1、二回路熱力系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)表格和程序結(jié)果分析與結(jié)論本次設(shè)計(jì)中的參數(shù)選擇接近于壓水堆核電廠的真實(shí)參數(shù)，所設(shè)計(jì)的壓水堆核電廠二回路的熱效率為31.19%，與在役核電廠的效率相接近，可以說本設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)的需要，因此本設(shè)計(jì)是個(gè)較為成功的設(shè)計(jì)。已知條件和給定參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)值1核電廠輸出電功率N eMW10002一回路能量利用系數(shù) 10.9953蒸汽發(fā)生器排污率 d1.05%4汽輪機(jī)組機(jī)械效率 m0.955發(fā)電機(jī)效率 ge0.996新蒸汽壓損p fhMPa5%7再熱蒸汽壓損p rhMPa6%8回?zé)岢槠麎簱pp e, jMPa4%9低壓缸排汽壓損p cdkPa5%10高壓給水加熱器出口端差 h,u31

2、1低壓給水加熱器出口端差 l,u212加熱器效率 h0.9813給水泵效率 fwp,p0.5814給水泵汽輪機(jī)內(nèi)效率 fwp,ti0.7915給水泵汽輪機(jī)機(jī)械效率 fwp,tm0.9016給水泵汽輪機(jī)減速器效率 fwp,tg0.9817循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度T sw,12418循環(huán)冷卻水溫升T sw719冷凝器傳熱端差T4主要熱力參數(shù)選定序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式或來源數(shù)值1反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)運(yùn)行壓力P cMPa選定15.62反應(yīng)堆冷卻劑的飽和溫度T c,s查水和水蒸汽表確定345.33反應(yīng)堆出口冷卻劑過冷度T sub選定，1520184反應(yīng)堆出口冷卻劑溫度T coT co =T c,s T sub3

3、27.35反應(yīng)堆進(jìn)出口冷卻劑溫升T c選定356反應(yīng)堆進(jìn)口冷卻劑溫度T ciT ci =T co T c292.37二回路蒸汽壓力P sMPa選定6.58蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽溫度T fhps 對(duì)應(yīng)的飽和溫度280.99蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽干度x fh%選定99.7510循環(huán)冷卻水溫升T sw選定711冷凝器傳熱端差T選定412冷凝器凝結(jié)水飽和溫度T cdT cd =Tsw,1 + Tsw +T3513冷凝器的運(yùn)行壓力P cdkPaTcd對(duì)應(yīng)的飽和壓力5.6314高壓缸進(jìn)口蒸汽壓力P h,iMPa新蒸汽壓損5%6.1715高壓缸進(jìn)口蒸汽干度x h,i%散熱導(dǎo)致焓值下降，造成干度下降99.3516

4、高壓缸內(nèi)效率 h,i選定0.7917高壓缸排汽壓力p h,zMPa根據(jù)最佳分缸比選定0.7418高壓缸排汽干度x h,z%由內(nèi)效率等計(jì)算86.0519汽水分離器進(jìn)口蒸汽壓力p sp,iMPa等于高壓缸排氣壓力0.7420汽水分離器進(jìn)口蒸汽干度x sp,i%等于高壓缸排氣干度86.0521第一級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽壓力p rh1,iMPa考慮4%的壓損0.7122第一級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽干度x rh1,i%選定99.523第二級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽壓力p rh2,iMPa考慮2%的壓損0.69624第二級(jí)再熱器進(jìn)口蒸汽溫度T rh2,i平均焓升計(jì)算208.6425第二級(jí)再熱器出口蒸汽壓力p rh2,zMPa考慮

5、壓損為2%0.68226第二級(jí)再熱器出口蒸汽溫度T rh2,z平均焓升計(jì)算261.927低壓缸進(jìn)口蒸汽壓力p l,iMPa考慮壓損0.002Mpa0.6828低壓缸進(jìn)口蒸汽溫度T l,i根據(jù)熱再熱蒸汽焓值計(jì)算261.529低壓缸內(nèi)效率 l,i選定0.8930低壓缸排汽壓力p l,zMPa冷凝器壓力與排汽壓損之和0.0059331低壓缸排汽干度x l,z%根據(jù)低壓缸內(nèi)效率等計(jì)算89.0432回?zé)峒?jí)數(shù)Z選定633低壓給水加熱器級(jí)數(shù)Z L選定434高壓給水加熱器級(jí)數(shù)Z H選定235給水回?zé)岱峙鋒 fwkJ/kg92.2436低壓加熱器給水參數(shù)第1級(jí)回?zé)崞鲄?shù)第1級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa凝水泵出口壓力，因

