压水堆核电厂二回路系统
初步设计
一、摘要
本次课程设计是我们在学习《核动力装置与设备》等课程后的一次综合训练，在课程设计中我们应用所学的基本专业知识并在此基础上对核电厂二回路系统进行计算和设计。在本次设计中，我们对系统各参数在设备中的关系及相关制约因素加深了理解，提高了运算、制图和编程的能力，同时培养了对工程问题的严肃认真的态度。 二、设计内容及要求
（一）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。 （二）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、发电量、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。
三、热力系统原则方案说明
典型的压水堆核电站的二回路配置方式由基本的汽轮机组、用于提高功率和效率的汽水分离再热系统和回热系统组成。 （一）汽轮机组
汽轮机由一个高压缸、3个低压缸组成，高压缸、低压缸之间需要设置外置式汽水分离再热器。 （二）蒸汽汽水分离再热系统
汽水分离-再热器设置在主汽轮机的高、低压缸之间，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的抽汽加热，第二级再热器使用蒸汽发生器的新蒸汽加热。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高压给水加热器（回热器的第六级和第七级）。高压缸排汽经过除湿和加热，进入低压缸后达到过热状态。 （三）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。本次设计中，回热系统由四级低压回热器、一级除氧器和两级高压回热器组成。
作为第六级回热的高压给水加热器采用主汽轮机高压缸的抽汽进行加热，作为第七级回热的高压给水加热器采用新蒸汽进行加热；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。本次设计中的核电机组二回路中的给水泵采用汽动给水泵，利用蒸汽发生器的新蒸汽，给水泵汽轮机排出的废汽被送到主冷凝器，其蒸汽进出口参数同高压缸蒸汽的进出口参数。
表一 已知条件和给定参数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 项目 核电厂输出电功率 一回路能量利用系数 蒸汽发生器排污率 汽轮机组相对内效率 汽轮机组机械效率 发电机效率 新蒸汽压损 再热蒸汽压损 回热抽汽压损 低压缸排汽压损 高压给水加热器出口端差 低压给水加热器出口端差 加热器效率 给水泵效率 给水泵汽轮机内效率 给水泵汽轮机机械效率 符号 Ne 单位 MW MPa MPa MPa kPa ℃ ℃ 取值范围或数值 给定，1000 0.99 1.05% 0.8 0.98 0.99 ?1 ?d ?i ?m ?ge ?pfh ?prh ?pe,j 3% ?prh=8%phz ?pe, j?=??4%? pe, j 5% 3 2 0.98 0.58 0.85 0.90 ?pcd ?h,u ?l,u ?h ?fwp,p ?fwp,ti ?fwp,tm 17 18 19 20 给水泵汽轮机减速器效率 循环冷却水进口温度 循环冷却水温升 冷凝器传热端差 ?fwp,tg Tsw,1 ?Tsw ℃ ℃ ℃ 0.98 24 7 7 ?T
表二：主要热力参数确定
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 项目 反应堆冷却剂系统运行压力 反应堆冷却剂的饱和温度 反应堆出口冷却剂过冷度 反应堆出口冷却剂温度 反应堆进出口冷却剂温升 反应堆进口冷却剂温度 二回路蒸汽压力 蒸汽发生器出口新蒸汽温度 蒸汽发生器出口新蒸汽干度 循环冷却水温升 冷凝器传热端差 冷凝器凝结水饱和温度 冷凝器的运行压力 高压缸进口蒸汽压力 高压缸进口蒸汽干度 符号 pc Tc,s 单位 MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ MPa ℃ % ℃ ℃ ℃ kPa MPa % 计算公式或来源 选定，15~16 查水和水蒸汽表确定 选定，15~20 Tco?Tc,s??Tsub 数值 16 347 18 329 35 294 7 285.83 99.75 7 7 38 6.63 6.79 99.5 ?Tsub Tco ?Tc Tci 选定，30~40 Tci?Tco??Tc 选定，6~7 ps对应的饱和温度 ps Tfh xfh ?Tsw 给定 选定，6~8 选定，3~10 Tcd?Tsw,1??Tsw??T ?T Tcd pcd ph,i xh,i Tcd对应的饱和压力 由压损求得 选定