AP1000核电厂二回路热力系统计算与分析

针对核电二回路系统与常规火电机组热力系统在参数设定、热力特性等诸多方面的差异,本文基于ASME PTC-6等相关标准要求,以某AP1000压水堆核电机组为研究对象,首先对该机组二回路热力系统热耗保证工况(turbine heat-acceptance,THA)下的表征算法进行研究,其次对不同设计工况下的特性参数进行计算,并在此基础上建立了核电机组二回路系统热力性能评估分析模型。随后应用该模型对案例机组在某一实际运行工况下的热力特性进行详细计算,在该运行工况下,低压缸第八级段、第九级段特征通流面积(CFA)较设计值偏差大,分别为6. 38%和17. 07%,其余级段偏差均在合理范围内,由此可初步判定第八级段、第九级段发生故障。     

压水堆核电机组二回路热力系统热经济性分析统一物理模型和数学模型

在建立了火电机组热经济性分析统一物理模型和数学模型的基础上,通过对压水堆核电机组二回路热力系统与火电机组热力系统的相同与不同之处进行分析与研究,建立了压水堆核电机组二回路热力系统热经济性分析统一物理模型和数学模型,统一物理模型的形式规范简明,由此导出的数学模型形式简单统一,物理意义明确,是核电机组进行热经济分析和能耗分析的重要工具,并通过实例验证了模型的正确性.     

压水堆核电机组二回路热力系统的等效热降理论研究

从压水堆核电机组二加路热力系统的基本方程式出发,推导出二回路等效热降及抽汽效率的线性方程和并联解法,并在此基础上建立了各种附加成分出入二回路热力系统时的分析模型。最后应用等效热降法对某引进机组二回路的热力系统进行整体分析和局部定量,所得结果与常规计算的结果一致。     

压水堆核电机组二回路热力系统汽水流量分配计算的研究

以常规热平衡方法为基础,将等效热降法应用于压水堆核电机组二回路热力系统汽水流量的分配计算,计算结果与常规热平衡法完全相同,并可简捷快速地计算出热力系统连接方式以及局部参数变化对汽水流量分配的影响,为压水堆核电机组二回路热力系统应用热力学第二定律进行定量分析奠定了基础。     

核电机组一二回路耦合变工况分析

核电机组运行中一回路热功率不允许超出限值,二回路功率的变化一定程度上受到一回路热功率的制约。本文以AP1000核电机组为例,结合一回路的运行特性和二回路热力系统计算方法,提出了核电机组一二回路耦合分析方法,计算结果与设计值的误差小于0.4%,表明本文计算方法具有较好的准确性。分析了负荷调节和季节变化对一二回路运行的影响,结果表明,由于核电机组采用了堆跟机的运行模式,一回路热功率随着汽轮机组输出功率的变化而变化。此外,可通过提升一回路热功率维持汽轮机组输出功率,但是由于一回路热功率不能无限提升,而是受到限值的约束,因此当一回路热功率达到限值后,汽轮机组输出功率将随着循环水温度的升高而降低。     

海阳核电一期2×1253MW机组主要热力系统设计特点

海阳核电工程为全世界首批建设的AP1000核电项目,较之以往的核电机组,在简化机组结构,提高运行可靠性和安全性方面有较大的改进.本文总体介绍了海阳核电(2×1 253 MW机组)的核岛主要系统构成,概况的描述了常规岛主要热力系统设置及主要设备配置方案,为后续的类似核电工程热力系统的设计提供参考.     

CPR1000堆型机组主蒸汽压力持续降低的原因及影响

CPR1000堆型机组运行1~3 a出现了主蒸汽压力持续降低现象,与大亚湾M310堆型机组投运初期主蒸汽压力上升或维持现象不同。从核岛蒸汽发生器热力性能、核岛热功率变化、汽轮机热力性能等方面,分析引起主蒸汽压力降低的潜在原因。通过收集某在役核电机组运行数据,分析主蒸汽压力持续降低对热力系统与设备、再热系统及机组功率的影响。经分析,CPR1000堆型机组主汽压力持续降低的主要原因是蒸汽发生器热力性能降低,主蒸汽压力在一定范围内降低对常规岛二回路热力系统及设备、机组功率基本没有影响,若超过规定范围,会影响汽轮机的安全运行。     

压水堆核电机组二回路热力系统矩阵分析法

基于各级加热器的热平衡方程,通过严密的数学推导,提出了基于矩阵的压水堆核电机组二回路热力系统的定功率方程式.对该矩阵的填写规则进行了详细阐述,指出了各矩阵的物理意义,该方程式全面考虑了二回路热力系统的结构特点以及辅助汽水系统,在定功率条件下,可以一次性求出汽耗量和各级抽汽量,通用性强,在应用时、具有简洁、准确和快速的特点.通过对某900 MW机组进行算例分析,验证了该方程的准确性.     