6、為凝水泵對(duì)凝水做功加壓0.45第1 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi, 1kJ/kgh lfwi, 1 = h lfwo, 0146.64第1 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 1kJ/kgh lfwo, 1= h lfwi, 1+h fw238.88第1 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi,1按(p cwp ,h lfwi, 1)查水蒸汽表35第1級(jí)出口給水溫度T lfwo, 1按(p cwp, h lfwo, 1)查水蒸汽表56.98第1級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和58.98第1級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表246.89第1級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸氣表0.01902第2級(jí)回?zé)崞鲄?shù)第2級(jí)進(jìn)口給

7、水壓力MPa考慮均勻壓降0.445第2 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi,2kJ/kgh lfwi,2= h lfwo, 1238.88第2 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 2kJ/kgh lfwo, 2= h lfwi, 2+h fw331.12第2級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 2按(p cwp ,h lfwi, 2)查水蒸汽表56.98第2 級(jí)出口給水溫度T lfwo, 2按(p cwp, h lfwo, 2)查水蒸汽表79.01第2級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和81.01第2級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表339.19第2級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.04939第3極回?zé)崞鲄?shù)第3級(jí)

8、進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.44第3 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi, 3kJ/kgh lfwi, 3 = h lfwo, 2331.12第3級(jí)出口給水比焓h lfwo,3kJ/kgh lfwo,3= h lfwi, 3+h fw423.36第3級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 3按(p cwp ,h lfwi, 3)查水蒸汽表79.01第3 級(jí)出口給水溫度T lfwo, 3按(p cwp, h lfwo, 3)查水蒸汽表100.95第3級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和102.95第3級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表431.55第3級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.11257第4級(jí)回?zé)崞鲄?/p>

9、數(shù)第4級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮均勻壓降0.435第4 級(jí)進(jìn)口給水比焓h lfwi,4kJ/kgh lfwi, 4= h lfwo, 3423.36第4 級(jí)出口給水比焓h lfwo, 4kJ/kgh lfwo,4= h lfwi, 4+h fw515.6第4 級(jí)進(jìn)口給水溫度T lfwi, 4按(p cwp ,h lfwi, 4)查水蒸汽表100.95第4級(jí)出口給水溫度T lfwo, 4按(p cwp, h lfwo, 4)查水蒸汽表122.75第4級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和124.75第4級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表524第4級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.2304437除氧器

10、進(jìn)口給水比焓h dea,ikJ/kg515.638除氧器出口給水比焓h deakJ/kgh dea= h dea,i+h fw607.8439除氧器出口給水溫度T deah dea 對(duì)應(yīng)的飽和水溫度144.3440除氧器運(yùn)行壓力p deaMPaT dea 對(duì)應(yīng)的飽和壓力0.408141高壓加熱器給水參數(shù)第6級(jí)第6 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa給水泵出口壓力因?yàn)榻o水泵對(duì)給水加壓6.6第6 級(jí)進(jìn)口給水比焓h hfwi,6kJ/kgh hfwi, 6 = h hfwo, 5607.84第6 級(jí)出口給水比焓h hfwo, 6kJ/kgh hfwo, 6= h hfwi, 6+h fw700.08第6 級(jí)進(jìn)口給

11、水溫度T hfwi,6按(p cwp ,h hfwi, 6)查水蒸汽表144.34第6級(jí)出口給水溫度T hfwo, 7按(p cwp, h hfwo, 1)查水蒸汽表164.87第6級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和167.87第6級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表709.88第6級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表0.7521第7級(jí)第7 級(jí)進(jìn)口給水壓力MPa考慮壓降6.55第7 級(jí)進(jìn)口給水比焓h hfwi,7kJ/kgh hfwi,7= h hfwo, 6700.08第7 級(jí)出口給水比焓h hfwo, 7kJ/kgh hfwo, 7= h hfwi, 7+h fw792.32第7級(jí)進(jìn)口給水溫度T

