壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)初步設(shè)計說明書

1、 工程大學(xué)本科生課程設(shè)計壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)初步設(shè)計說明書目錄目錄1摘要21、設(shè)計容與要求21.1設(shè)計要求21.2設(shè)計容22、熱力系統(tǒng)原則方案22.1汽輪機(jī)組32.2蒸汽再熱系統(tǒng)32.3給水回?zé)嵯到y(tǒng)33、主要熱力參數(shù)選定43.1一回路冷卻劑的參數(shù)選擇43.2二回路工質(zhì)的參數(shù)選擇43.2.1蒸汽初參數(shù)的選擇43.2.2蒸汽終參數(shù)的選擇43.2.3蒸汽中間再熱參數(shù)的選擇43.2.4給水回?zé)釁?shù)的選擇53.3 主要參數(shù)匯總表.54、熱力計算方法與步驟94.1計算步驟如下面的流程圖94.2根據(jù)流程圖而寫出的計算式105、程序與運(yùn)行結(jié)果126、熱力系統(tǒng)圖197、結(jié)果分析與結(jié)論208、參考文獻(xiàn)20摘

2、要該說明書介紹了一個1000MW核電廠二回路熱力系統(tǒng)設(shè)計過程。該設(shè)計以大亞灣900MW核電站為母型，選擇了一個高壓缸，三個低壓缸，設(shè)有兩級再熱器的汽水分離器，四個低壓給水加熱器，一個除氧器，兩個高壓給水加熱器。蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行壓力為5.8MPa，高壓缸排氣壓力為0.77MPa，一級再熱器抽汽壓力2.76MPa，低壓缸進(jìn)口過熱蒸汽壓力為0.74MPa,溫度為259.34，冷凝器的運(yùn)行壓力為5.32kPa，給水溫度為216.53。高壓給水加熱器疏水逐級回流送入除氧器，低壓給水加熱器疏水逐級回流送入冷凝器。各級回?zé)崞骱驮贌崞鞯恼羝捎闷骄峙?，抽汽流過高、低壓熱器后，蒸汽全部冷凝成疏水，疏水為對應(yīng)壓

3、力下的飽和水。 進(jìn)行熱力計算時，采用熱平衡求出各設(shè)備的耗汽量，再采用迭代法，根據(jù)電功率要求可求出蒸汽發(fā)生器蒸汽產(chǎn)量，進(jìn)而求出堆芯熱功率，即可得出電廠效率。對效率不滿意時可調(diào)整合理調(diào)整各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，直至求出電廠效率滿意為止。經(jīng)過迭代計算得到整個系統(tǒng)電廠效率為31.77%。1、設(shè)計容與要求1.1設(shè)計要求Ø 了解、學(xué)習(xí)核電廠熱力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計的一般途徑和方案論證、優(yōu)選的原則；Ø 掌握核電廠原則性熱力系統(tǒng)計算和核電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計算的容和方法；Ø 提高計算機(jī)繪圖、制表、數(shù)據(jù)處理的能力；Ø 培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、合理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力，掌握工程設(shè)計說明

4、書撰寫的基本原則。1.2設(shè)計容根據(jù)設(shè)計的要求，擬定壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)原則方案，并完成該方案在滿功率工況下的熱平衡計算。本課程設(shè)計的主要容包括：Ø 確定二回路熱力系統(tǒng)的形式和配置方式；Ø 根據(jù)總體需求和熱工約束條件確定熱力系統(tǒng)的主要熱工參數(shù)；Ø 依據(jù)計算原始資料，進(jìn)行原則性熱力系統(tǒng)的熱平衡計算，確定計算負(fù)荷工況下各部分汽水流量與其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量與全廠性的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；Ø 編制課程設(shè)計說明書，繪制原則性熱力系統(tǒng)圖。2、熱力系統(tǒng)原則方案壓水堆核電廠二回路系統(tǒng)的主要功能是將蒸汽發(fā)生器所產(chǎn)生的蒸汽送往汽輪機(jī)，驅(qū)動汽輪機(jī)運(yùn)行，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；汽

5、輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將汽輪機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)輸出的電能。電站原則性熱力系統(tǒng)表明能量轉(zhuǎn)換與利用的基本過程，反映了發(fā)電廠動力循環(huán)中工質(zhì)的基本流程、能量轉(zhuǎn)換與利用過程的完善程度。為了提高熱經(jīng)濟(jì)性，壓水堆核電廠二回路熱力系統(tǒng)普遍采用包含再熱循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)的飽和蒸汽朗肯循環(huán)，其典型的熱力系統(tǒng)組成見附圖。該設(shè)計設(shè)有一個高壓缸，三個低壓缸，兩級再熱，七級回?zé)?，汽動給水泵。蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行壓力為5.8MPa，冷凝器的運(yùn)行壓力為5.32kPa。2.1汽輪機(jī)組壓水堆核電廠汽輪機(jī)一般使用低參數(shù)的飽和蒸汽，汽輪機(jī)由一個高壓缸、3個低壓缸組成，高壓缸、低壓缸之間設(shè)置外置式汽水分離器。高壓缸進(jìn)口蒸汽壓力為5.51

