M310压水堆型核电站压缩空气系统的节能设计
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４
液压 与 气 动
２１ 第 ｌ ０ １年 Ｏ期
Ｍ３ ０压 水 堆型 核 电站压 缩 空气 系统 的节 能 设 计 １
苏 兵 ，张凤 阁 ， 韩 玮 ，于凤 云
Ｅｎ ｒｙ ｓ ｖｎ ｅ ｉｎ ｏ ｏ ｒｓｅ ｉ ｙ ｔｍ ｏ ｕ ｌａ ｅ ｇ —ａ ｉｇ ｄ ｓｇ ｆｃ ｍｐ ｅ ｓ ｄ ａｒｓ ｓｅ ｆｒｎ ｃｅ ｒ
压缩 空气 系统 的核 心设 备 空 气 压 缩 机 ， 过 电机 通 将 电能 转化 为机 械能 对 空 气进 行 压 缩 ， 将 该 部 分 机 再
除空 压机 运 行 耗 能 外 ， 有 相 应 的辅 助设 备 （ 还 本
案中还包括有干燥器、 水泵 、 冷却塔等 ） 的耗能 ， 经各
设备 耗 能叠加 ， 算 出这 １０ｋ 的机 械 有 效 能 在 生 可 ２ Ｗ 产 中所需 耗 能约 为 ２４ｋ 由此得 出生 产单 位压 缩 空 ６ Ｗ； 气 （ １Ｎ ｍｉ） 需 消耗 的 能量 （ 比功 率 ） ＝ 即 ｍ／ ｎ 所 即 ：
压 缩空气 作 为工 业 生 产 中的重 要 动 力 源 之一 ， 以 其 安全 性高 、 调节 性好 、 传输 便利 等优 点在 国内现有 在 运 行 的核 电站 中得 到 了广 泛应用 。以秦 山二期 扩建 工 程 为例 ， 压缩 空气 系统 仅在 核 岛区域 内就 为 ３ 下 游 ４个 用气 系 统 的 ５ ７个 用 气 设 备供 气 ， 及 到 了 电站 的 调 ９ 涉 试、 运行 、 维修 、 全 壳 压 力试 验 等 各 种 运 行工 况 。 同 安 时， 压缩 空气 系统 也是 核 电站 运 行及 检 修 中 的耗 能 大
压缩 空气 有效 能计 算公 式 ： ＝ＰＱ ｌ（／ Ｅ ｎｐｐ ）
（） ３
了解压缩 空气 系统 的能量转 化过 程是 我们 进行 系
统节 能优 化所 需解 决 的首要 问题 。
式 中 ： 有效 能 ； Ｅ为 Ｑ 为标 况下 的压缩 空气 流量 ；
Ｐ为压缩 空气 系统 的运 行压 力 ； ｐ 为大 气压 。
收稿 日期 ：０ １ ）－７ ２ １４４０
械能转化为内能储存于压缩空气 中， 随后通过送气管 网将压缩空气输送到终端用气设备 ， 终端用气设备再 利用 其 执行机 构将 压空 管 网 中的能量 以机 械能 的形 式
取 出 。从 以上能量 传 输 的 过程 中可 以看 出 ， 缩 空 气 压 的能量 源头来 自于 电能 ， 而最 终 落 实 为终 端 设 备 所 消 耗 的机 械能 。下 面式 （ ） １ 即为 核 电站 中 ， 缩 空 气 系 压 统 的 能量传 递过 程 ：
电站 的施 工设 计 中， 于 国 内其他 行业 的压 缩 空气 节能设 计也提供 了借鉴 和参 考 。 对
关键 词 ： 电站 ； 缩 空气 ； 核 压 空压机 ； 能 节 中图 分类 号 ： Ｈ１８ 文献标 识码 ： 文 章编号 ：０ ０４ ５ （０ １ １ －０ ４０ Ｔ ３ Ｂ １ ０ －８ ８ ２ １ ）００ ０ －４
南 昌江核 电站 的 主空 压 机 （ 型号 ： Ｔ Ａ Ｒ ５ ， Ａ Ｌ ＳＺ ２０ 流量 ３． ｍ ／ ｉ） 例 ， 下 面 式 （ ） ７７Ｎ ｍｎ 为 经 ３ 计算 ， 台 空 压 机 单 所输 出的有效 机械 能约 为 １９ｋ ； 除去 一定 量 的干 ３ Ｗ 再 燥 吹扫用 气 （ 燥 器 型 号 Ａ Ｌ ＳＣ Ｗ７０ 再 生 用 气 干 Ｔ Ａ Ｄ ５ ， １％ ）可算 得 其理论 上 的最 大有 效 机械 能 约 为 １９× ４ ， ３
电能—＞机械 能—＞内能—＞有效 机械 能 （） １
作者简介 ： 苏兵 （ ９２ ） 男 ， １８ 一 ， 陕西杨 凌人 ， 程师 ， 士 ， 工 硕 主
