核電站汽輪發(fā)電機(jī)組

第六章核電站汽輪發(fā)電機(jī)組2024/11/72主要內(nèi)容一、核電廠飽和蒸汽汽輪機(jī)的總體配置二、核電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)三、汽水分離再熱器四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2024/11/73一、核電廠飽和蒸汽汽輪機(jī)的總體配置在總體配置上，飽和汽輪機(jī)組總是設(shè)計(jì)成高壓缸和一組低壓缸串級(jí)式配置，在進(jìn)入低壓缸前設(shè)置有汽水分離再熱器，有的設(shè)計(jì)在汽水分離再熱器和低壓缸之間設(shè)置中壓缸或中壓段。核汽輪機(jī)組的布配形式主要有*：圖單軸四缸四排汽口型式；單軸四缸六排汽口型式；大亞灣核電廠采用單軸五缸六排汽口型式；單軸五缸八排汽口型式。2024/11/74二、核電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)（一）核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)1．蒸汽參數(shù)低：（1）反應(yīng)堆冷卻劑溫度提高的潛力已很小(堆芯出口平均溫度一般不超過330℃)；二回路蒸汽一般為5MPa一7MPa的飽和汽；（2）汽耗率約比常規(guī)電廠高一倍；（3）與高參數(shù)汽輪機(jī)相比，低壓缸發(fā)出的功率較大；低壓缸的效率對(duì)整機(jī)的效率影響大。（4）排汽速度損失對(duì)效率有較大影響，這要求增大排汽流通截面以降低排汽速度。2024/11/75（一）核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)2、體積流量大：由于蒸汽參數(shù)低，蒸汽可用比焓降小，加之為了降低投資將單機(jī)功率取得很大，這都導(dǎo)致核汽輪機(jī)組的體積流量大，因而對(duì)核汽輪機(jī)配置和結(jié)構(gòu)有以下要求：(1)600MW一800MW以上核電機(jī)組高壓缸也做成雙流；(2)通常只設(shè)高壓缸和若干低壓缸，不設(shè)中壓缸；(3)低壓缸體積流量大，要求增加排汽口數(shù)和排汽截面以及采用更長(zhǎng)的未級(jí)葉片。2024/11/76（一）核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)3、核汽輪機(jī)組多數(shù)級(jí)工作在濕汽區(qū)飽和汽輪機(jī)組需采取除濕措施，以提高效率和保障安全運(yùn)行。高壓缸中的濕度是核汽輪機(jī)特有的，高壓缸內(nèi)除濕、水滴分布等問題尚需進(jìn)一步研究。4、采用汽水分離再熱由于新蒸汽是飽和汽，膨脹后即進(jìn)人濕汽區(qū)，為保證汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在蒸汽經(jīng)過高壓缸后．對(duì)高壓缸排汽進(jìn)行汽水分離再熱，以保證低壓缸的效率和安全性。因而，飽和汽輪機(jī)組無例外地設(shè)有汽水分離再熱器，這也是與火電機(jī)組的重要區(qū)別之一。2024/11/77（一）核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)5、易超速由于核汽輪機(jī)組多數(shù)級(jí)工作在濕蒸汽區(qū)，通流部分及管道表面覆蓋一層水膜，導(dǎo)致機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，壓力下降，水膜閃蒸為汽，引起汽流速驟增，這是核汽輪機(jī)組易超速的主要原因。為防止超速，采用下列措施：(1)完善汽輪機(jī)的去濕和疏水機(jī)構(gòu)，減少部件和通道中凝結(jié)水。(2)在汽水分離再熱器后蒸汽進(jìn)入低壓缸前的管道上裝備快速關(guān)閉的截止閥。2024/11/78（二）核汽輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速選擇目前，世界上核電廠汽輪機(jī)有全速(3000r/min，3600r/min)和半速(1500r/min，1800r/min)之分。電網(wǎng)頻率50Hz的國(guó)家全速和半速分別為3000r/min和1500r/min。德國(guó)，英國(guó)和俄羅斯電網(wǎng)頻率均為50Hz。電網(wǎng)頻率60Hz的國(guó)家全速和半速分別為3600r/min和1800r/min。美國(guó)電網(wǎng)頻率為60Hz。2024/11/79三、汽水分離再熱器一、作用：為保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行，提高低壓缸內(nèi)效率，在高、低壓缸之間設(shè)置汽水分離再熱器，使進(jìn)人低壓缸的蒸汽具有一定過熱度，從而使低壓缸排汽濕度達(dá)到可接受水平。