6、MPa，高壓缸效率為82.07%，出口壓力為0.77MPa，出口蒸汽干度為86.77%，低壓缸進(jìn)口壓力為0.74MPa，溫度為259.34，低壓缸效率為83.59%，排汽壓力為5.88kPa，干度為89.76%。高壓缸發(fā)出整個機(jī)組功率的40%，低壓缸發(fā)出整個機(jī)組功率的60%。2.2蒸汽再熱系統(tǒng)壓水堆核電廠通常在主汽輪機(jī)的高、低壓缸之間設(shè)置汽水分離再熱器，對高壓缸排汽進(jìn)行除濕和加熱，使得進(jìn)入低壓缸的蒸汽達(dá)到過熱狀態(tài)，從而提高低壓汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。汽水分離再熱器由一級分離器、兩級再熱器組成，第一級再熱器使用高壓缸的抽汽（壓力2.76MPa,干度93%）加熱，疏水排放到第6級高壓給水加熱器

7、；第二級再熱器使用蒸汽發(fā)生器的新蒸汽（壓力5.8MPa，干度99.5%）加熱，疏水排放到第7級高壓給水加熱器；中間分離器的疏水排放到除氧器。蒸汽經(jīng)分離器后干度達(dá)到99.65%，經(jīng)兩級再熱器加熱后達(dá)到壓力為0.75MPa、溫度為259.34的過熱蒸汽。2.3給水回?zé)嵯到y(tǒng)給水回?zé)嵯到y(tǒng)由回?zé)峒訜崞?、回?zé)岢槠艿?、凝給水管道、疏水管道等組成。給水回?zé)嵯到y(tǒng)的回?zé)峒墧?shù)為7級，包括四級低壓給水加熱器、一級除氧器和兩級高壓給水加熱器。第1級至第4級低壓給水加熱器的加熱蒸汽來自低壓缸的抽汽，除氧器使用高壓缸的排汽加熱，第6級和第7級高壓給水加熱器的加熱蒸汽來自高壓缸的抽汽。各級加熱器的疏水采用逐級回流的方式，即

8、第7級加熱器的疏水排到第6級加熱器，第6級加熱器的疏水排到除氧器，第4級加熱器的疏水排到第3級加熱器，依此類推，第1級加熱器的疏水排到冷凝器熱井。壓水堆核電廠中普遍使用熱力除氧器對給水進(jìn)行除氧，從其運(yùn)行原理來看，除氧器就是一個混合式加熱器。來自低壓給水加熱器的給水在除氧器中被來自汽輪機(jī)高壓缸的排汽加熱到除氧器運(yùn)行壓力下的飽和溫度，除過氧的飽和水再由給水泵輸送到高壓給水加熱器，被加熱到規(guī)定的給水溫度后再送入蒸汽發(fā)生器。3、主要熱力參數(shù)選定本設(shè)計在選定熱力參數(shù)時參考了900MW壓水堆核電廠系統(tǒng)和設(shè)備中的參數(shù)。3.1一回路冷卻劑的參數(shù)選擇設(shè)計時壓水堆核電廠主回路系統(tǒng)的工作壓力為15.4MPa，對應(yīng)的

9、飽和溫度為344.31。為了確保壓水堆的安全，反應(yīng)堆在運(yùn)行過程中必須滿足熱工安全準(zhǔn)則，其中之一是堆芯不能發(fā)生水力不穩(wěn)定性，所以反應(yīng)堆出口冷卻劑的欠飽和度選為16。3.2二回路工質(zhì)的參數(shù)選擇二回路系統(tǒng)的參數(shù)包括蒸汽發(fā)生器出口蒸汽的溫度與壓力（蒸汽初參數(shù)）、冷凝器運(yùn)行壓力（蒸汽終參數(shù)）、蒸汽再熱溫度、給水溫度和焓升分配等。3.2.1蒸汽初參數(shù)的選擇壓水堆核電廠的二回路系統(tǒng)一般采用飽和蒸汽，蒸汽初溫與蒸汽初壓為一一對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)朗肯循環(huán)的基本原理，在其它條件一樣的情況下，提高蒸汽初溫可以提高循環(huán)熱效率，為了提高核電廠經(jīng)濟(jì)性，二回路蒸汽參數(shù)選為5.8MPa。蒸汽發(fā)生器一、二次側(cè)之間的對數(shù)平均傳熱溫差:

10、式中，, 分別為反應(yīng)堆出口、進(jìn)口冷卻劑溫度，；蒸汽發(fā)生器二次側(cè)飽和蒸汽溫度，； 一般情況下，應(yīng)該在20-30圍，本設(shè)計中取32.24。3.2.2蒸汽終參數(shù)的選擇在熱力循環(huán)與蒸汽初參數(shù)確定的情況下，降低汽輪機(jī)組排汽壓力有利于提高循環(huán)熱效率。但是，降低蒸汽終參數(shù)受到循環(huán)冷卻水溫度Tsw,1、循環(huán)冷卻水溫升Tsw以與冷凝器端差t 的限制。凝結(jié)水溫度,設(shè)計時取=24，=6，=4。凝結(jié)水的溫度選為34，忽略了凝結(jié)水的過冷度，則冷凝器的運(yùn)行壓力等于凝結(jié)水溫度對應(yīng)的飽和壓力5.32KPa。3.2.3蒸汽中間再熱參數(shù)的選擇蒸汽再熱器使用高壓缸抽汽和蒸汽發(fā)生器新蒸汽加熱，所以汽水分離再熱器出口的熱再熱蒸汽（過熱