要从事 已有堆 型核 电站 的压缩 空气 系统设 计及新 堆型 核 电站 的压缩空气研究 与设计工作 。
２ １ 年第 １ ０ １ ０期
液压 与 气动
５
２４ｋ ／ ７７Ｎ ｍｎ＝ Ｗ Ｎ 。ｍｎ 同时还可算 ６ Ｗ ３． ｍ ／ ｉ ７ｋ ／ ｍ ／ ｉ； 得 压 缩 空 气 系 统 的 能 量 转 效 率 ｆ＝１０ ｋ ２４ ｋ ２ Ｗ／６ Ｗ
过程 进行 分析 ， 结合 Ｃ Ｐ Ｎ Ｅ气体 专业 的 工程 实践 经 验 ， 出 了在 核 电站 中压 缩 空气 系统 节 能设 计 的 主要 方 提 法， 包括 设备 节 能设计 、 艺 系统节 能设 计 和工 艺辅 助 系统 节 能设计 。这 些方 法 目前 已有效地 应 用 于在 建核 工
户， 以在役 的秦 山二期 核 电站为 例 ， 主空 压站 日均 耗 仅
电能—＞有效机 械 能
（） ２
与核 电站 其 他 的 电 能 直 接 驱 动 系 统 的 耗 能过 程 （ （）相 比， 式 ２） 压缩 空气 系统 的能量 转 化 过程 繁 琐 ， 因
此其耗能较高也就不足为奇了。以最新完成设计的海
（ １—１ ％ ）ｋ ＝１０ ｋ ４ Ｗ ２ Ｗ。
能就 达 上万度 。因此 ， 确 保 核 电 站安 全 运 行 的 基 础 在 上， 提高 压缩 空气 系统 效 率 、 少 能 量 损 耗 ， 核 电 站 减 对
自身节 能减排 具有 重要 意义 。 １ 核 电站 中压缩 空气 系统 的能 量
ｐ ｗｅ ｌ ｎ ｆＭ３ ０ Ｐ Ｒ ｏ ｒｐ ａ ｔｏ Ｗ １
Ｓ Ｂｉｇ，ＺＨＡＮＧ ｎ — ｅ，ＨＡＮ ｅ ，ＹＵ ｅ ｇ ｙ ｎ Ｕ ｎ Ｆｅ ｇ ｇ Ｗ ｉ Ｆ ｎ －ｕ
（ 国核 电工 程 有 限公 司 ， 京 中 北
பைடு நூலகம்
１０ ４ ） ０ ８０
摘
要： 通过 对 目前 国 内主要 在运 行压 水堆 核 电站 （ 称 Ｍ １ 俗 ３０堆 型核 电站 ） 缩 空 气 系统 的 能量 转 化 压
液压 与 气 动
２１ 第 ｌ ０ １年 Ｏ期
Ｍ３ ０压 水 堆型 核 电站压 缩 空气 系统 的节 能 设 计 １
苏 兵 ，张凤 阁 ， 韩 玮 ，于凤 云
Ｅｎ ｒｙ ｓ ｖｎ ｅ ｉｎ ｏ ｏ ｒｓｅ ｉ ｙ ｔｍ ｏ ｕ ｌａ ｅ ｇ —ａ ｉｇ ｄ ｓｇ ｆｃ ｍｐ ｅ ｓ ｄ ａｒｓ ｓｅ ｆｒｎ ｃｅ ｒ
压缩 空气 系统 的核 心设 备 空 气 压 缩 机 ， 过 电机 通 将 电能 转化 为机 械能 对 空 气进 行 压 缩 ， 将 该 部 分 机 再
除空 压机 运 行 耗 能 外 ， 有 相 应 的辅 助设 备 （ 还 本
案中还包括有干燥器、 水泵 、 冷却塔等 ） 的耗能 ， 经各
设备 耗 能叠加 ， 算 出这 １０ｋ 的机 械 有 效 能 在 生 可 ２ Ｗ 产 中所需 耗 能约 为 ２４ｋ 由此得 出生 产单 位压 缩 空 ６ Ｗ； 气 （ １Ｎ ｍｉ） 需 消耗 的 能量 （ 比功 率 ） ＝ 即 ｍ／ ｎ 所 即 ：
压 缩空气 作 为工 业 生 产 中的重 要 动 力 源 之一 ， 以 其 安全 性高 、 调节 性好 、 传输 便利 等优 点在 国内现有 在 运 行 的核 电站 中得 到 了广 泛应用 。以秦 山二期 扩建 工 程 为例 ， 压缩 空气 系统 仅在 核 岛区域 内就 为 ３ 下 游 ４个 用气 系 统 的 ５ ７个 用 气 设 备供 气 ， 及 到 了 电站 的 调 ９ 涉 试、 运行 、 维修 、 全 壳 压 力试 验 等 各 种 运 行工 况 。 同 安 时， 压缩 空气 系统 也是 核 电站 运 行及 检 修 中 的耗 能 大
压缩 空气 有效 能计 算公 式 ： ＝ＰＱ ｌ（／ Ｅ ｎｐｐ ）
（） ３
了解压缩 空气 系统 的能量转 化过 程是 我们 进行 系