汽水分離再熱器對(duì)核汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性與可靠性具有重要意義。2024/11/710三、汽水分離再熱器2、結(jié)構(gòu)形式（分類）及流程現(xiàn)代核電廠普遍采用一體化的汽水分離再熱器。按結(jié)構(gòu)型式，汽水分離再熱器有臥式和立式的兩種。美國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)采用臥式，而德國(guó)、俄羅斯則采用立式。（1）臥式汽水分離再熱器每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)汽水分離再熱器，分別置于汽輪機(jī)低壓缸的兩側(cè)。大亞灣核電廠的汽水分離再熱器結(jié)構(gòu)圖。，主要參數(shù)（2）立式汽水分離再熱器圖2024/11/711四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（一）提高核電廠的熱經(jīng)濟(jì)性的主要途徑1)提高熱力循環(huán)的平均吸熱溫度；2)降低平均放熱溫度；3)減少傳熱溫差；4)減少管道、系統(tǒng)中的節(jié)流損失及散熱損失；5)提高熱功轉(zhuǎn)換機(jī)械設(shè)備（汽輪機(jī)、泵等）效率。2024/11/712四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（二）主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1．電廠毛效率ηel電廠毛效率定義為發(fā)電機(jī)輸出電功率Pe與反應(yīng)堆熱功率PR之比(二者均以kw為單位)，即:2024/11/713四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2．電廠凈效率ηnet電廠凈效率定義為電廠輸出凈功率與反應(yīng)堆熱功率之比.電廠凈功率為發(fā)電機(jī)輸出電功率扣除廠用電功率。廠用電包括反應(yīng)堆冷卻劑泵，給水泵以及其他各種機(jī)械、設(shè)備的動(dòng)力消耗，一般占發(fā)電機(jī)輸出功率的4％一8％。2024/11/714四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3．汽耗率d0定義為汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出1kw.h電力所消耗的蒸汽量。汽耗率是汽輪發(fā)電機(jī)組的一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。2024/11/715四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)4、汽耗量D。汽耗量定義為汽輪發(fā)電機(jī)輸出額定電功率Pe所需要的蒸汽流量。5、熱耗率q0熱耗率定義為發(fā)電機(jī)每輸出1kw．h電能所消耗的熱量。2024/11/716四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6、熱耗量Q。熱耗量定義為汽輪發(fā)電機(jī)組輸出額定電功率Pe所消耗的熱量，即7、核燃料消耗率和年消耗量核燃料消耗率定義為每發(fā)1kw．h電能所耗的核燃料，可表示為2024/11/717課堂作業(yè)1、核汽輪機(jī)組的布配形式主要有哪幾種？2、核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)的哪些？3、現(xiàn)代核電廠的汽水分離再熱器的類型有哪兩類？分離器作用是什么？4、核電廠核燃料消耗率的定義和公式是什么？5、大亞灣核電廠的汽輪機(jī)型式、基本參數(shù)是什么？2024/11/718汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備的組成圖2024/11/719核汽輪機(jī)組的布配形式2024/11/720大亞灣核電廠的汽輪機(jī)基本參數(shù)大亞灣核電廠的汽輪機(jī)為英國(guó)GEC—A公司設(shè)計(jì)制造的多缸單抽沖動(dòng)式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min，額定功率為900MW，新蒸汽參數(shù)為6．63MPa，283℃，低壓缸徘汽壓力為0.0075MPa，額定負(fù)荷下蒸汽流量為5515t/h。汽輪機(jī)為4缸、六排汽口型式。1個(gè)高壓缸和3個(gè)低壓缸皆為雙流對(duì)分式。新蒸汽分4路經(jīng)高壓缸汽室后由進(jìn)汽短管導(dǎo)入高壓缸，高壓缸的兩個(gè)排汽口．各通過4根蒸汽管與低壓缸兩側(cè)的汽水分離再熱器相連。高壓缸排汽在汽水分離再熱器經(jīng)汽水分