 7.3545 7.2386 6.8381 6.4312 6.0716 5.7042 5.2104 4.4092
s kJ/(kg K)
t
v
v h
h
s
6.9491 24.1142 28.9533 32.8793 45.7988 60.0650 81.3388 99.634 120.240 151.867 179.916 212.417 233.893 263.980 311.037 373.99
压水堆核电厂二回路热力系统课程设计(DOC)
运行结果如下：Ne=10^6; %发电功率（KW）Ed=0.0105; %排污率n1=0.994; %一回路能量利用系数nli=0.89; %低压缸内效率nm=0.98; %汽轮机组机械效率nge=0.98; %发电机效率nh=0.98; %加热器效率Hfwp=6.7; %给水泵扬程pw=918.19; %给水密度nfwpp=0.58; %给水泵效率nfwpti=0.8; %给水泵汽轮机内效率nfwptm=0.9; %给水泵汽轮机机械效率nfwptg=0.98; %给水泵汽轮机减速器效率Hfh=2774.9846; %蒸汽发生器出口新蒸汽比焓（kj/kg）Hg=842.86; %蒸汽发生器给水比焓（kj/kg）Hps=1241.17; %蒸汽发生器运行压力下的饱和水焓（kj/kg）xhz=0.8615; %高压缸排气干度xz1=0.995; %第一级再热器的干度Hho=2480.12; %高压缸出口焓Hhi=2774.9782; %高压缸进口蒸汽焓Hli=2988.3463; %低压缸进口焓Hlo=2296.4958; %低压缸出口焓Hsrh1=2614.86; %汽水分离再热器第一级抽气焓Hzs1=1018.9756; %汽水分离再热器第一级疏水焓Hsrh2=2783.348; %汽水分离再热器第二级抽气焓Hzs2=1219.8773; %汽水分离再热器第二级疏水焓Hfw=707.227; %分离器分离水比焓h1=99.46; %高低压加热器中的平均焓升h2=117.6; %再热器中的平均焓升Hfwi=[146.6448 246.10 345.56 445.02 544.48 643.94 743.40]; %各级加热器进口焓（kj/kg）Hfwo=[246.10 345.56 445.02 544.48 643.94 743.40 842.86]; %各级加热器出口焓(kj/kg) Hc=[2377.40 2525.49 2666.18 2803.096 2480.12 2448.787 2531.89]; %每一级的给水加热器的加热蒸汽比焓Hw=[254.06 353.61 453.235 552.88 0 753.57 854.18]; %每一级给水加热器疏水比焓H=100;for Gslp=100:3000if abs(H-Hfwo(5))/Hfwo(5)<0.005H=(X*Hfwo(4)+(Ghes(1)+Ghes(2)+Gzc1+Gzc2)*Hw(6)+Gsdea*Hho+Hfw*Gslp*(xz1-xhz)/xhz)/Gfw; breakelseendfor Gfw=Gslp:3000;Nfwpp=1000*Gfw*Hfwp/pw; %给水泵有效功率Nfwpt=Nfwpp/(nfwpp*nfwptm*nfwptg); %给水泵实际功率Gsfwp=Nfwpt/(Hfh-Hho); %给水泵耗气量Ds=Gfw/(1+Ed); Gd=Gfw-Ds; %Ds为新蒸汽气量，Gd为排污量X=Gslp+Gd+Gsfwp; %假设给水量Gles(4)=h1*X/(Hc(4)-Hw(4))/nh;Gles(3)=(h1*X-nh*Gles(4)*(Hw(4)-Hw(3)))/(Hc(3)-Hw(3))/nh;Gles(2)=(h1*X-nh*(Gles(3)+Gles(4))*(Hw(3)-Hw(2)))/(Hc(2)-Hw(2))/nh;Gles(1)=(h1*X-nh*(Gles(2)+Gles(3)+Gles(4))*(Hw(2)-Hw(1)))/(Hc(1)-Hw(1 ))/nh;w1=(x-Gles(1)-Gles(2)-Gles(3)-Gles(4))*(Hli-Hlo)+Gles(1)*(Hli-Hc(1))+Gles(2)*(Hli-Hc(2))+Gles(3)*( Hli-Hc(3))+Gles(4)*(Hli-Hc(4));W1=w1*nm*nge;W2=10^6-W1; %上述程序Gles指的是低压给水再热器抽气，括号内数字为级数。
