核动力装置循环热力分析B_核动力装置.ppt

V2007.03.11 《核动力装置》 船舶核动力装置Marine Nuclear Power Plants 核科学与技术学院 （V2009.04.14） 6.2.2 再热循环 影响朗肯循环效率的因素 提高平均吸热温度、降低平均放热温度，均能提高循环热效率 饱和蒸汽的朗肯循环，汽轮机膨胀终点蒸汽湿度较大，影响汽轮机效率和运行安全性 采用回热循环，是为了提高朗肯循环的平均吸热温度 采用再热循环，是为了降低汽轮机内膨胀终点的湿度 再热循环 再热循环的特点 增加再热循环后的热效率  6.2.3 回热循环 回热循环的特点 蒸汽在汽轮机内做完功后，排入冷凝器中凝结成水，在送入蒸汽发生器之前，用蒸汽加热，使其进入蒸汽发生器的温度提高 由于给水温度升高，使得蒸汽发生器中的平均吸热温度提高，循环热效率也相应提高 需要增加给水加热器 需要提供给水加热所需要的蒸汽 增加回热循环后的热效率 采用给水回热提高了热力循环的平均吸热温度，有利于提高循环热效率  采用回热循环的热力系统 核动力装置热力系统普遍采用回热循环； 船用核动力装置因受重量、尺寸等限制，回热循环形式较为简单，一般设置1~2级给水加热器，使用辅汽轮机排汽加热给水 核电站追求经济性，采用的回热形式较为复杂，如大亚湾核电站设置了7级加热器，其中4级低压加热器，一级除氧器，2级高压加热器，采用主汽轮机抽汽加热给水 图6-12 给水回热的热经济性 回热循环的基本规律 循环热效率随着回热级数增加而提高，提高的幅度随着级数的增加而递减； 当给水温度一定时，热经济性也随着回热级数的增加而提高，但其增长率同样也是递减的； 对任一回热级数，均有其相应的最佳给水温度，而且它是随着级数的增加而提高； 对任一回热级数的实际给水温度，虽与最佳值有所偏离，对热经济性的影响不大。 图主机抽汽回热 图6-13 主机多级抽汽回热 图 辅机废汽回热 不同热力系统的比较 方案Ⅰ：无回热，辅机全部电动 方案Ⅱ：无回热，辅机部分汽动 方案Ⅲ：废汽回热，废汽压力为最佳值，辅机汽动 方案Ⅳ：抽汽回热，抽汽压力为最佳值，辅机全部电动 采用回热循环的热力系统，其热效率高于无回热循环的热力系统 辅机汽动或电动对热效率的影响 部分辅机采用汽轮机驱动方案： 由于辅汽轮机容量小，效率低，能量损失较大，因而一定程度上降低了核动力装置的热效率 辅机全部电动方案： 辅机全部电动，消除了运行效率较低的辅汽轮机； 汽轮发电机组的容量增大，运行效率提高； 核动力装置的热效率要高于辅机采用汽动的方案 6.2.4核动力装置的热线图 在工程中，往往采用由图形符号构成的线图表示核动力装置热力系统的组成、主要工质（汽和水）的运行路线和次序，并给出能量与质量的平衡关系和分布情况，为管径的确定提供依据。 6.2.4核动力装置的热线图 内容： 热力循环形式（再热循环、回热循环）； 蒸汽机械的供汽方式（过热蒸汽、减温蒸汽、饱和蒸汽、抽汽等）； 利用辅汽轮机乏汽热量及凝水热量的方式； 从主机中间级抽汽的蒸汽热量再生系统； 补充由蒸汽导管和凝水给水系统管系泄漏的方式。 6.3 核动力装置能量平衡计算 6.3.1 能量平衡计算目的和依据 6.3.2 能量平衡计算基本方程 6.3.3 能量平衡计算方法 6.3.1 能量平衡计算目的和依据 能量平衡计算的主要内容 能量平衡计算的主要依据 核动力装置的型式及设计特点，明确规定主机至推进器的传动方式； 主机的型式以及全速工况下主机的有效功率； 与热力循环相适应的核动力装置热线图形式，主要设备、辅助设备的组成及其相互联系； 当装置在计算工况和中间工况工作时，在所给定的热线图中主要设备、工质的热力参数； 核动力舰船的航行区域； 某些设备的技术参考资料或母型、国家设计标准、某些有关的科研及试验成果等。 核动力装置设计基本步骤 方案设计：确定装置方案（如堆型、功率、主要热工参数等）、装置总体及各主要设备性能、大致经费、工程进度 规划设计：落实经费和生产厂家 扩大初步设计：进行系统及设备的设计 工艺设计：提出生产图纸 完成设计：修改完善，冻结设计 在方案设计阶段能量平衡计算的工作量较大，需要对多种热力系统方案进行比较和计算。 6.3.2 能量平衡计算基本方程  （1）反应堆热功率方程 （1）反应堆热功率方程 冷却剂从堆芯带出热功率 主泵加入到冷却剂中的热量 反应堆冷却剂系统的热量损失 冷却剂在蒸汽发生器一次侧放出的热量为  （2）蒸汽发生器的蒸汽产量 （2）蒸汽发生器的蒸汽产量 自然循环式蒸汽发生器能量平衡和质量平衡方程： 产生的蒸汽量 （2）蒸汽发生器的蒸汽产量 （2）蒸汽发生器的