12、 hfwi, 7按(p cwp ,h hfwi, 7)查水蒸汽表164.87第7級(jí)出口給水溫度Thfwo, 7按(p cwp, h hfwo, 7)查水蒸汽表186第7級(jí)汽側(cè)疏水溫度出口給水溫度與出口端差之和189第7級(jí)汽側(cè)疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表803.11第7級(jí)汽側(cè)壓力MPa查水蒸汽表1.227742低壓缸抽汽參數(shù)第1 級(jí)第1 級(jí)抽汽壓力p les, 1MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.01981第1級(jí)抽汽干度x les, 1%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算92.32第1級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2427.49第2級(jí)第2 級(jí)抽汽壓力p les,2MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.05144第2 級(jí)抽汽干度x

13、 les, 2%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算95.80第2級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2496.02第3級(jí)第3級(jí)抽汽壓力p les, 3MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.11726第3 級(jí)抽汽干度x les, 3%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算99.32第3級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2666.77第4級(jí)第4級(jí)抽汽壓力p les,4MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.24004第4級(jí)抽汽干度x les, 4%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算100第4級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2778.5843高壓缸抽汽第6級(jí)第6級(jí)抽汽壓力p hes,6MPa汽側(cè)壓力與壓損之和0.78344第6級(jí)抽汽干度x hes, 6%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算86.21第6級(jí)抽汽比

14、焓kJ/kg查詢水蒸汽表2484.45第7級(jí)第7級(jí)抽汽壓力p hes, 7MPa汽側(cè)壓力與壓損之和1.27890第7 級(jí)抽汽干度x hes, 7%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算87.96第7級(jí)抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2548.2644再熱器抽汽參數(shù)第1級(jí)來自高壓缸的抽汽壓力MPa選定2.5抽汽干度%根據(jù)內(nèi)效率計(jì)算91.18抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2639.77疏水比焓kJ/kg查詢水蒸汽表962第2級(jí)來自新蒸汽的抽汽壓力MPa考慮壓損后的壓力6.11抽汽溫度查詢水蒸汽表276.8抽汽干度%選定99.4抽汽比焓kJ/kg查詢水蒸汽表2783.35疏水比焓kJ/kg查詢水蒸汽表1219.945再熱器中

15、的平均焓升kJ/kg選定113.3熱平衡計(jì)算結(jié)果表格序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算結(jié)果1核電廠效率%31.192反應(yīng)堆功率MW3蒸汽發(fā)生器總蒸汽產(chǎn)量Kg/s4汽輪機(jī)高壓缸耗汽量Kg/s5汽輪機(jī)低壓缸耗汽量Kg/s10506第一級(jí)再熱器耗汽量Kg/s72.28487第二級(jí)再熱器耗汽量Kg/s77.57038除氧器耗汽量Kg/s33.96449給水泵汽輪機(jī)的耗汽量Kg/s71.479310給水泵的給水量Kg/s162211給水泵揚(yáng)程MPa6.19212高壓缸抽汽量第1級(jí)高壓給水再熱器抽汽量Kg/s68.0272第1級(jí)高壓給水再熱器抽汽量Kg/s68.916713低壓缸抽汽量第1級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s

16、43.1850第2級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s45.6102第3級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s45.9056第4級(jí)低壓給水再熱器抽汽量Kg/s47.45741.1 程序及運(yùn)行結(jié)果1.1.1 用MATLAB程序如下。clcclearclcclear allNe=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)nli=0.89; %低壓缸內(nèi)效率nm=0.98; %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=6.192; %給水泵壓頭（Mpa）pw=925.61; %給水密度nfwpp=0.58; %給水

17、泵效率 nfwpti=0.79; %給水泵汽輪機(jī)內(nèi)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Hfh=2774.99; %蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽比焓(kj/kg)Hg=792.32; %蒸汽發(fā)生器給水比焓(kj/kg)Hps=1241.17; %蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力下的飽和水焓(kj/kg)xhz=0.8605; %高壓缸排氣干度xz1=0.995; %第一級(jí)再熱器的干度Hho=2478; %高壓缸出口焓Hhi=2778.5; %高壓缸進(jìn)口蒸汽焓值Hli=2979.18; %低壓缸進(jìn)口焓Hlo=2350.3; %低壓缸出口乏汽焓值Hzc1=2