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哈尔滨工程大学本科生课程设计（二）压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书2013 年6 月目录摘要 (2)1 设计内容及要求 (2)2 热力系统原则方案确定 (3)2.1 热力系统原则方案 (3)2.2 主要热力参数选择 (4)3 热力系统热平衡计算 (5)3.1 热平衡计算方法 (5)3.2 热平衡计算流程 (6)3.3 计算结果及分析 (8)4 结论 (8)附录 (8)附表1 已知条件和给定参数 (8)附表2 选定的主要热力参数汇总表 (9)附表3 热平衡计算结果汇总表 (13)附图1 原则性热力系统图 (15)摘要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。
该说明书介绍了一个1000MWe核电厂二回路热力系统设计及其设计过程。
该设计以大亚湾900MWe核电站为母型，选择了一个高压缸，三个低压缸，设有两级再热器的汽水分离器，四个低压给水加热器，一个除氧器，两个高压给水加热器。
蒸汽发生器的运行压力为6.5MPa，高压缸排气压力为0.78MPa，一级再热器抽汽压力 2.8MPa，低压缸进口过热蒸汽压力为0.7045MPa,温度为265.9℃，冷凝器的运行压力为 5.9kPa，给水温度为224.69℃。
高压给水加热器疏水逐级回流送入除氧器，低压给水加热器疏水逐级回流送入冷凝器。
排污水经净化后排进冷凝器。
各级回热器和再热器的蒸汽分配合理，经过加热器后，蒸汽全部冷凝成疏水，整个系统电厂效率为30.04%。
1、设计内容及要求本课程设计的主要任务，是根据设计的要求，拟定压水堆核电厂二回路热力系统原则方案，并完成该方案在满功率工况下的热平衡计算。
本课程设计的主要内容包括：（1）确定二回路热力系统的形式和配置方式；（2）根据总体需求和热工约束条件确定热力系统的主要热工参数；（3）依据计算原始资料，进行原则性热力系统的热平衡计算，确定计算负荷工况下各部分汽水流量及其参数、供热量及全厂性的热经济指标；（4）编制课程设计说明书，绘制原则性热力系统图。
通过课程设计应达到以下要求：（1）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；（2）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；（3）提高计算机绘图、制表、数据处理的能力；（4）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。
2、热力系统原则方案确定该设计设有一个高压缸，三个低压缸，两级再热，七级回热，汽动给水泵。
蒸汽发生器的运行压力为6.5MPa，冷凝器的运行压力为5.9kPa。
2.1热力系统原则方案1、汽轮机组压水堆核电厂汽轮机一般使用低参数的饱和蒸汽，汽轮机由一个高压缸、3个低压缸组成，高压缸、低压缸之间设置外置式汽水分离器。
最佳分缸压力（即高压缸排汽压力）约为高压缸进汽压力的12%。
2、蒸汽再热系统压水堆核电厂通常在主汽轮机的高、低压缸之间设置汽水分离-再热器，对高压缸排汽进行除湿和加热，使得进入低压缸的蒸汽达到过热状态，从而提高低压汽轮机运行的安全性和经济性。
汽水分离-再热器由一级分离器、两级再热器组成，第一级再热器使用高压缸抽汽加热，第二级再热器使用蒸汽发生器的新蒸汽加热。
中间分离器的疏水排放到除氧器，第一级、第二级再热器的疏水分别排放到不同的高压给水加热器。
3、给水回热系统给水回热系统由回热加热器、回热抽汽管道、凝给水管道、疏水管道等组成。
