【文章內容簡介】 級 再熱器 抽汽干度 ： xrh2,hs=% 第二級 再熱器抽汽比焓： hrh1,hs= 3． 熱力系統(tǒng)熱平衡計算 熱平衡 計算方法 進行 機組原則性熱力系統(tǒng)計算采用常規(guī)計算法中的串聯(lián)法，對凝汽式機組采用 “由高至低”的計算次序，即從抽汽壓力最高的加熱器開始計算，依次逐個計算至抽汽壓力最低的加熱器。這樣計算的好處是每個方程式中只出現(xiàn)一個未知數(shù)，適合手工計算。熱力計算過程使用的基本公式是熱量平衡方程、質量平衡方程 和汽輪機功率方程。 熱平衡 計算模型 (1) 蒸汽 發(fā)生器總蒸汽產量的計算 已知 核電廠的輸出電功率為 Ne， 假設電廠效率為 η e,NPP,則 反應堆功率為 9 eRe,NPPNQ ?? 通過 對蒸汽發(fā)生器列質量守恒與熱量守恒方程 ，可求蒸汽發(fā)生器 的蒸汽產量為 ： R1sf h s d s f wQD ( h h 39。) (1 ) ( h 39。 h )?? ? ? ? ? ? 式中 ,η 1—— 一回路能量利用系數(shù)，取 ； hfh—— 蒸汽發(fā)生器出口新蒸汽比焓， kJ/kg； hsˊ —— 蒸汽發(fā)生器運行壓力下的飽和水焓， kJ/kg； hfw—— 蒸 汽發(fā)生器給水比焓， kJ/kg； ξ d—— 蒸汽發(fā)生器排污率，取為新蒸汽產量的 %. （ 2）蒸汽發(fā)生器 給水 流 量 計算 fw d sG 1 D()? ?? ? （ 3） 給水泵 有效 輸出功率計算 f w f w pf w p pfw1 0 0 0 G HN K W， ? ? 式中 ： Gfw—— 給水泵 的質量流量， kg/s； Hfwp—— 給水泵的揚程， MPa； ρ fw—— 為給水的密度， kg/m3。 （ 4） 給水泵汽輪機理論功率計算 ? ?f w p ,pf w p ,t f w p ,p f w p ,t i f w p ,t m f w p ,t gNN ? ? ? ?? 式中 ： η fwp,p—— 汽輪 給水泵組 的泵效率 ； η fwp,ti—— 給水泵組 汽輪機內效率； η fwp,tm—— 給水泵組 汽輪機 機械 效率 η fwp,tg—— 給水泵組 汽輪機減速器 效率 （ 5） 給水泵汽輪機 耗汽 量 計算 fw p,tfw p,sfh h ,zN G HH? ? 式中： Hfh—— 為新蒸汽比焓 Hh,z—— 為高壓缸排汽比焓 （ 6） 低壓 給水 加熱器抽 汽量 計算 假設凝水 量 Gcd的 數(shù)值 ， 然后通過熱量守恒方程即可確定 各 低壓給水加熱器 10 的抽汽量，現(xiàn)將其表達式列如其下： 第四級 ： ? ?f w c dle s ,4 h c whGG H ( 4 ) H ( 4 )?? ?? 第三級 ： ? ?? ?? ?f w c d h l e s , 4 w wl e s , 3 h c wh G G H ( 4 ) H ( 3 )G H ( 3 ) H ( 3 )? ? ? ?? ?? 第二級： ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?f w c d h l e s,3 l e s,4 w wl e s, 2 h c wh G G G H 3 H 2GH 2 H 2? ? ? ? ???? 第一級 ： ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?f w c d h l e s,2 l e s,3 l e s,4 w wl e s,1 h c wh G G G G H 2 H 1GH 1 H 1? ? ? ? ? ???? 