核电厂汽轮机热力系统分析与评审

在核电项目汽轮机评标过程中,发现供货商因忙中出错或因商业利益,提供的热力系统方案会存在参数选择不合理、计算方法不正确等问题.通过推导有疏水或纯疏水级段蒸汽焓值计算方法,采用比焓降更精确、更真实反映机组性能的功率作为效率计算基准,提出理想功率、当量流量和理想焓降三个性能指标,对供货商提供的热力系统方案进行分析与评审,及时发现和纠正了各种错误,合理维护了业主利益.并对在运行核电机组热力系统作计算与分析,提出了机组存在的问题和改进方案.     

核电汽轮机热平衡计算与应用

核电汽轮机热平衡图是二回路热力系统计算与分析的关键。对汽轮机本体、回热系统、再热系统以及疏水热平衡作详细分析与计算,获得了精确热平衡数据,为核电站热力系统方案评审、机组性能分析、变工况计算等方面的工作提供理论基础与依据。     

THERMOFLEX变工况计算应用于热力设备性能诊断

为了准确判断热力发电厂出现运行参数偏离设计工况的异常状态的原因是由于系统变工况,还是设备故障所致。基于在役核电厂汽水分离再热器(MSR)设计参数,采用THERMOFLEX软件构建热力设备计算模型,实现软件变工况计算并与电厂实际运行数据对比。结果表明,热力设备计算建模的变工况计算结果与实际运行数据的误差在1%以内,能较快地确定运行参数偏离设计的根本原因,实现了对MSR设备运行异常的快速诊断,该方法也可拓展应用于其他热力设备的变工况计算与性能诊断。     

AP1000核电汽轮机的创新设计特点

AP1000作为未来国内发展的主力核电堆型,比现有二代半堆型功率更大、寿命更长,且有内陆应用要求等新特点,其发展对汽轮机设计开发提出了新的要求。介绍了上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂(以下简称STP)在AP1000核电汽轮机设计中的创新设计特点,通过对核电汽轮机关键部件60年寿命设计、核电汽轮机及基础整体抗震性能评估、核电汽轮机低压焊接转子设计、核电汽轮机长叶片系列化设计等方面的介绍,旨在探讨如何提高汽轮机的运行寿命、安全性和经济性。这些创新设计基于大量的试验计算研究,其研究结果将对我国AP1000核电汽轮机的自主化设计及未来核电产品的出口起到积极的推动作用。     

火电机组的热经济性分析

为进行整个火电机组的能量系统热经济性分析及考察其组元变化的影响，提出了以热经济学和边际成本概念为基础的热经济性分析方法。对复杂能量系统主要以功能划分后形成的组元，考察其组元的输出炯流变化引起整个系统的能耗变化，可以通过边际炯成本、单位炯成本和组元产品的函数来表达，来衡量整个系统所有组元的输出炯流变化对系统外部输入燃料的影响，便于火电机组的运行经济状态动态评估。通过300MW机组主蒸汽参数变化的计算表明：参数变化时将引起系统的煤耗增加，降低了经济性，因而从本质上进行了热经济性的全面综合分析，以优化机组运行，进行性能诊断。图1表2参10     

火电机组主要可控参数变化的耗差分析

耗差分析是指分析机组运行中某些参数偏离目标工况时对机组热经济性的影响。对火电机组可控参数变化的煤耗分析,其目的是确定可控参数对机组性能的影响程度,为提高机组的经济运行水平提供科学依据,是实现火电机组节能降耗的必备的基础理论工作之一。通过对火力发电机组重要可控运行参数变化与煤耗的关系的研究,提出了火电机组重要运行参数偏离目标值所引起的煤耗偏差计算模型,此模型可应用于机组运行热经济性在线监测系统。     

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．     

Design and Thermal Analysis of the Large Fire Door for AP1000 Nuclear Reactor

The large fire door is the key component to ensure the effectiveness of fire zone in AP1000 nuclear reactor. According to the fire design requirements and design criteria, the global structure of the large fire door is designed. Based on the designed structure, the thermal mathematical model of the large fire door is established. Based on the solid heat transfer theory, the multi-layer heat transfer theory and integrated heat transfer theory, the differential equations of heat conduction, initia...     

核电站常规岛给水系统配置比较

介绍了目前国内在建核电站常规岛给水系统的配置方式,比较了二代核电CPR1000、三代核电AP1000及EPR技术所采用的不同给水配置及特点;作为核电站最重要的系统之一,热力系统设计工程师熟悉并掌握给水系统配置方式,合理地设计该系统,对于电站的安全、经济、灵活运行有着重要影响.