回热加热器按照汽水介质传热方式不同分为混合式加热器和表面式加热器，在本设计中高压、低压给水加热器采用表面式换热器，除氧器采用混合式加热器。
高压给水加热器采用主汽轮机高压缸的抽汽进行加热，除氧器采用高压缸的排汽进行加热，低压给水加热器采用主汽轮机低压缸的抽汽进行加热。
高压给水加热器的疏水采用逐级回流的方式，最终送入除氧器；低压给水加热器的疏水全部采用逐级回流的方式，最终送入冷凝器。
在选择给水回热级数时，均衡了每增加一级加热器所增加设备投资费用和热效率的提高程度，所以最终选择回热级数为7级（其中除氧器也算一级回热级数）。
为了很好地适应机组变负荷运行，给水泵采取汽动方式，可以利用蒸汽发生器的新蒸汽驱动给水泵汽轮机，因而具有较好的经济性。
给水泵汽轮机排出的废汽被送到冷凝器中。
本设计中使用热力除氧器对给水进行除氧，从其运行原理来看，除氧器就是一混合式加热器。
来自低压给水加热器的给水以及高压给水加热器的疏水在除氧器中被来自汽轮机高压缸排汽加热到除氧器运行压力下的饱和温度，其中高压缸排汽的压力高于除氧器的运行压力，所以高压缸排汽在排入冷凝器之前需经过减压装置进行减压。
除过氧的饱和水再由给水泵输送到高压给水加热器，被加热到规定的给水温度后再送入蒸汽发生器。
2.2 主要热力参数选择1、一回路冷却剂的参数选择设计时压水堆核电厂主回路系统的工作压力为15.2MPa，对应的饱和温度为343.26℃。
为了确保压水堆的安全，反应堆在运行过程中必须满足热工安全准则，其中之一是堆芯不能发生水力不稳定性，所以反应堆出口冷却剂的欠饱和度选为18℃。
2、二回路工质的参数选择二回路系统的参数包括蒸汽发生器出口蒸汽的温度与压力（蒸汽初参数）、冷凝器运行压力（蒸汽终参数）、蒸汽再热温度、给水温度和焓升分配等。
3、蒸汽初参数的选择压水堆核电厂的二回路系统一般采用饱和蒸汽，蒸汽初温与蒸汽初压为一一对应关系。
根据朗肯循环的基本原理，在其它条件相同的情况下，提高蒸汽初温可以提高循环热效率，为了提高核电厂经济性，二回路蒸汽参数选为6.5MPa。
4、蒸汽终参数的选择在热力循环及蒸汽初参数确定的情况下，降低汽轮机组排汽压力有利于提、循环冷却水温高循环热效率。
但是，降低蒸汽终参数受到循环冷却水温度Tsw,1以及冷凝器端差δt 的限制。
升ΔTsw凝结水的温度选为36℃，忽略了凝结水的过冷度，则冷凝器的运行压力等于凝结水温度对应的饱和压力。
5、蒸汽中间再热参数的选择蒸汽再热器使用高压缸抽汽和蒸汽发生器新蒸汽加热，所以汽水分离再热器出口的热再热蒸汽（过热蒸汽）要比用于加热的新蒸汽温度要低15℃，既265.9℃，这样保证具有适当的传热温差。
计算中取再热蒸汽在第一、二级再热器中的焓升、流动压降相等。
6、给水回热参数的选择当除氧器的工作压力选定以后，再分别对高压给水加热器和低压给水加热器进行第二次焓升分配。
对于高压给水加热器，每一级的给水焓升129.365kJ/kg 对于低压给水加热器（包括除氧器），每一级的给水焓升为109.346kJ/kg。
具体参数看附表23、热力系统热平衡计算3.1、热平衡计算方法3.2、热平衡计算流程一、核蒸汽供应系统热功率计算：已知核电厂输出功率为Ne ，Ne=1000MW=1000000kW，假设电厂效率为ηe,NPP，则反应堆热功率为：Qr =Ne/ηe,NPP。
蒸汽发生器的蒸汽产量为：Ds =Qrη1/【(hfh-hs,)+(1+ξd)(hs,-hfw)】其中：η1为一回路能量利用系数，给定为0.995；hfh为蒸汽发生器出口新蒸汽比焓，利用其出口温度280.9℃（饱和蒸汽），干度99.75%，算得该值为2774.19kJ/kg；hs,为蒸汽发生器运行压力（6.5MPa）下的饱和水焓，1240.7kJ/kg；hfw为蒸汽发生器给水比焓（6.5MPa，224.69℃），966.37kJ/kg；ξd为蒸汽发生器排污率，取为1.05%另外，Gfw =Ds×（1+1.05%）。
