毕业设计

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等组成。

汽水分离再热器是将来自高压缸的湿蒸汽进行汽水分离，再用新蒸汽和高压缸的抽气在中间再热器中进行一级或二级再热（一般大型核电站是二级再热），使蒸汽具有一定的过热度，然后进入汽轮机低压缸，从而大大降低低压缸的排气湿度。

现在的压水堆核电站多采用表面式凝汽器，核电站用的凝汽器，不仅对来自低压缸的和旁路系统、汽动事故给水泵及排污箱的蒸汽进行冷凝，并在凝汽器热井中对凝结水进行除氧，此外还有回收启动时的排水和回热加热系统的疏水和排水的功能。

发电机是把机械能转变为电能的设备。核电站的发电机有全速和半速两种，与大型火电厂的发电机基本相同。

2.1.3 循环水系统

循环水系统主要用来为凝汽器提供凝结汽轮机排气的冷却水。循环水系统分为开式供水和闭式供水两种。

2.2 压水堆核电站的工作原理

压水堆核电站的由三个回路系统组成，其工作原理就是一回路的冷却剂通过反应堆时，将堆芯和；燃料产生的热量带走，将冷却剂温度提高到320度左右，通过蒸汽发生器的倒U型热交换管把热量传递给二回路。主循环泵把一回路的冷却剂送到反应堆重新加热到320度。蒸汽发生器的压力在6MPa左右，二回路的水由给水泵打入，吸收一回路的热量把水变成280左右的湿饱和蒸汽，湿度一般在0.2%~0.4%左右，然后送入汽轮机的高压缸，高压缸出来的的蒸汽湿度会增加到14%，所以必须经过汽水分离再热后才会送入低压缸，汽轮机带动发电机。蒸汽在汽轮机中膨胀做功后会进入冷凝器冷却，凝结为冷凝水再由给水泵送到蒸汽发生器构成循环。循环水系统就是把江河、海或者冷却塔里的水打入凝汽器，使汽轮机的排挤凝结成水。

2.3 热力系统与火电机组的区别

从能量转化角度看，核电站与火电厂都是将热能转换成电能 , 但核电站的热能是来自反应堆的裂变。核电站一回路维持在16MPa 左右的压力 , 反应堆出口冷却剂温度一般在320℃左右，在这样的冷却剂温度下 , 在蒸汽发生器中产生压力约6MPa，温度在280℃左右的饱和湿蒸汽。而火电厂中的蒸汽都处于过热状态，压力和温度都高于核电站，这样核电站二回中的汽轮机主蒸汽参数要比火电厂低很多。核电站的汽轮机、凝汽器 、加热器等设备与火电厂基本相同，但由于主蒸汽参数等

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的差异，两者在汽轮机参数、热力系统及运行方式较大差异。

总体而言核电站和火电厂的区别主要体现在火电厂机组主蒸汽参数高，从而级效率和可用焓降高，汽机多采用全转速。而核电机组主要参数的特点为主蒸汽参数低、湿度高、流量大 , 汽机多为半转速，一般采用定压运行保持基本负荷运行，火电厂则多为滑压运行。核电站的汽轮机效率要低于核电机组, 由于有效焓降小，蒸汽流量大，使得在核电站汽轮机大小、重量和造价方面都要高于火电厂汽轮机。另外两者在热力系统上基本相同，但核电有汽水分离再热器 , 其疏水引入回热加热器，无法直接套用现行的原则性热力计算方法，在热经济性指标计算上可以用火电机组的指标进行计算。

第三章 压水堆核电站的汽轮机特点综述

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3.1 压水堆核电站汽轮机的特点

压水堆核电站和大型常规火电站汽轮机的主要区别在于以下几个方面： 1.核电站工质为饱和蒸汽，火电厂的工质为过热蒸汽； 2.核电站工质是低参数，大流量，有效焓降低； 3.核电站多采用基本负荷运行；

4.两者在热力系统方面基本相同，但在再热段有区别：核电站在再热段有汽水分离器

压水堆核电站的特点 3.1.1 蒸汽参数低

反应堆冷却剂通过蒸汽发生器传热管将二回路给水蒸发为饱和汽。一回路温度又与一回路压力密切相关，一回路压力又受到反应堆压力容器的结构设计限制，而于二回路新蒸汽参数受一回路温度限制,一回路的压力一般在16MPa，温度在320度左右。因此汽轮机最大进汽压力一般在6MPa左右，并有0.2%~0.4%左右的湿度。