11、蒸汽）要比用于加熱的新蒸汽溫度要低14，既259.34，這樣保證具有適當(dāng)?shù)膫鳠釡夭?。蒸汽再熱壓力的選擇應(yīng)該使高、低壓缸排汽的濕度控制在14%之，據(jù)此選擇中間分離器進(jìn)口壓力等于高壓缸排汽壓力。 計算中取再熱蒸汽在第一、二級再熱器中的焓升、流動壓降相等。3.2.4給水回?zé)釁?shù)的選擇多級回?zé)岱峙洳捎昧似啓C(jī)設(shè)計時普遍使用的平均分配法，即每一級給水加熱器給水的焓升相等。每一級低壓加熱器與除氧器的給水焓升為113.85kj/kg。每一級高壓缸的給水焓升為108.54Kj/Kg。除氧器壓力略低于高壓缸排汽壓力，取除氧器壓力Pdea=0.76MPa,凝水泵出口壓力Pcwp=3.1Pdea=2.356MPa,

12、給水泵出口壓力Pfwp=1.2Ps=6.96MPa.3.3主要參數(shù)匯總表表一 已知條件和給定參數(shù)序號項目符號單位取值圍或數(shù)值1核電廠輸出電功率NeMW10002一回路能量利用系數(shù)10.9953蒸汽發(fā)生器出口蒸汽干度Xfh%99.754蒸汽發(fā)生器排污率d%1.055高壓缸效率hi%82.076低壓缸效率li%83.597汽輪機(jī)組機(jī)械效率m0.9858發(fā)電機(jī)效率ge0.999新蒸汽壓損PfhMpaPfh=5%Pfh10再熱蒸汽壓損PrhMpaPrh10%Phz11回?zé)岢槠麎簱ppejMpapej=4%Pej12低壓缸抽汽壓損PcdMpaPcd=5%Pcd13高壓缸給水加熱器出口端差hu314低壓缸給

13、水加熱器出口端差lu215加熱器效率h0.9816給水泵效率fwpp0.5817給水泵汽輪機(jī)效率fwpti0.818給水泵汽輪機(jī)機(jī)械效率fwptm0.919給水泵汽輪機(jī)減速器效率fwptg0.9820循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度Tswl24表二 主要熱力參數(shù)匯總表序號項目符號單位計算公式或來源取值圍或數(shù)值1反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)運(yùn)行壓力PcMpa選定，15-1615.42冷卻劑壓力對應(yīng)的飽和溫度Tcs查水和水蒸氣表確定344.313反應(yīng)堆出口冷卻劑過冷度Tsub選定，15-20164反應(yīng)堆出口冷卻劑溫度Tco328.315反應(yīng)堆進(jìn)出口冷卻劑溫升Tc選定，30-40386反應(yīng)堆進(jìn)口冷卻劑溫度Tci290.317

14、蒸汽發(fā)生器飽和蒸汽壓力PsMpa選定，5.0-7.05.88蒸汽發(fā)生器飽和蒸汽溫度TsPs對應(yīng)的飽和溫度273.429一、二次側(cè)對數(shù)平均溫差Tm32.2410冷凝器中循環(huán)冷卻水溫升Tsw選定，6-8611冷凝器傳熱端差T選定，3-10412冷凝器凝結(jié)水飽和溫度Tcd3413冷凝器的運(yùn)行壓力PcdKpaTcd對應(yīng)的飽和壓力5.3214高壓缸進(jìn)口蒸汽壓力PhiMPa5.5115高壓缸進(jìn)口蒸汽干度Xhi%考慮部分壓損后選定99.516高壓缸排汽壓力PhzMPa0.7717高壓缸排汽干度Xhz%根據(jù)汽輪機(jī)效率求得86.7718汽水分離器進(jìn)口蒸汽壓力PspiMPa等于高壓缸排汽壓力0.7719汽水分離器

15、進(jìn)口蒸汽干度Xspi%等于高壓缸排汽干度86.77第一級再熱器20再熱蒸汽進(jìn)口壓力Prh1iMPa考慮汽水分離器壓力損失0.7621再熱蒸汽進(jìn)口干度Xrh1i%選定99.6522加熱蒸汽進(jìn)口壓力Prh1hsMPa高壓缸第一級抽汽2.7623加熱蒸汽進(jìn)口干度Xrh1hs%根據(jù)高壓缸效率求得93第二級再熱器24再熱蒸汽進(jìn)口壓力Prh2iMPa考慮第一級再熱器壓損0.75525再熱蒸汽進(jìn)口溫度Trh2i根據(jù)平均焓升計算210.1926再熱蒸汽出口壓力Prh2zMPa考慮第二級再熱器壓損0.7527再熱蒸汽出口溫度Trh2z根據(jù)平均焓升計算259.3428加熱蒸汽進(jìn)口壓力Prh2hsMPa考慮壓損，認(rèn)

