核電站汽輪發(fā)電機組

1、第六章 核電站汽輪發(fā)電機組2022-4-282主要內(nèi)容 一、核電廠飽和蒸汽汽輪機的總體配置 二、核電廠汽輪機的特點 三、汽水分離再熱器 四、核電廠的熱經(jīng)濟指標2022-4-283一、核電廠飽和蒸汽汽輪機的總體配置在總體配置上，飽和汽輪機組總是設計成高壓缸和一組低壓缸串級式配置，在進入低壓缸前設置有汽水分離再熱器，有的設計在汽水分離再熱器和低壓缸之間設置中壓缸或中壓段。核汽輪機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。2022-4-284二、核電廠汽輪機的特點（一）核汽輪機組的一般特點1蒸汽參數(shù)低：（1）反應堆

2、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)汽輪機相比，低壓缸發(fā)出的功率較大；低壓缸的效率對整機的效率影響大。（4）排汽速度損失對效率有較大影響，這要求增大排汽流通截面以降低排汽速度。2022-4-285（一）核汽輪機組的一般特點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功率取得很大，這都導致核汽輪機組的體積流量大，因而對核汽輪機配置和結(jié)構(gòu)有以下要求：(1)600 MW一800MW以上核電機組高壓缸也做成雙流；(2)通常只設高壓缸和若干低壓缸，不設中壓缸；

3、(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的未級葉片。2022-4-286（一）核汽輪機組的一般特點3、核汽輪機組多數(shù)級工作在濕汽區(qū) 飽和汽輪機組需采取除濕措施，以提高效率和保障安全運行。高壓缸中的濕度是核汽輪機特有的，高壓缸內(nèi)除濕、水滴分布等問題尚需進一步研究。4、采用汽水分離再熱 由于新蒸汽是飽和汽，膨脹后即進人濕汽區(qū)，為保證汽輪機安全經(jīng)濟運行，在蒸汽經(jīng)過高壓缸后對高壓缸排汽進行汽水分離再熱，以保證低壓缸的效率和安全性。因而，飽和汽輪機組無例外地設有汽水分離再熱器，這也是與火電機組的重要區(qū)別之一。2022-4-287（一）核汽輪機組的一般特點5、易超速 由于核汽輪機組多

4、數(shù)級工作在濕蒸汽區(qū)，通流部分及管道表面覆蓋一層水膜，導致機組甩負荷時，壓力下降，水膜閃蒸為汽，引起汽流速驟增，這是核汽輪機組易超速的主要原因。 為防止超速，采用下列措施：(1)完善汽輪機的去濕和疏水機構(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入低壓缸前的管道上裝備快速關(guān)閉的截止閥。2022-4-288（二）核汽輪機組的轉(zhuǎn)速選擇 目前，世界上核電廠汽輪機有全速(3000 r/min，3600 r/min)和半速(1500 r/min，1800 r/min)之分。 電網(wǎng)頻率50 Hz的國家全速和半速分別為3000 r/min和1500 r/min。德國，英國和俄羅斯電網(wǎng)頻率均為50

5、 Hz。 電網(wǎng)頻率60 Hz的國家全速和半速分別為3600 r/min和1800 r/min。美國電網(wǎng)頻率為60Hz。2022-4-289三、汽水分離再熱器一、作用：為保證汽輪機安全運行，提高低壓缸內(nèi)效率，在高、低壓缸之間設置汽水分離再熱器，使進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到可接受水平。汽水分離再熱器對核汽輪機組的經(jīng)濟性與可靠性具有重要意義。2022-4-2810三、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、法國、日本等國采用臥式，而德國、俄羅斯則采用立式。（1）臥式汽水分離再

6、熱器 每臺機組配置兩臺汽水分離再熱器，分別置于汽輪機低壓缸的兩側(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2022-4-2811四、核電廠的熱經(jīng)濟指標（一）提高核電廠的熱經(jīng)濟性的主要途徑 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)換機械設備（汽輪機、泵等）效率。2022-4-2812四、核電廠的熱經(jīng)濟指標（二）主要熱經(jīng)濟指標1電廠毛效率el 電廠毛效率定義為發(fā)電機輸出電功率Pe與反應堆熱功率PR之比(二者均以kw為單位)，即:2022-4-2813四、核電廠的熱經(jīng)濟

