1000MW压水堆核电机组二回路热力系统的经济性分析_潘诚(1)

时间：2025-02-24

22　1000MW 压水堆　

核电机组二回路热力系统的经济性分析　

潘　诚1,李鹏飞2

1.河南省电力勘测设计院,河南郑州　450007

2.中广核工程有限公司,广东深圳　518031

[摘　　　要]　发展核电是降低CO 2排放的重要途径之一,到2020年我国核电运行装机容量将达到

40000MW 。对某1000M W 压水堆核电机组二回路热力系统建立了数学模型,并进行了热经济性分析。结果表明,该机组的热效率为35.53%,汽耗率为5.068kg /(kW ·h )。

[关　键　词]　核电站;1000M W 机组;压水堆;二回路;热力系统;热经济性

[中图分类号]　TL48;TM 621.4

[文献标识码]　A

[文章编号]　1002-3364(2011)08-0022-03

[DOI 编号]　10.3969/j .issn .1002-3364.2011.08.022

ANALYS IS OF EC ONOMIC EFFICIENCY FOR TW O -LO OP THERM ODYNAMIC

SYSTEM IN 1000MW PWR NUCLEAR POWRE PLANT

PAN Cheng 1,LI Pengfei 2

1.H enan Provincial Electric Pow er Su rvey and Design Institute ,Zhengzhou 450007,Henan Province ,PRC

2.Zh ongguang Nuclear Pow er E ngineering Co Ltd ,S henz hen 518031,Guangdong Province ,PRC

Abstract :The developm ent o f nuclear pow er is an impor tant w ay to reduce CO 2emissio n .By 2022,the installed capacity of nuclear po wer units in china w ill reach 40million kilo wa tts .A mathematical model of tw o -loo p thermody namic sy stem fo r a 1000MW pressurized w ater reacto r (PWR )nuclear pow er u -nit has been established ,and the w o rk o f the rmal economic efficiency being carried out .Results show that the thermal efficiency of said unit is 35.53%,and the steam co nsum ption rate being 5.068kg /(kW ·h ).

Key words :PW R ;nuclear pow er ;1000MW unit ;tw o -loop ;the rm ody namic system ;thermal economic efficiency

作者简介:　潘诚(1971-),男,上海人,高级工程师,主要从事电力工程设计和管理。

E -m ail :　panchen g1971@http:// 　　我国燃煤发电约占全国发电量的80%左右,燃煤

带来了大量的CO 2排放,是大气CO 2的主要来源。核

电与火电相比,其不排放SO 2、烟尘、氮氧化物和CO 2,

因此以核电替代部分煤电,是电力工业减排污染物的

有效途径,也是减缓地球温室效应的重要措施[1]。根

据国家《核电中长期发展规划》,到2020年,全国核电运行装机容量争取达到40000M W 。因此,有必要开展核电机组的热经济性分析,以提高核电机组的经济性。

23　1　压水堆核电机组二回路热力系统我国核电机组以压水堆技术为主,目前正在运行

的机组有11台[1]。某1000M W 压水堆核电机组的

二回路热力系统如图1所示

。

图1　某1000MW 压水堆核电机组二回路热力系统

　　同火电机组不同,进入压水堆核电机组汽轮机高压缸的主蒸汽为饱和蒸汽,压力一般在6M Pa 左右,主汽阀前干度为99.5%。蒸汽膨胀做功后高压缸排汽湿度一般在10%以上,所以排汽先进入汽水分离器,分离出的疏水同4号低压加热器(低加)的疏水汇合,分离出的饱和蒸汽进入再热器。一部分主蒸汽作为再热热源,放热后的疏水在1号高压加热器(高加)出口与给水汇合,进入蒸汽发生器。由于机组参数较低,流量较大,汽轮机配置为1台高压缸和4台低压缸。回热系统共有7级回热,2台高加,1台除氧器,4台低加,高压缸有4级抽汽。2　数学模型核电机组热力系统比常规火电机组热力系统多了汽水分离器和再热器,使得系统更为复杂,蒸汽发生器的蒸汽流量为:D ′0=D 0+D r 0(1)

　　汽水分离器的能量平衡方程为:(D rh +D se )h 4=D rh h ′rh +D se h se (2)　　对再热器有:

D r0(h 0-h r0)=D r h (h rh -h ′rh )(3)　　由连续方程:D rh =D 0-∑4i =1

D i -D hf -D se (4)

式中:D rh 为再热蒸汽流量,t /h ;h 4为高压缸排汽比焓,kJ /kg ;D se 为汽水分离器分离出的疏水流量,t /h ;h se 为汽水分离器分离出的疏水比焓,kJ /kg ;h ′rh 为汽水分离器分离出的饱和蒸汽比焓,kJ /kg ;D r0为再热器的用汽量,t /h ;h 0为主蒸汽比焓,kJ /kg ;h r0为再热器疏水比焓,kJ /kg ;h rh 为再热器出口蒸汽比焓,kJ /kg ;D i 为第i 级抽汽量,t /h ;D hf 为高压缸漏汽量,t /h 。

虽然D se 和D r0使回热系统变得复杂,但是在没有

汽水损失的情况下,进入高压缸的主蒸汽量同1号高

加出口的给水量是相同的,均为D 0,D se 可以作为辅助

汽水流量。回热加热器的计算如下,对表面式加热器有[2]:q i =h i -h s i

γi =h s (i -1)-h s i τi =h w i -h w (i +1)

(5)　　对除氧器、带疏水泵的表面式加热器有:

　q i =h i -h w (

i +1)γi =h s (i -1)-h w (i +1)τi =h w i -h w (i +1)

(6)

式中:h i 为第i 级加热器的抽汽比焓,kJ /kg ;q i 为1kg

抽汽在第i 级加热器中的放热焓降,kJ /kg ;h s i 为第i 级加热器的疏水比焓,kJ /kg ;γi 为1kg 上一级疏水在第i 级加热器中的放热焓降,kJ /kg ;h w i 为第i 级加热

器出口给水比焓,kJ /kg 。