式中 ： Gles,i—— 第 i 級低壓加熱器的抽汽量 ， kg/s； Δ hfw—— 每級加熱器的平均焓升 ， kJ/kg； η h—— 加熱器效率 ； Hc(i)—— 第 i 級 加熱器抽汽比焓 ， kJ/kg； Hw(i)—— 第 i 級 加熱器疏水比焓 ， kJ/kg。 （ 7） 低壓缸耗氣量計算 通過質量守恒 方程可以確定低壓缸的 耗汽量： s , lp c d d s s , f w pG G D G? ? ? ? （ 8） 再熱器 加熱 蒸汽量計 算 通過 熱平衡方程可以確定再熱蒸汽的加熱蒸汽量： 第一級 ： ? ?? ?s , lp rhz c ,1 h z c ,1 z s ,1GhGHH???? 第二級 ： ? ?? ?s , lp rhz c ,2 h z c ,2 z s ,2GhGHH???? 式中 ： Gzc,1—— 第一級再熱器 加熱 蒸汽量 ， kg/s； Gzc,2—— 第二級 再熱器加熱蒸汽量 ， kJ/kg； Δ hrh—— 再熱器 平均焓升 ， kJ/kg； Hzc,i—— 第 i 級再熱器加熱 蒸汽的焓值 ， kJ/kg； Hzs,i—— 第 i 級 再熱器疏水焓值 ， kJ/kg。 （ 9）高壓 給水加 熱器抽汽量計算 通過 熱量平衡的方法確定： ? ?? ?? ? ? ?? ?f w f w h z c , 2 z s , 2 wh e s , 2 h c wG h G H H 7G H 7 H 7? ? ? ?? ?? 11 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?f w h h e s , 2 z c , 2 w w z c , 1 z s , 1 wh e s , 1 h c wfwG h G G H 7 H 6 G H H 6GH 6 H 6 ? ? ? ? ? ? ???? 式中 ： Ghes,i—— 第 i 級 高壓加熱器 的 抽汽量， kg/s。 Δ hfw—— 每級加熱器的平均焓升 ， kJ/kg； （ 10） 汽水分離器疏水流量計算 利用質量守恒 方程即可求得： s ,lp rh1 ,i s p ,ifs ss p ,iG ( x x )G x ?? 式中 ： Gfss—— 分離器 至除氧器 的 疏水流量， kg/s。 Gs,lp—— 低壓缸 的耗氣量， kg/s； xrh1,i—— 第一級 再熱器的進口 干度； xsp,i—— 汽水分離器 的進口干度 。 （ 11） 除氧器耗氣量計算 利用熱量 守恒 方程 計算： 39。f w d e a o f s s s p , i c d h f w o , 4 h e s , 1 h e s , 2 s , r h 1 s , r h 2ws , d e a h , zG h G h G h ( G G G G ) H ( 6 )G h? ? ? ? ? ?? 式中： hdeao—— 除氧器 出口給水比焓， kJ/kg； hsp,i—— 汽水分離器 入口蒸汽焓值， kJ/kg； hhfwo,4—— 第四級 加熱器出口給水焓值， kJ/kg； Hw(6) —— 第六級 加熱器出口疏水比焓， kJ/kg； hh,z—— 高壓缸 出口蒸汽比焓， kJ/kg。 （ 12） 高壓缸出口排氣總 流量 計算 利用 質量守恒可以求 得 ： rh 1 ,it s ,d e a s ,lph,zxG G G x?? 式中 ： Gt—— 高壓缸出口排氣總流量， kg/s。 xrh1,i—— 第一級 再熱器進口蒸汽干度； xh,z—— 高壓缸 出口排氣干度。 （ 13） 高壓缸耗氣量計算 利用能量守恒 方程，同時考慮到 高壓缸 內的絕熱焓降約占整個機組絕熱焓降的 40%， 由此 可以求得： e m g es , h p h e s ,h e s , 1 h , i c h e s , 2 h , i c s , r h1 h , i z c , 1 1 h e s , 2 s , r h1h , i h , zG ( h H ( 6 ) ) G ( h H ( 7 )4 ) G ( h0 % N / (G G Gh H)h ) G? ? ? ???? ? ? ?? ??） 式中： η m—— 汽輪機組 機械效率； η ge—— 發(fā)電機 效率； 12 hh,i—— 高壓缸 進口蒸汽焓值， kJ/kg； hh,z—— 高壓缸 出口蒸汽焓值， kJ/kg。 （ 14） 對假設冷凝 水流量的驗證判斷 對 除氧器運用質量守恒方程，可以得到冷凝水的流量，如下式 ： c d f w he s ,1 he s , 2 s , r h 1 s , r h 2 f s s s , de aG G ( G G + G G ) G G? ? ? ? ? ? 將由 上式 得到 的 Gcd數(shù)值 與步驟（ 6） 中假設的 Gcd數(shù)值 進行比較，若相對誤差大于 1%， 則 返回步驟（ 6） 進行迭代計算， 直到 滿足精度要求為止。 （ 15） 二回路系統(tǒng)總蒸汽耗量計算 同樣 運用質量守恒方程亦可以確定出二回路系統(tǒng)總的新蒸汽耗量 ， 如下式 ： f h s , r h 2 s , hp f w p ,sG G G G? ? ? （ 16） 對 假設核電廠 效率 的驗證判斷 根據 （ 15） 步 求得 的總蒸汽耗量， 可以 計算得到 反應堆熱功率，如下式 ： f h f h f w d f h s f wR1G ( h h ) G ( h 39。 h )Q39。 ? ? ? ?? ? 進而 可以求出核電廠的效率： ee,NPPR39。N39。 Q39。?? 將 計算得到的核電廠效率 η e,NPP’ 與 步驟（ 1） 中初始假設的核電廠效率 η e,NPP進行 比較，若絕對誤差 大于 %， 則 返回步驟（ 1） 進行迭代計算，直到滿足精度的要求為止。 熱平衡 計算流程 13 圖：熱力計算的一般 流程 計算 結果及分析 本次熱力計算得到的核電廠的效率η e,NPP=%，比一般核電廠效率 36%略低一點，其主要原 因①在于，本次課程設計給出的高壓缸、低壓缸的內效率較低，造成其輸出的有效功率較低，從而導致核電廠有效功率較低；②另外，從循環(huán)熱力分析的角度來看，核電廠的效率偏低可能是因為，蒸汽發(fā)生器的壓力選的不夠高，導致給水吸熱溫度低。③或者是放熱溫度不太低，導致從低壓缸排出的乏汽放熱溫度偏高，這些因素會導致核電廠有效功率降低；④除此以外，其他的因素主要體現(xiàn)在系統(tǒng)自身的能量消耗與散熱上，比如管道設備的散熱，閥件的少許泄露，補水的加入與污水的排放等，亦會造成核電廠效率的偏低。⑤當然，參數(shù)的選擇，會對核電廠的效率也會造成影響。 通過計算可以確定高壓缸做功占整個機組做功的 %，低壓缸做功占整個機組做功的 %，這個與給出的數(shù)據符合地較好。計算得到的其他參數(shù)，高壓缸的排氣干度為 %，低壓干的排氣干度 %，均大于 86%，而且通過其他書籍的參考，其數(shù)值也較為合理，這樣既保證了汽輪機組的安全可靠運行，也保證的汽輪機組的功率輸出，在安全可靠性與經濟性之間做到了較好的調和。 14 本次課程設計算得的低壓加熱器的加熱蒸汽量數(shù)值在 50～ 60 之間，高壓加熱器的加熱蒸汽量數(shù)值在 100 左右，除氧器的加熱蒸汽量數(shù)值是 ，再熱器的加熱蒸汽量數(shù)值在 70左右，通過有關資料的參考與自己的驗證分析，數(shù)值的大小是較為合理的