16、為與高壓缸入口一樣5.5129加熱蒸汽進(jìn)口干度Xrh2hs%考慮壓損，認(rèn)為與高壓缸入口一樣99.5低壓缸30進(jìn)口蒸汽壓力PliMPa考慮壓損0.7431進(jìn)口蒸汽溫度Tli選定259.332排汽壓力PlzMPa5.8833排汽干度Xlz%根據(jù)低壓缸效率求得89.7634回?zé)峒墧?shù)Z選定735低壓給水加熱器級數(shù)Zl選定436高壓給水加熱器級數(shù)Zh選定237第一次給水回?zé)岱峙鋒fwKJ/Kg112.33第二次給水回?zé)岱峙?8高壓給水加熱器給水焓升hfwhKJ/Kg108.5439除氧器與低壓給水焓升hfwlKJ/Kg113.85低壓加熱器給水參數(shù)40凝水泵出口壓力PcwpMPaPcwp=3.1*Pde

17、a2.35641第1級進(jìn)口給水比焓hlfwi1KJ/Kghlfwi1=hcd142.4342第1級出口給水比焓hlfwo1KJ/Kghlfwo1=hlfwi1+hfwl256.2843第1級進(jìn)口給水溫度Tlfwi1按（Pcwp,hlfwi1）查水蒸氣表33.5244第1級出口給水溫度Tlfwo1按（Pcwp,hlfwo1）查水蒸氣表60.7845第2級進(jìn)口給水比焓hlfwi2KJ/Kghlfwi2=hlfwo1256.2846第2級出口給水比焓hlfwo2KJ/Kghlfwo2=hlfwi2+hfwl370.1347第2級進(jìn)口給水溫度Tlfwi2按（Pcwp,hlfwi2）查水蒸氣表60.78

18、48第2級出口給水溫度Tlfwo2按（Pcwp,hlfwo2）查水蒸氣表87.9749第3級進(jìn)口給水比焓hlfwi3KJ/Kghlfwi3=hlfwo2370.1350第3級出口給水比焓hlfwo3KJ/Kghlfwo3=hlfwi3+hfwl483.9851第3級進(jìn)口給水溫度Tlfwi3按（Pcwp,hlfwi3）查水蒸氣表87.9752第3級出口給水溫度Tlfwo3按（Pcwp,hlfwo3）查水蒸氣表114.9953第4級進(jìn)口給水比焓hlfwi4KJ/Kghlfwi4=hlfwo3483.9854第4級出口給水比焓hlfwo4KJ/Kghlfwo4=hlfwi4+hfwl597.8355

19、第4級進(jìn)口給水溫度Tlfwi4按（Pcwp,hlfwi4）查水蒸氣表114.9956第4級出口給水溫度Tlfwo4按（Pcwp,hlfwo4）查水蒸氣表141.72除氧器57進(jìn)口給水比焓hdeaiKJ/Kghdeai=hlfwo4597.8358出口給水比焓hdeaoKJ/Kghdeao=hdeai+hfwl711.6759出口給水溫度Tdeahdeao對應(yīng)的飽和水的溫度168.3060運(yùn)行壓力PdeaMpaTdea對應(yīng)的飽和壓力0.76高壓加熱器給水參數(shù)61給水泵出口壓力PfwpMPaPfwp=1.2*Ps6.9662第6級進(jìn)口給水比焓Hhfwi6KJ/KgHhfwi6=hdeao711.6

20、763第6級出口給水比焓Hhfwo6KJ/KgHhfwo6=Hhfwi6+hfwh820.2164第6級進(jìn)口給水溫度Thfwi6按（Pfwp,hlfwi6）查水蒸氣表167.5265第6級出口給水溫度Thfwo6按（Pfwp,hlfwo6）查水蒸氣表192.2866第7級進(jìn)口給水比焓Hhfwi7KJ/KgHhfwi7=Hhfwo6820.2167第7級出口給水比焓Hhfwo7KJ/KgHhfwo7=Hhfwi7+hfwh928.7568第7級進(jìn)口給水溫度Thfwi7按（Pfwp,hlfwi7）查水蒸氣表192.2869第7級出口給水溫度Thfwo7按（Pfwp,hlfwo7）查水蒸氣表216.

21、45高壓缸抽汽70第6級抽汽壓力Phes6MPa根據(jù)Ths6=Thfwo6+hu查疏水壓力，考慮回?zé)岢槠麎簱p1.465771第6級抽汽干度Xhes6%根據(jù)高壓缸效率求得90.2072第7級抽汽壓力Phes7MPa根據(jù)Ths7=Thfwo7+hu查疏水壓力，考慮回?zé)岢槠麎簱p2.391273第7級抽汽干度Xhes7%根據(jù)高壓缸效率求得92.88低壓缸抽汽74第1級抽汽壓力Phes1MPa根據(jù)Ths1=Thfwo1+lu查疏水壓力，考慮回?zé)岢槠麎簱p0.023675第1級抽汽干度Xhes1%根據(jù)低壓缸效率求得93.7376第2級抽汽壓力Phes2MPa根據(jù)Ths2=Thfwo2+lu查疏水壓力，考慮回

