压水堆核电厂蒸汽发生器排污热量回收利用的优化研究

由凝结水泵出口引出部分凝结水进入再生热交换器,吸收蒸汽发生器排污热量,是目前蒸汽发生器排污利用较普遍的回收热量方式。以某990MW核电机组为例,在蒸汽发生器排污量和排污参数一定的情况下,分别计算凝结水抽取份额、排污热量回收利用方式的不同对循环热效率、二回路管道热效率和全厂热效率的影响。结果表明,随着凝结水抽取份额的增加,循环热效率降低,而二回路管道热效率提高,当二者的相对变化量相等时,全厂热效率达到峰值;同时,考虑到排污水化学处理系统的安全性要求,确定蒸汽发生器排污热量回收利用的最佳方案:凝结水抽取份额为2.5%,且排污热量回收到除氧器。     

压水堆核电站工业供汽系统技术可行性研究

目的  为研究压水堆核电站为周边工业区提供工业用蒸汽的技术可行性。 方法  以某1 000 MW压水堆核电厂主蒸汽为热源,为周边提供工业蒸汽需求量300 t/h,蒸汽压力为1.8 MPa,蒸汽温度为250 ℃为例,论证了利用压水堆核电站二回路蒸汽加热工业用水产生满足工业需求的蒸汽转换系统的技术可行性。从热力学第一定律和第二定律理论出发,设计了该系统的工艺流程,计算了系统中关键换热设备的热力参数。 结果  得出热源疏水温度的合理值为65 ℃,如疏水温度低于60 ℃,在二级预热器中将出现热源温度低于工业水温度的情况,将违背热力学第二定律。 结论  研究成果可为压水堆核电站工业供汽提供技术参考。     

高加布置对汽水分离再热器及疏水的影响分析

压水堆核电厂高压给水加热器(高加)的布置高度会对汽水分离再热器(MSR)疏水和汽轮机抽汽管道疏水系统产生一定影响。采用两相流流型判别法,分析了高加布置在不同高度对MSR疏水管道流态的影响。并采用饱和蒸汽管道疏水量计算模型,对比分析了不同布置方式对抽汽管道疏水量和机组出力的影响。经济性、安全性等方面的对比分析结果表明,压水堆核电厂高加高位布置可能导致MSR疏水管道振动风险增加,机组出力下降。研究成果可为核电厂高加布置方案的选择提供参考。     

基于BEST系统超超临界1000 MW二次再热蒸汽机组的参数选取

为研究抽汽背压式汽轮机(BEST)系统超超临界1 000 MW二次再热蒸汽机组参数的选取,基于某电厂二期2×1 000 MW超超临界机组扩建项目,建立1 000 MW超超临界高效二次再热蒸汽机组的设计计算,使用EBSILON软件建立完整的热力系统模型,得出主蒸汽温度、再热蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽压力和锅炉效率等参数对BEST系统的影响规律。研究结果表明：对于12级回热的BEST系统来说提高主蒸汽的温度比提高主蒸汽的压力更能提高系统的发电热效率;BEST系统最佳工况点的再热蒸汽压力是15.028 MPa/4.079 MPa;锅炉效率变化范围在85%～95%时,随着锅炉效率变化1%,系统发电热效率随之变化0.51%。     

辅助蒸汽系统对火电厂管道热效率的影响

阐述了管道热效率在电厂节能中的重要作用，并应用火电厂管道热效率的反平衡计算方法，对辅助蒸汽系统的热经济性作了定量计算，指出了现有管道热效率行业标准的不合理性，对电厂节能提出了积极的建议。图4表3参4     

1000MW二次再热火电机组管道热效率对系统热经济性的影响

以某1 000MW超超临界二次再热火电机组为研究对象,定量分析了系统管道的散热损失、厂用蒸汽系统损失及工质泄漏损失对单元机组热经济性的影响.结果表明:考虑全部损失时,管道热效率为97.394%,供电标准煤耗为271.935g/(kW·h).与无管道损失时相比,机组管道热效率降低2.606%,供电标准煤耗增加4.584g/(kW·h),说明在二次再热机组热经济性评价中应该考虑管道热效率.     