二、二回路系统各设备耗汽量计算：（1）、给水回热系统热平衡计算，确定汽轮机各级抽汽点的抽汽量及冷凝器出口凝给水流量G cd:首先，假定凝给水量G cd；其次，计算低压加热器抽气量：G les,4=Gcd*Δhfw，l/[（hles,4-hlew,4）*ηh];G les,3=[Gcd*Δhfw，l-Gles,4*(hlew,4-hlew,3)*ηh]/[（hles,3-hlew,3）*ηh];G les,2=[Gcd*Δhfw，l-（Gles,3+Gles,4)*(hlew,3-hlew,2)*ηh]/[（hles,2-hlew,2）*ηh];G les,2=[Gcd*Δhfw，l-（Gles,2+Gles,3+Gles,4)*(hlew,2-hlew,1)*ηh]/[（hles,1-hlew,1）*ηh]; 其中:h les,j ，hlew,j-------第j级给水加热器加热蒸汽、疏水的比焓，kJ/kg；Ηh------给水加热器的热效率；Δhfw，l-------除氧器及低加给水焓升；（2）给水泵计算，确定给水泵汽轮机的耗汽量；给水泵汽轮机进汽为新蒸汽，排汽参数等于高压缸排汽：给水泵有效输出功率：Nfwp =Gfw×1000×Hfwp/ρ kW耗汽量Gs,fwp =Nfwp/（ηfwp,pηfwp,tiηfwp,tmηfwp,tgHa）；其中：ηfwp,p汽轮给水泵组的泵效率；ηfwp,ti ，ηfwp,tm，ηfwp,tg分别给水泵组汽轮机的内效率、机械效率和减速器效率；Ha为高压缸进出口焓降，kJ/kg；Hfwp为给水泵的压升，MPa。
（3）、汽轮发电机组耗汽量计算，确定计算工况下汽轮机高压缸、低压缸以及汽水分离再热器以及除氧器的耗汽量:Ⅰ、低压缸耗汽量Gs，lp，根据质量平衡，有：Gs,lp=G cd-G s,fwp-ξd×D s；低压缸的功率Nl：Nl = Gs,lp×(hl,i-hl,z)-Gles,4×(hles,4-hl,z)-Gles,3×(hles,3-hl,z)- Gles,2×(hles,2-hl,z)- Gles,1×(hles,1-hl,z)；其中：hl,i 、hl,z低压缸进、出口蒸汽焓值，kJ/kg；Ⅱ、汽水分离再热器：第二级再热器用新蒸汽加热，其耗汽量：Gs,rh2=Gs,lp×(hrh2, z-hrh2,i)/(hzes，2-hzew，2)；第一级再热器用高压缸抽汽加热，其耗汽量为：G s,rh1=G s,lp×(h rh1, z-h rh1,i)/(h zes，1-h zew，1)；其中：hrhj, z ，hrhj,i第J级再热器出、进口蒸汽焓值，kJ/kg；hzes，j ，hzew，j第J级再热器抽汽、疏水焓值，kJ/kg；Ⅲ、高压加热器抽气量：Ghes,2=[Gfw*Δhfw，h- Gs,rh2*(hzew，2-hhew,2)*ηh]/[(hhes,2-hhew,2)*ηh]；Ghes,1=[Gfw*Δhfw，h- Gs,rh1*(hzew，1-hhew,1)*ηh-Ghes,2*(hhew,2-hhew,1)*ηh ]/[(hhes,1-hhew,1)*ηh]；其中：Δhfw，h高压加热器给水焓升，kJ/kg；hhes,j，hhew,j第J级高压加热器抽气、疏水焓值，kJ/kg；Ⅳ、高压缸耗汽量Gs，hp，根据能量平衡，有：Nh =Ne/ηmηge-Nl；Gs,hp =[Nh+Ghes,2×(hhes,2-hh,z)+Gs,rh1×(hzes，1-hh,z)+Ghes,1×(hhes,1-hh,z)]/(hh,i-hh,z)；分离器疏水:G0=Gs,lp×（1-Xsp,i）/Xsp,i;其中：ηm、ηge汽轮机组机械效率和发电机效率；hh,i ，hh,z高压缸进出口焓值，kJ/kg；Xsp,i汽水分离器进口蒸汽干度Ⅴ、除氧器：利用高压缸排汽进行加热，其耗汽量：Gs,dea =[Gfw×hdea,z-(Ghes,2+Ghes,1+Gs,rh1+Gs,rh2)×hhew,1-Gcd×hdea,i-G×h]/hh,z;其中：hdea,z ，hdea,i除氧器进出口的焓值，kJ/kg；h汽水分离器疏水焓值，kJ/kg；（4）确定对应的新蒸汽耗量Gs ，进一步求出对应的给水量Gfw，由Gfw和各级加热器的疏水量，求出Gcd2，Gcd2=Gfw-（Gs,dea+G+Ghes,6）（5）比较Gcd 与Gcd2，若相对误差大于1%，返回步骤（1）进行迭代计算，直到满足精度要求为止。