22、熱抽汽壓損0.073077第2級抽汽干度Xhes2%根據(jù)低壓缸效率求得97.6378第3級抽汽壓力Phes3MPa根據(jù)Ths3=Thfwo3+lu查疏水壓力，考慮回?zé)岢槠麎簱p0.187879第3級抽汽干度Xhes3%根據(jù)低壓缸效率求得10080第4級抽汽壓力Phes4MPa根據(jù)Ths4=Thfwo4+lu查疏水壓力，考慮回?zé)岢槠麎簱p0.417881第4級抽汽干度Xhes4%根據(jù)低壓缸效率求得1004、熱力計算方法與步驟在進(jìn)行機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計算中采用常規(guī)計算法中的串聯(lián)法，對凝汽式機(jī)組采用“由高至低”的計算次序，即從抽汽壓力最高的加熱器開始計算，依次逐個計算至抽汽壓力最低的加熱器。4.1計算步

23、驟如下面的流程圖4.2根據(jù)流程圖而寫出的計算式1.核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)熱功率計算：已知核電廠輸出功率為Ne=1000MW=1000000kW，假設(shè)電廠效率為neff，則反應(yīng)堆熱功率為：Qr=Ne/neff。蒸汽發(fā)生器的蒸汽產(chǎn)量為：Ds=Qr*n1/(Hfh-Hs)+(1+Ed)*(Hs-Hfw)，其中：n1為一回路能量利用系數(shù)，給定為0.995；Hfh為蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽比焓，利用蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力Ps=5.8Mpa，干度99.75%，算得該值為2784.17kJ/kg；Hs為蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力下的飽和水焓1202.35KJ/Kg；Hfw為蒸汽發(fā)生器給水比焓（5.8MPa，216.53），928.

24、75；Ed為蒸汽發(fā)生器排污率，取為1.05%；另外,給水量Gfw=Ds×（1+1.05%）。2.二回路系統(tǒng)各設(shè)備耗汽量計算：（1）給水回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計算，確定汽輪機(jī)各級抽汽點的抽汽量與冷凝器出口凝給水流量Gcd:1、低壓給水加熱器抽汽量計算：Gles4=Gcd*Hlg/nh/(Hc4-Hw4); Gles3=(Gcd*Hlg-Gles4*(Hw4-Hw3)*nh)/nh/(Hc3-Hw3);Gles2=(Gcd*Hlg-(Gles3+Gles4)*(Hw3-Hw2)*nh)/nh/(Hc2-Hw2); Gles1=(Gcd*Hlg-(Gles2+Gles3+Gles4)*(Hw2-H

25、w1)*nh)/nh/(Hc1-Hw1);2、高壓給水加熱器抽汽量計算：Ghes7=(Gfw*Hhg-Gsrh2*(Hrh2w-Hw7)*nh)/nh/(Hc7-Hw7); Ghes6=(Gfw*Hhg-Gsrh1*(Hrh1w-Hw6)*nh-(Gsrh2+Ghes7)*(Hw7-Hw6)*nh)/nh/(Hc6-Hw6);Hlg=113.85KJ/Kg為低壓給水回?zé)岱峙涿恳患壍撵式担琀hg=108.54KJ/Kg為高壓給水回?zé)岱峙涿恳患壍撵式?，后面表格中會對該值進(jìn)行說明。Hcj和Hwj分別為第j級給水加熱器加熱蒸汽（即抽汽）和疏水的比焓，抽汽焓可通過抽汽壓力Phes和Ples與各級的抽汽干

26、度確定（壓力和干度都在后面的表格中），疏水比焓是抽汽壓力對應(yīng)下的飽和水焓，也可以得到；nh是第j級給水加熱器的熱效率，取為0.98。（2）汽輪發(fā)電機(jī)組耗汽量計算，確定計算工況下汽輪機(jī)高壓缸、低壓缸以與汽水分離再熱器以與除氧器的耗汽量:低壓缸耗汽量Gslp，根據(jù)能量平衡，有：Gslp=(N1+Gles4*(Hc4-Hlo)+Gles3*(Hc3-Hlo)+ Gles2*(Hc2-Hlo)+ Gles1*(Hc1-Hlo)/(Hli-Hlo);該式中，N1是低壓缸功率，N1=60%Ne/nm/nge，60%是低壓缸所占功率份額，nm和ngee分別是汽輪機(jī)組機(jī)械效率和發(fā)電機(jī)效率；Hlo是低壓缸出口比

27、焓，Hli是低壓缸入口比焓，根據(jù)表格中選定的低壓缸出、入口參數(shù)可以確定其比焓；汽水分離再熱器：第二級再熱器用新蒸汽加熱，其耗汽量Gsrh2=Gslp*(Hrh2o-Hrh2i)/(Hfh-Hrh2w);式中，Hrh2o和Hrh2i分別是第二級再熱器出口和入口比焓，可以通過表格中第二級再熱器出口和入口參數(shù)確定比焓，Hfh是蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽比焓，可通過其出口參數(shù)確定，Hrh2w是第二級再熱器的疏水比焓，疏水為對應(yīng)壓力下的飽和水;第一級再熱器用高壓缸抽汽加熱，其耗汽量為：Gsrh1=Gslp*(Hrh2i-Hrh1i)/(Hrhhs-Hrh1w);同第二級一樣，式中，Hrh2i是第一級再熱器出口