燃气-蒸汽联合循环机组给水泵驱动改造及节能分析

本文提出了一种燃气-蒸汽联合循环机组给水泵改造方案,并建立了热效率计算模型。以某典型燃气-蒸汽联合循环机组在不同负荷下(60%～100%负荷)的运行参数为例,经计算分析得出:采用小汽轮机驱动给水泵的方式较电动机驱动每年可节约运行成本21. 4～36. 2万元,全厂热效率也有所提高,具有显著的经济效益。     

100 MW级蒸汽轮机系统稳态变工况运行特性

目的  为有效提高循环效率,整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC）发电系统因其自身所具备的热效率高、污染小、运行灵活等优势得到广泛关注。余热锅炉与蒸汽轮机共同构成了联合循环系统的底循环。 方法  文章主要采用能量平衡和热力学计算公式,运用MATLAB进行建模运算,研究了蒸汽流量、给水温度、过热蒸汽温度和再热蒸汽温度的变化对蒸汽轮机的输出功率、热效率和蒸汽总吸热负荷的影响,同时在稳态运行的条件下,对底循环的工作原理和传质传热流程进行分析。 结果  结果表明：增加高压蒸汽流量,减小低压蒸汽流量,可以在具有较高热效率前提下,使蒸汽轮机输出更高的功率。在优化运行参数下,吸热负荷比参考工况减小了45.7 kW,热效率由23.82%增至26.92%。 结论  高压过热蒸汽和再热蒸汽的温度升高,蒸汽轮机系统热效率越高,但吸热负荷和输出功率变化幅度很小,可适当提高高压过热蒸汽和再热蒸汽的温度,有利于提高蒸汽轮机的热效率。而给水温度升高时,输出功率不随给水温度发生变化,而蒸汽吸热负荷会随着给水温度的升高而降低。给水温度越高,蒸汽所需热负荷就越小,有利于减少热能的输入而提高蒸汽轮机的热效率。     

新型沉降式电站锅炉系统的技术经济分析

针对大容量高参数机组锅炉出现的高度增加、管道增长及阻力损失增大等问题,提出一种新型沉降式电站锅炉设计,使汽轮机平台和锅炉过热器、再热器平台在同一水平面,从而大幅度缩短主蒸汽、再热蒸汽冷段和热段管道长度,对管道长度变化带来的阻力损失、机组热经济性及发电成本的变化进行了分析.结果表明:沉降式电站锅炉的管长明显缩短,当主蒸汽、再热蒸汽冷段和热段的管道长度均减少120m时,电厂热效率提高0.18%,煤耗率降低1.044g/(kW·h),管材初投资减少约6 500万元;以年利用小时取5 294h,煤价为600元/t计算,年节煤6 093t,节约燃料成本约366万元/a,降低发电成本0.28分/(kW·h).     

基于城市生活垃圾焚烧发电厂的变工况特性分析北大核心CSCD

文章以上海某垃圾焚烧发电厂为例,针对其在额定工况与变工况下的热力特性及其参数变化规律进行研究。研究结果表明:在额定工况下,该垃圾焚烧发电厂日处理垃圾6 000 t,其额定功率和发电效率分别为50 MW和28.49%;在变工况条件下,垃圾中的C含量是影响垃圾焚烧发电热力参数的主要因素;11月垃圾的C含量(30.23%)最高,相应的系统总输出功高达61.45 MW,热效率为28.93%;8月垃圾的C含量(24.91%)最低,相应的系统总输出功(47.35 MW)也最低,热效率为28.66%;蒸汽流量的增加会提高主蒸汽压力,当主蒸汽压力达到7.9 MPa时,系统总输出功达到最大值54.97 MW,热效率为30.82%,当主蒸汽压力超过7.9 MPa时,系统总输出功与热效率开始下降;垃圾流量减少会导致发电系统的总输出功和热效率降低,当垃圾流量减小至额定工况的60%时,系统总输出功计算值与设计值的相对偏差可达到8.7%。     

某核电堆型主蒸汽系统汽锤研究

以某核电堆型核岛主蒸汽系统为研究对象,研究主蒸汽隔离阀快关引起的汽锤现象。采用PIPENET软件进行建模和计算,给出管系中不同管段的最大载荷及出现时间。结果表明关阀瞬间的载荷最大,并且主蒸汽隔离阀后的载荷比隔离阀前的载荷大,主要是因为隔离阀前设置了卸压装置。同时对卸压装置的开启和流量特性进行了模拟。此外,分析了卸压管线的变化以及主蒸汽管道增加支管的情况对汽锤的影响。以上研究结果可应用于系统设计和管道力学应力计算分析,优化管道的布置,对提高主蒸汽系统和电厂的安全性具有重要的意义。     

蒸汽供热管网凝结水损失的影响因素及其分析

针对山东地区蒸汽供热管网热损失大的问题,通过对某热电厂蒸汽供热管网的调查,计算了蒸汽主管线不同季节沿途凝结水损失率和热量损失率,分析了蒸汽管网凝结水损失和热量损失的影响因素,得出蒸汽管线设计管径大、管内流速慢、架空敷设是管网能量损失的主要原因,并提出有效减少蒸汽管网能量损失及凝结水回收利用的途径.     