18、639.77; %汽水分離器第一級(jí)抽氣焓Hzs1=962; %汽水分離器第一級(jí)的疏水焓Hzc2=2783.35; %汽水分離器第二級(jí)抽氣焓Hzs2=1219.9; %汽水分離器第二級(jí)的疏水焓Hfw=706.99; %分離器分離水的比焓h1=92.2; %高低壓加熱器中的平均焓升h2=113.3; %再熱器中的平均焓升Hfwi=146.64 238.88 331.12 423.36 515.60 607.84 700.08; %各級(jí)加熱器進(jìn)口焓(kj/kg)Hfwo=238.88 331.12 423.36 515.60 607.84 700.08 792.32; %各級(jí)加熱器出口焓(kj/kg

19、)Hc=2427.49 2496.02 2666.77 2778.58 2478.00 2484.45 2548.26; %每一級(jí)的給水加熱器的加熱蒸汽比焓Hw=246.89 339.19 431.55 524.00 0 709.88 803.11; %每一級(jí)給水加熱器疏水比焓（其中第五個(gè)數(shù)據(jù)是除氧器，但因除氧器是混合式的，程序中不調(diào)用這個(gè)值，所以以零占位）H=500; %除氧器焓升假定值. for x=300:2000 %再熱蒸汽流量 if abs(H-Hfwo(5)/Hfwo(5)0.005 H=(X*Hfwo(4)+(Ghes(1)+Ghes(2)+Gzc1+Gzc2)*Hw(6)+Gp

20、s*Hho+Hfw*x*(xz1-xhz)/xhz)/y; break else end for y=x:3000; Nfwpp=1000*y*Hfwp/pw; %給水泵的有效功率(kw) Nfwpt=Nfwpp/(nfwpp*nfwptm*nfwptg); %給水泵的實(shí)際功率 Gsfwp=Nfwpt/(Hfh-Hho); %給水泵的耗氣量 Ds=y/(1+Ed); %新蒸汽產(chǎn)量 Gd=y-Ds; %蒸汽發(fā)生器排污量 X=x+Gd+Gsfwp; %假設(shè)給水流量 Gles(4)=h1*X/(Hc(4)-Hw(4)/nh; %低壓缸4到1抽氣量 Gles(3)=(h1*X-nh*Gles(4)*(

21、Hw(4)-Hw(3)/(Hc(3)-Hw(3)/nh; Gles(2)=(h1*X-nh*(Gles(3)+Gles(4)*(Hw(3)-Hw(2)/(Hc(2)-Hw(2)/nh; Gles(1)=(h1*X-nh*(Gles(2)+Gles(3)+Gles(4)*(Hw(2)-Hw(1)/(Hc(1)-Hw(1)/nh; w1=(x-Gles(1)-Gles(2)-Gles(3)-Gles(4)*(Hli-Hlo)+Gles(1)*(Hli-Hc(1)+Gles(2)*(Hli-Hc(2)+Gles(3)*(Hli-Hc(3)+Gles(4)*(Hli-Hc(4); W1=w1*nm*n

22、ge; %低壓缸發(fā)電量 W2=106-W1; %高壓缸發(fā)電量 Gzc1=x*h2/(nh*(Hzc1-Hzs1); %汽水分離再熱器第一級(jí)抽氣量 Gzc2=x*h2/(nh*(Hzc2-Hzs2); %汽水分離再熱器第二級(jí)抽氣量 Ghes(2)=(y*h1-nh*Gzc2*(Hzs2-Hw(7)/(nh*(Hc(7)-Hw(7); %第二級(jí)高壓加熱器抽氣量 Ghes(1)=(y*h1-nh*(Ghes(2)+Gzc2)*(Hw(7)-Hw(6)+Gzc1*(Hzs1-Hw(6)/(nh*(Hc(6)-Hw(6); %第一級(jí)高壓加熱器抽氣量 Gps=y-X-Ghes(1)-Ghes(2)-Gzc1-Gzc2-x*(xz1-xhz)/xhz; %高壓缸排到除氧器的流量 Gt=Gps+x*xz1/xhz; %高壓缸的出口排汽量 w2=Gt*(Hfh-Hho)+Ghes(1)*(Hfh-Hc(6)+Ghes(2)*(Hfh-Hc(7)+Gzc1*(Hfh-Hzc1); U2=w2*nm