28、（即第二級入口）比焓，Hrh1i是第一級再熱器入口比焓，可通過其入口參數(shù)確定，Hrhhs即高壓給水加熱器第一級抽汽的比焓，Hrh1w為對應(yīng)壓力下的飽和水焓;分離器疏水G0=Gslp×（Xspo-Xspi）/Xspi，其中Xspi是汽水分離器進(jìn)口蒸汽干度,Xspo汽水分離器出口蒸汽干度.高壓缸耗汽量Gshp，根據(jù)能量平衡，有：Gshp=(N2+Ghes7*(Hc7-Hho)+Gsrh1*(Hrhhs-Hho)+Ghes6*(Hc6-Hho)/(Hhi-Hho);與低壓缸一樣，N2是高壓缸功率，N2=40%Ne/nm/nge，40%是高壓缸所占功率份額；Hho是高壓缸出口比焓,Hhi是高

29、壓缸入口比焓，這些數(shù)值都可以通過表格中的相關(guān)參數(shù)確定。除氧器：利用高壓缸排汽進(jìn)行加熱，其耗汽量Gsdea=(Gfw*Hdeao-(Ghes7+Ghes6+Gsrh1+Gsrh2)*Hw6-Gcd*Hdeai-G0*Hspw)/Hho;其中，Hdeao和Hdeai分別是除氧器出口和入口給水比焓，Hw6是高壓給水加熱器6的疏水比焓，Hspw是分離器出口飽和水比焓，Hho是高壓缸出口比焓。（3）給水泵計算，確定給水泵汽輪機(jī)的耗汽量；給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽為新蒸汽，排汽參數(shù)等于高壓缸排汽：給水泵有效輸出功率：Nfwpp=1000*Gfw*Hfwp/Pfw;給水泵汽輪機(jī)的理論功率：Nfwpt=Nfwpp/nf

30、wpp/nfwpti/nfwptm/nfwptg;給水泵汽輪機(jī)耗汽量：Gfwps=Nfwpt/Ha;Hfwp是給水泵揚(yáng)程；Nfwpp 汽輪給水泵組的泵效率，取0.58；Nfwpti,Nfwptm,Nfwptg分別給水泵組汽輪機(jī)的效率、機(jī)械效率和減速器效率，分別取0.80，0.90和0.98；Ha水泵汽輪機(jī)蒸汽的絕熱焓降，為645.53kJ/kg。（4）確定對應(yīng)的新蒸汽耗量Gs=Gsrh2+Gfwps+Gshp，進(jìn)一步求出對應(yīng)的給水量Gfw2=Gs*(1+Ed)，由Gfw2和各級加熱器的疏水量，求出Gcd2,Gcd2=Gfw2-(Gsdea+G0+G6);（5）比較Gcd與Gcd2，若相對誤差大

31、于1%，返回步驟（1）進(jìn)行迭代計算，直到滿足精度要求為止。（6）確定二回路系統(tǒng)總的新蒸汽耗量Ds2= Gsrh2+Gfwps+Gshp;3.核電廠熱效率計算：根據(jù)以上步驟計算得到的新蒸汽耗量，計算反應(yīng)堆的熱功率：Qr2=(Ds2*(Hfh-Hfw)+Ed*Ds2*(Hs-Hfw)/n1;等式中各參數(shù)的意義與取值與第2點一樣，在此不再重復(fù)。進(jìn)而可以計算出核電廠效率為：Neff2=Ne/Qr24.計算精度判斷:將計算得到的核電廠效率neff2與初始假設(shè)的neff比較,若絕對誤差小于0.1%,即完成計算,否則以neff2為初始值，返回步驟2進(jìn)行迭代計算。5、程序和運(yùn)行結(jié)果根據(jù)以上計算流程用MATLA

32、B編的程序如下：Ne=106; %發(fā)電功率(KW)Ed=0.0105; %排污率n1=0.995; %一回路能量利用系數(shù)nm=0.985; %汽輪機(jī)組機(jī)械效率nge=0.99; %發(fā)電機(jī)效率nh=0.98; %加熱器效率Hfwp=6.23; %給水泵揚(yáng)程MpaPfw=900.64; %給水密度nfwpp=0.58; %給水泵效率 nfwpti=0.8; %給水泵汽輪機(jī)效率nfwptm=0.9; %給水泵汽輪機(jī)機(jī)械效率nfwptg=0.98; %給水泵汽輪機(jī)減速器效率Xspi=0.8677; %汽水分離器進(jìn)口蒸汽干度Xrh1i=0.9965; %第一級再熱器入口干度Hspw=711.6739;

33、%分離器出口飽和水比焓(Kj/Kg)Hlg=113.85; %每一級低壓加熱器或除氧器給水焓升(Kj/g)Hhg=108.54; %每一級高壓加熱器給水焓升(Kj/Kg)Hfh=2784.17; %蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽比焓(kj/kg)Hfw=928.747; %蒸汽發(fā)生器給水比焓(kj/kg)Hs=1202.35; %蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力下的飽和水焓(kj/kg)Hho=2493.34; %高壓缸出口焓(kj/kg)Hhi=2782.74; %高壓缸進(jìn)口蒸汽焓值(kj/kg)Hli=2973.03; %低壓缸進(jìn)口焓(kj/kg)Hlo=2318.64; %低壓缸出口乏汽焓值(kj/kg)Hde

