1、2 核能系統(tǒng)中的熱力過程,2.1 狀態(tài)參數(shù) 2.2 蒸汽動(dòng)力循環(huán) 2.3 蒸汽再熱循環(huán)與回?zé)嵫h(huán),13:45:27,認(rèn)識(shí)水,2,熱力學(xué)定律（回顧）,第一定律 自然界中一切物質(zhì)都具有能量，能量既不能被創(chuàng)造，也不可能被消滅，而只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，在轉(zhuǎn)換過程中，能量守恒。 第二定律 不可能將熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其它變化。,13:45:27,認(rèn)識(shí)水,3,2.1 物性參數(shù),認(rèn)識(shí)水 水是生命之源 水變化多端 水的狀態(tài)參數(shù) 壓力 溫度 密度/比體積 比焓 比內(nèi)能 等等,13:45:27,認(rèn)識(shí)水,4,水的物性,熱力學(xué)性質(zhì) 溫度、壓力、比體積、比熱容、比焓和比熵 輸運(yùn)性質(zhì) 熱導(dǎo)率、動(dòng)力粘

2、度、運(yùn)動(dòng)粘度和表面張力 1985 IAPS熱力學(xué)性質(zhì)國(guó)際骨架表 溫度范圍為273.15K1073.15K 壓力范圍為6.1165910-4MPa1000MPa,13:45:27,比焓,5,水的比焓和比內(nèi)能 h=u+pv,附錄3-3 p=15MPa,13:45:27,比體積,6,水的比體積,附錄3-4 p=15MPa,13:45:27,熱容,7,水的定壓比熱容,附錄3-5 p=15MPa,13:45:27,插值法,8,骨架表插值法,例2-2 求16MPa，310時(shí)水的熱導(dǎo)率 首先要判斷所處的狀態(tài) 計(jì)算p=16MPa時(shí)的飽和溫度 根據(jù)附錄3-1，采用線性插值,13:45:27,插值法,9,骨架表插

3、值法,例2-2 求16MPa，310時(shí)水的熱導(dǎo)率 附錄3-7 k103/(W/m),13:45:27,插值法,10,例2-2 求16MPa，310時(shí)水的熱導(dǎo)率,需要先計(jì)算飽和溫度為347.23時(shí)飽和水的熱導(dǎo)率。 附錄3-1 k/(W/m),13:45:27,插值法,11,例2-2 求16MPa，310時(shí)水的熱導(dǎo)率,300，16MPa時(shí)的熱導(dǎo)率k103/(W/m),13:45:27,插值法,12,例2-2 求16MPa，310時(shí)水的熱導(dǎo)率,310，16MPa時(shí)的熱導(dǎo)率k103/(W/m),13:45:27,插值法,13,歸納一下 310，16MPa時(shí)的熱導(dǎo)率,13:45:27,擬合法,14,擬合

4、法IF97水物性擬合函數(shù),The International Association for the Properties of Water and Steam Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam,13:45:27,擬合法,15,水物性分區(qū)計(jì)算圖,13:45:27,擬合法,16,IF97水物性擬合函數(shù)-1區(qū),無量綱的 Gibbs 自由能函數(shù),13:45:27,擬合法,17,IF97水物性擬合函數(shù),13:45:27,擬合法,18,I

5、F97水物性擬合函數(shù)-1區(qū)比焓,13:45:27,方法比較,19,水的物性計(jì)算方法比較,插值法 計(jì)算簡(jiǎn)單，但不便于計(jì)算機(jī)程序調(diào)用 擬合法 計(jì)算復(fù)雜，但便于計(jì)算機(jī)程序調(diào)用,13:45:27,朗肯循環(huán),20,2.2 蒸汽動(dòng)力循環(huán),朗肯循環(huán) 朗肯循環(huán)是指以水蒸氣作為工質(zhì)的一種循環(huán)過程 3-4過程：等熵壓縮過程 4-1過程：定壓可逆吸熱過程 1-2過程：等熵膨脹過程 2-3過程：定壓冷凝過程,13:45:27,朗肯循環(huán),21,p-v圖和T-s圖,13:45:27,朗肯循環(huán),22,朗肯循環(huán)的效率,13:45:27,核電廠的凈效率,23,核電廠的凈效率,13:45:27,核電廠的凈效率,24,核電廠的凈效

6、率,13:45:27,課程介紹,25,例2-3,某壓水堆核電廠穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，額定發(fā)電功率為900MWe，循環(huán)泵總功率為30MWe，流過堆芯的冷卻劑流量為15t/s，堆芯入口平均溫度為300，出口平均溫度為320，冷卻劑系統(tǒng)壓力為15.5MPa，求該核電廠的熱力循環(huán)凈效率。,13:45:27,朗肯循環(huán),26,討論,如何提高朗肯循環(huán)的效率？,13:45:27,朗肯循環(huán),27,2.3 蒸汽再熱循環(huán)與回?zé)嵫h(huán),再熱循環(huán),比較,13:45:27,朗肯循環(huán),28,2.3 蒸汽再熱循環(huán)與回?zé)嵫h(huán),回?zé)嵫h(huán),比較,13:45:27,實(shí)際核電廠,29,某實(shí)際核電廠的蒸汽循環(huán),13:45:27,小結(jié),30,小結(jié),熱力學(xué)第一、第二定律 認(rèn)識(shí)水 水物性計(jì)算 插值法 擬合法 朗肯循環(huán) 再熱循環(huán)和回?zé)嵫h(huán),13:45:27,課程介紹,31,習(xí)題,2.1 用The International Association for the Properties of Water and Steam擬合函數(shù)計(jì)算： （1）15.5MPa時(shí)飽和水的溫度和比焓； （2）15.5MPa下310 時(shí)水的定壓比熱容和熱導(dǎo)率。 參考資料： The International Assoc