统节 能优 化所 需解 决 的首要 问题 。
式 中 ： 有效 能 ； Ｅ为 Ｑ 为标 况下 的压缩 空气 流量 ；
Ｐ为压缩 空气 系统 的运 行压 力 ； ｐ 为大 气压 。
收稿 日期 ：０ １ ）－７ ２ １４４０
械能转化为内能储存于压缩空气 中， 随后通过送气管 网将压缩空气输送到终端用气设备 ， 终端用气设备再 利用 其 执行机 构将 压空 管 网 中的能量 以机 械能 的形 式
取 出 。从 以上能量 传 输 的 过程 中可 以看 出 ， 缩 空 气 压 的能量 源头来 自于 电能 ， 而最 终 落 实 为终 端 设 备 所 消 耗 的机 械能 。下 面式 （ ） １ 即为 核 电站 中 ， 缩 空 气 系 压 统 的 能量传 递过 程 ：
电站 的施 工设 计 中， 于 国 内其他 行业 的压 缩 空气 节能设 计也提供 了借鉴 和参 考 。 对
关键 词 ： 电站 ； 缩 空气 ； 核 压 空压机 ； 能 节 中图 分类 号 ： Ｈ１８ 文献标 识码 ： 文 章编号 ：０ ０４ ５ （０ １ １ －０ ４０ Ｔ ３ Ｂ １ ０ －８ ８ ２ １ ）００ ０ －４
南 昌江核 电站 的 主空 压 机 （ 型号 ： Ｔ Ａ Ｒ ５ ， Ａ Ｌ ＳＺ ２０ 流量 ３． ｍ ／ ｉ） 例 ， 下 面 式 （ ） ７７Ｎ ｍｎ 为 经 ３ 计算 ， 台 空 压 机 单 所输 出的有效 机械 能约 为 １９ｋ ； 除去 一定 量 的干 ３ Ｗ 再 燥 吹扫用 气 （ 燥 器 型 号 Ａ Ｌ ＳＣ Ｗ７０ 再 生 用 气 干 Ｔ Ａ Ｄ ５ ， １％ ）可算 得 其理论 上 的最 大有 效 机械 能 约 为 １９× ４ ， ３
电能—＞机械 能—＞内能—＞有效 机械 能 （） １
作者简介 ： 苏兵 （ ９２ ） 男 ， １８ 一 ， 陕西杨 凌人 ， 程师 ， 士 ， 工 硕 主
要从事 已有堆 型核 电站 的压缩 空气 系统设 计及新 堆型 核 电站 的压缩空气研究 与设计工作 。
２ １ 年第 １ ０ １ ０期
液压 与 气动
５
２４ｋ ／ ７７Ｎ ｍｎ＝ Ｗ Ｎ 。ｍｎ 同时还可算 ６ Ｗ ３． ｍ ／ ｉ ７ｋ ／ ｍ ／ ｉ； 得 压 缩 空 气 系 统 的 能 量 转 效 率 ｆ＝１０ ｋ ２４ ｋ ２ Ｗ／６ Ｗ
过程 进行 分析 ， 结合 Ｃ Ｐ Ｎ Ｅ气体 专业 的 工程 实践 经 验 ， 出 了在 核 电站 中压 缩 空气 系统 节 能设 计 的 主要 方 提 法， 包括 设备 节 能设计 、 艺 系统节 能设 计 和工 艺辅 助 系统 节 能设计 。这 些方 法 目前 已有效地 应 用 于在 建核 工
户， 以在役 的秦 山二期 核 电站为 例 ， 主空 压站 日均 耗 仅
电能—＞有效机 械 能
（） ２
与核 电站 其 他 的 电 能 直 接 驱 动 系 统 的 耗 能过 程 （ （）相 比， 式 ２） 压缩 空气 系统 的能量 转 化 过程 繁 琐 ， 因
此其耗能较高也就不足为奇了。以最新完成设计的海
（ １—１ ％ ）ｋ ＝１０ ｋ ４ Ｗ ２ Ｗ。
能就 达 上万度 。因此 ， 确 保 核 电 站安 全 运 行 的 基 础 在 上， 提高 压缩 空气 系统 效 率 、 少 能 量 损 耗 ， 核 电 站 减 对
自身节 能减排 具有 重要 意义 。 １ 核 电站 中压缩 空气 系统 的能 量
ｐ ｗｅ ｌ ｎ ｆＭ３ ０ Ｐ Ｒ ｏ ｒｐ ａ ｔｏ Ｗ １
Ｓ Ｂｉｇ，ＺＨＡＮＧ ｎ — ｅ，ＨＡＮ ｅ ，ＹＵ ｅ ｇ ｙ ｎ Ｕ ｎ Ｆｅ ｇ ｇ Ｗ ｉ Ｆ ｎ －ｕ
（ 国核 电工 程 有 限公 司 ， 京 中 北
பைடு நூலகம்
１０ ４ ） ０ ８０
摘
要： 通过 对 目前 国 内主要 在运 行压 水堆 核 电站 （ 称 Ｍ １ 俗 ３０堆 型核 电站 ） 缩 空 气 系统 的 能量 转 化 压