34、ao=704.08; %除氧器出口給水比焓(kj/kg)Hdeai=591.75; %除氧器進(jìn)口給水比焓(kj/kg)Hw6=823.228; %高壓給水加熱器6疏水比焓(kj/kg)Hrh2i=2865.085; %第二級再熱器進(jìn)口蒸汽比焓(Kj/Kg)Hrh2o=2972.79; %第二級再熱器出口蒸汽比焓(Kj/Kg)Hrh1i=2757.38; %第一級再熱器進(jìn)口蒸汽比焓(Kj/Kg)Hrh2w=1185.48; %第二級再熱器抽汽所對的疏水比焓(Kj/Kg)Hrhhs=2674.34; %第一級再熱器抽汽的比焓(Kj/Kg)Hrh1w=986.81; %第一級再熱器抽汽所對的疏水比焓

35、(Kj/Kg)Hc1=2467.92; %第1級加熱器抽汽的比焓(kj/kg)Hw1=262.73; %第1級加熱器抽汽所對應(yīng)的疏水焓(kj/kg)Hc2=2606.81; %第2級加熱器抽汽的比焓(kj/kg)Hw2=376.81; %第1級加熱器抽汽所對應(yīng)的疏水焓(kj/kg)Hc3=2737.77; %第3級加熱器抽汽的比焓(kj/kg)Hw3=490.94; %第1級加熱器抽汽所對應(yīng)的疏水焓(kj/kg)Hc4=2865.68; %第4級加熱器抽汽的比焓(kj/kg)Hw4=605.08; %第1級加熱器抽汽所對應(yīng)的疏水焓(kj/kg)Hc6=2597.3; %第6級加熱器抽汽的比焓(

36、kj/kg) Hw6=831.14; %第1級加熱器抽汽所對應(yīng)的疏水焓(kj/kg)Hc7=2668.17; %第7級加熱器抽汽的比焓(kj/kg)Hw7=941.13; %第1級加熱器抽汽所對應(yīng)的疏水焓(kj/kg)neff1=0.24; %假設(shè)的核電廠效率neff2=0.28; %假設(shè)的核電廠效率z=abs(neff2-neff1)while(z>0.001) neff1=neff2; Qr=Ne/neff1; %反應(yīng)堆熱功率(KW) Ds=Qr*n1/(Hfh-Hs)+(1+Ed)*(Hs-Hfw); %蒸汽發(fā)生器產(chǎn)汽量(Kg/s) disp('迭代過程中的核電廠效率

37、9;) neff1 disp('迭代過程中的反應(yīng)堆熱功率 KW') Qr disp('迭代過程中的蒸汽發(fā)生器總蒸汽產(chǎn)量 kg/s') Ds Gcd=900; %假設(shè)的冷凝器出口凝結(jié)水流量(Kg/s) Gcd2=910 y=abs(Gcd2-Gcd)/Gcd); while(y>0.01) Gcd=Gcd2 Gfw=Ds*(1+Ed); %給水泵質(zhì)量流量(Kg/s) Gles4=Gcd*Hlg/nh/(Hc4-Hw4); %第4級給水加熱器抽汽量(Kg/s) Gles3=(Gcd*Hlg-Gles4*(Hw4-Hw3)*nh)/nh/(Hc3-Hw3); %

38、第3級給水加熱器抽汽量(Kg/s) Gles2=(Gcd*Hlg-(Gles3+Gles4)*(Hw3-Hw2)*nh)/nh/(Hc2-Hw2); %第2級給水加熱器抽汽量(Kg/s) Gles1=(Gcd*Hlg-(Gles2+Gles3+Gles4)*(Hw2-Hw1)*nh)/nh/(Hc1-Hw1); %第1級給水加熱器抽汽量(Kg/s) N1=0.6*Ne/nm/nge; %低壓缸功率(KW) N2=0.4*Ne/nm/nge; %高壓缸功率(KW) Gslp=(N1+Gles4*(Hc4-Hlo)+Gles3*(Hc3-Hlo)+ Gles2*(Hc2-Hlo)+ Gles1*(

39、Hc1-Hlo)/(Hli-Hlo); %低壓缸耗汽量(Kg/s) Gsrh2=Gslp*(Hrh2o-Hrh2i)/(Hfh-Hrh2w); %第二級再熱器耗汽量(Kg/s) Gsrh1=Gslp*(Hrh2i-Hrh1i)/(Hrhhs-Hrh1w); %第一級再熱器耗汽量(Kg/s) Ghes7=(Gfw*Hhg-Gsrh2*(Hrh2w-Hw7)*nh)/nh/(Hc7-Hw7); %第7級給水加熱器抽汽量(Kg/s) Ghes6=(Gfw*Hhg-Gsrh1*(Hrh1w-Hw6)*nh-(Gsrh2+Ghes7)*(Hw7-Hw6)*nh)/nh/(Hc6-Hw6); %第6級給水