7、指標2電廠凈效率net 電廠凈效率定義為電廠輸出凈功率與反應堆熱功率之比. 電廠凈功率為發(fā)電機輸出電功率扣除廠用電功率。廠用電包括反應堆冷卻劑泵，給水泵以及其他各種機械、設備的動力消耗，一般占發(fā)電機輸出功率的4一8。2022-4-2814四、核電廠的熱經(jīng)濟指標3汽耗率d0 定義為汽輪發(fā)電機組發(fā)出1kw.h電力所消耗的蒸汽量。汽耗率是汽輪發(fā)電機組的一項重要經(jīng)濟性指標。2022-4-2815四、核電廠的熱經(jīng)濟指標4、汽耗量D。 汽耗量定義為汽輪發(fā)電機輸出額定電功率Pe所需要的蒸汽流量。5、熱耗率q0 熱耗率定義為發(fā)電機每輸出1kwh電能所消耗的熱量。2022-4-2816四、核電廠的熱經(jīng)濟指標6、

8、熱耗量Q。 熱耗量定義為汽輪發(fā)電機組輸出額定電功率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)1kwh電能所耗的核燃料，可表示為2022-4-2817課堂作業(yè) 1、核汽輪機組的布配形式主要有哪幾種？ 2、核汽輪機組的一般特點的哪些 ？ 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型式、基本參數(shù)是什么？2022-4-2818汽輪發(fā)電機組設備的組成圖2022-4-2819核汽輪機組的布配形式2022-4-2820大亞灣核電廠的汽輪機基本參數(shù) 大亞灣核電廠的汽輪機為英國GECA公司設計

9、制造的多缸單抽沖動式汽輪機。 汽輪機的轉(zhuǎn)速為3000 r/min，額定功率為900 MW，新蒸汽參數(shù)為663MPa，283，低壓缸徘汽壓力為0.0075 MPa，額定負荷下蒸汽流量為5515t/h。 汽輪機為4缸、六排汽口型式。1個高壓缸和3個低壓缸皆為雙流對分式。新蒸汽分4路經(jīng)高壓缸汽室后由進汽短管導入高壓缸，高壓缸的兩個排汽口各通過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)汽水分離再熱后，進入低壓缸，每個低壓缸的兩個排汽口與一臺凝汽器相接，整臺汽輪機共有6個抽汽口，供2組高壓加熱器和1組低壓加熱器以及給水泵汽輪機用汽。除氧器用汽來自高壓缸排汽。2022-4-2

10、821結(jié)構(gòu)圖2022-4-2822大亞灣核電廠汽水分禽再熱器主要參數(shù)2022-4-28232022-4-2824一、核電廠飽和蒸汽汽輪機的總體配置在總體配置上，飽和汽輪機組總是設計成高壓缸和一組低壓缸串級式配置，在進入低壓缸前設置有汽水分離再熱器，有的設計在汽水分離再熱器和低壓缸之間設置中壓缸或中壓段。核汽輪機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。2022-4-2825二、核電廠汽輪機的特點（一）核汽輪機組的一般特點1蒸汽參數(shù)低：（1）反應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)；

11、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)汽輪機相比，低壓缸發(fā)出的功率較大；低壓缸的效率對整機的效率影響大。（4）排汽速度損失對效率有較大影響，這要求增大排汽流通截面以降低排汽速度。2022-4-2826（二）核汽輪機組的轉(zhuǎn)速選擇 目前，世界上核電廠汽輪機有全速(3000 r/min，3600 r/min)和半速(1500 r/min，1800 r/min)之分。 電網(wǎng)頻率50 Hz的國家全速和半速分別為3000 r/min和1500 r/min。德國，英國和俄羅斯電網(wǎng)頻率均為50 Hz。 電網(wǎng)頻率60 Hz的國家全速和半速分別為3600 r/min和1800 r/min。美國電網(wǎng)頻率為60Hz