Energy performance and numerical optimization of a screw expander–based solar thermal electricity system in a wide range of fluctuating operating conditions

This paper provides fundamental principles to study the thermodynamic performance of a new screw expander–based solar thermal electricity plant. While steam turbines are generally used in direct steam generation solar systems without admitting fluid in two-phase conditions, steam screw expanders, as volumetric machines, can convert thermal to mechanical energy also by expanding liquid-steam mixtures without a decline in efficiency. In effect, steam turbines are not as competitive as screw expanders when the net power is smaller than 2 MW and for low-grade heat sources. The solar electricity generation system proposed in this paper is based on the steam Rankine cycle: Water is used as both working fluid and storage, parabolic trough collectors are used as a thermal source, and screw expanders are used as power machines. Since screw expanders can operate at off-design working conditions in several situations when installed in direct steam generation solar plants, studying expander performance under fluctuating working situations is a crucial issue. The main aim of the present paper is to establish a thermodynamic model to study the energetic benefits of the proposed power system when off-design operating conditions and variable solar radiation occur. This entails, first and foremost, developing overexpansion and underexpansion numerical models to describe the polytropic expansion phase, which considers all the losses affecting performance of the screw expander under real operating conditions. To assess the best operating conditions and maximum efficiency of the whole power system at part-load working conditions under fluctuating solar radiations, parametric optimization is then improved in a wide range of variable working conditions, assuming condensation pressures of water increasing from 0.1 to 1 bar, under an evaporation temperature rising from 170°C to 300°C.     

压水堆核电机组二回路热力系统计算的研究

根据压水堆二回路机组的特点,给出了最简化压水堆二回路热力系统的概念,并通过待定蒸汽份额,编程循环迭代的方法完成了最简化系统的各级抽汽份额计算和正反热平衡计算,在此基础上,通过对核电系统附加项的详细分析,得出了在最简化系统上逐项添加附加项的精确快捷的核电机组原则性热力计算的方法。     

中间再热式汽轮机理想循环热效率定义方法的改进

针对常规的汽轮机理想循环热效率受到汽轮机本体相对内效率的影响而不能准确反映汽轮机回热系统运行热经济性的问题,对汽轮机理想循环热效率定义方法进行了改进,并对改进后的汽轮机理想循环热效率进行了分析。指出改进后的汽轮机理想循环热效率不仅能准确反映汽轮机回热系统运行经济性的变化,而且不受汽轮机本体相对内效率的影响,从而更适合于对汽轮机的热经济性进行诊断。     

Energy–exergy analysis and modernization suggestions for a combined‐cycle power plant

Energy and exergy analysis were carried out for a combined‐cycle power plant by using the data taken from its units in operation to analyse a complex energy system more thoroughly and to identify the potential for improving efficiency of the system. In this context, energy and exergy fluxes at the inlet and the exit of the devices in one of the power plant main units as well as the energy and exergy losses were determined. The results show that combustion chambers, gas turbines and heat recovery steam generators (HRSG) are the main sources of irreversibilities representing more than 85% of the overall exergy losses. Some constructive and thermal suggestions for these devices have been made to improve the efficiency of the system. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

抽汽压损对机组热经济性影响的通用计算模型

经过严格的数学推导，证明了抽汽压损对热经济性的影响等同于抽汽压损引起的加热器出口水焓和疏水焓变化对热经济性影响的线性叠加。根据热力系统热经济性分析的基本方程，针对不同型式的加热器，计算了疏水焓对汽轮机作功量和锅炉吸热量的影响。得出了分析疏水焓变化对热经济性影响的通用计算模型。结合已建立的加热器出口水焓对热经济性影响的通用计算模型，推导了抽汽压损对机组热经济性影响的通用计算模型。该模型具有通用性强，适于程序化的特点。算例验证了该方法的正确性。     

压水堆核电机组热力系统炯损分布的矩阵算法

基于火（用）分析法和矩阵算法,建立了压水堆核电机组热力系统的通用火（用）损分布矩阵方程,并以某900MW压水堆核电机组为例进行了计算分析,得到了额定工况下热力系统及设备的焖损分布规律．结果表明：反应堆的焖损失最大,占核能总火（用）的50．85％,其次为汽轮发电机、蒸汽发生器和凝汽器,分别占核能总火（用）的6．17％、3．2％和2．55％;矩阵方程较常规火（用）分析法具有构造简单、矩阵元素填写法则简便、物理意义明确和规律性强等优点;利用该方程便于开发出相应的计算程序,进而为核电机组节能潜力挖掘和故障诊断提供依据．