40、加熱器抽汽量(Kg/s) G0=Gslp*(Xrh1i-Xspi)/Xspi; %分離器疏水(Kg/s) Ha=Hfh-Hlo; %給水泵汽輪機(jī)中蒸汽絕熱焓降(Kg/s) Gshp=(N2+Ghes7*(Hc7-Hho)+Gsrh1*(Hrhhs-Hho)+Ghes6*(Hc6-Hho)/(Hhi-Hho); %高壓缸耗汽量(Kg/s) Gsdea=(Gfw*Hdeao-(Ghes7+Ghes6+Gsrh1+Gsrh2)*Hw6-Gcd*Hdeai-G0*Hspw)/Hho; %除氧器耗汽量(Kg/s) Nfwpp=1000*Gfw*Hfwp/Pfw; %給水泵有效輸出功率(KW) Nfwpt

41、=Nfwpp/nfwpp/nfwpti/nfwptm/nfwptg; %給水泵汽輪機(jī)的理論功率(KW) Gfwps=Nfwpt/Ha; %給水泵汽輪機(jī)的耗汽量(Kg/s) Gs=Gsrh2+Gfwps+Gshp; %二回路總的耗汽量(Kg/s) Gfw2=Gs*(1+Ed); %根據(jù)二回路汽耗量所得給水量(Kg/s) G6=Gsrh1+Gsrh2+Ghes6+Ghes7; %第6級高壓給水加熱器疏水量(Kg/s) Gcd2=Gfw2-(Gsdea+G0+G6); %根據(jù)新的給水量Gfw2所得的冷凝器出口水量(Kg/s) y=abs(Gcd2-Gcd)/Gcd); end disp('迭

42、代過程中的汽輪機(jī)高壓缸耗氣量 kg/s') Gshp disp('迭代過程中的汽輪機(jī)低壓缸耗氣量 kg/s') Gslp disp('迭代過程中的第一級再熱器耗氣量 kg/s') Gsrh1 disp('迭代過程中的第二級再熱器耗氣量 kg/s') Gsrh2 disp('迭代過程中的除氧器耗氣量 kg/s') Gsdea disp('迭代過程中的給水泵汽輪機(jī)耗氣量 kg/s') Gfwps disp('迭代過程中的給水泵給水量 kg/s') Gfw2 disp('迭代過程中的給水泵

43、揚(yáng)程 MPa') Hfwp disp('迭代過程中的第一級低壓給水加熱器抽汽量，既1號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s') Gles1 disp('迭代過程中的第二級低壓給水加熱器抽汽量，既2號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s') Gles2 disp('迭代過程中的第三級低壓給水加熱器抽汽量，既3號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s') Gles3 disp('迭代過程中的第四級高壓給水加熱器抽汽量，既4號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s') Gles4 disp('迭代過程中的第一級高壓給水加熱器抽汽量，既6號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s') Ghe

44、s6 disp('迭代過程中的第二級高壓給水加熱器抽汽量，既7號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s') Ghes7 Ds2=Gfwps+Gsrh2+Gshp; Qr2=(Ds2*(Hfh-Hfw)+Ed*Ds2*(Hs-Hfw)/n1; %根據(jù)計算所得耗汽量計算反應(yīng)堆的熱功率(KW) neff2=Ne/Qr2; %核電廠效率 z=abs(neff2-neff1)enddisp('最終所得核電廠效率')neff2disp('最終所得反應(yīng)堆熱功率 KW')Qr2disp('最終所得蒸汽發(fā)生器總蒸汽產(chǎn)量 kg/s')Ds2disp('最終所

45、得汽輪機(jī)高壓缸耗氣量 kg/s')Gshpdisp('最終所得汽輪機(jī)低壓缸耗氣量 kg/s')Gslpdisp('最終所得第一級再熱器耗氣量 kg/s')Gsrh1disp('最終所得第二級再熱器耗氣量 kg/s')Gsrh2disp('最終所得除氧器耗氣量 kg/s')Gsdeadisp('最終所得給水泵汽輪機(jī)耗氣量 kg/s')Gfwpsdisp('最終所得給水泵給水量 kg/s')Gfw2disp('最終所得給水泵揚(yáng)程 MPa')Hfwpdisp('最終所得第一

46、級低壓給水加熱器抽汽量，既1號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s')Gles1disp('最終所得第二級低壓給水加熱器抽汽量，既2號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s')Gles2disp('最終所得第三級低壓給水加熱器抽汽量，既3號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s')Gles3disp('最終所得第四級高壓給水加熱器抽汽量，既4號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s')Gles4disp('最終所得第一級高壓給水加熱器抽汽量，既6號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s')Ghes6disp('最終所得第二級高壓給水加熱器抽汽量，既7號回?zé)崞鞒闅饬?kg/s')Ghes7最終運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果填入下表：表三 熱平衡計算結(jié)果匯總表序號項目符號單位計算結(jié)果12341核電廠效率eff%2831.3731.7331.772反應(yīng)堆熱功率QRMW3571.43187.53151.53148.13蒸汽發(fā)生器總蒸汽產(chǎn)量DsKg/s1912.31706.71687.41685.64汽輪機(jī)高壓缸耗汽量GshpKg/s1565.51553.31552.21552.25汽輪機(jī)低壓缸耗汽量GslpKg/s1053.91061.11061.8106