以下是大亚湾核电站机组的数据：

最大连续功率 983.3MW 排气压力7.5kpa(绝对) 新蒸汽压力 6.43Mpa 冷却水温 23℃

新蒸汽温度 280.1℃ 回热级数 2高+除氧+4低 新蒸汽湿度 0.47% 最终给水温度 226℃ 新蒸汽流量 1613.4kg/s 热耗 10629kj/kW.h 再热蒸汽压力 0.755Mpa（绝对） 末级叶片高度 945mm 再热蒸汽温度 265.1℃ 总排气面积 46.9㎡ 对于核电站汽轮机，低参数就要采取去湿和除湿的保护措施

去湿的保护措施：主要是汽水分离器中使蒸汽中的绝大部分水分分离湿度 降到1一3%再进入低压缸。，目前大多数汽轮机采用新蒸汽和高压缸抽气对汽水分离后的蒸汽进行二级再热。这样可以是低压缸的进汽具有几十度的过热度。这种方式除了减少低压缸叶片的侵蚀以外还可提高机组效率。

防侵蚀腐蚀的措施主要为两方面：动叶片的防蚀问题以及静止部分的防侵蚀。 3.1.2 采用汽水分离再热器

核电站汽轮机组的进气湿度在0.25%到0.4%之间，新蒸汽在高压缸做功后的排气湿度会达到13%左右，因此需要经过汽水分离器除去蒸汽中的水分，经过再热

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装置加热到过热状态进入低压缸继续做功。压水堆核电站一般采用外置式汽水分离器再热器，它布置在高压缸与低压缸之间。汽水分离的部件有很多种：波纹板式、离心式百叶窗型等，原理各不相同。对于波纹板束组成的汽水分离器，当蒸汽进入时可以改变蒸汽的流动方向，使得被蒸汽夹带的小水滴附着在管壁上，从而达到分离的效果。再热部件是热-热交换器，汽轮机组的再热方式有一级再热和二级再热两种方式，一般大型压水堆机组采用汽水分离二级再热：一般采用两台汽水分离器，分别布置在汽轮机的两侧，高压缸的排汽首先进入汽水分离再热器底部的汽水分离元件将水份分离出来，然后在其中部和上部分别用高压缸的抽汽和新汽进行两级再热，水分离元件可以将高压缸排汽中98 %以上的水汽份分离出来，用疏水泵送到给水系统中去，从而降低了低压缸的排汽湿度。采用高压缸抽汽和新汽两级再热的可以提高循环效，与单用新汽再热相比，两级加热可以减小传热温差，可以使机组效率提高约0.5%，汽水分离器再热器是核电汽轮机的特有设备。

3.1.3 流量大，易超速，多采用半转速

由于初参数低，汽轮机通流部分的理想含降大大减小，在同等功率下所需的蒸汽流量大约为火电厂汽轮机的两倍。其次，由于压力低，汽轮机进口的蒸汽比容增大。因此主蒸汽的容积流量更是为火电厂汽轮机的4到6倍。

现在的压水堆核电站汽轮机有全速和半速两种，由于汽轮机的容量是由低压末级叶片的排汽面积决定的，而末级叶片的排汽面积取决于末级叶片的高度，所以为了适应大功率汽轮机的要求，与全速汽轮机相比，半速机的圆周速度小，因此应力比较小，此外它的低压部分的耐水蚀性能比较好，但是受制于现在现在锻造技术，半速机的转子不能整体锻造，只能套装生产，造价也比全速机要高。总体来看，对于大机组尤其是1000MW及以上的还是是采用半速汽轮机有优势，半速机的额定转速为1500r/min。

在核电站的汽水分离再热器及其联通管道中有大量的蒸汽和水分，当机组甩负荷时，蒸汽和水蒸发释放出来的热量会造成汽轮机的超速，最有效的措施是关闭从汽水分离再热器到低压缸管道上的碟阀。

3.2 本体设备

3.2.1 高压缸和低压缸

核电汽轮机多为单轴多缸结构，一般是由一个双流高压缸和和多个双流低压缸组成（大亚湾机组就是一个高压缸和三个低压缸组成）。由于核电站的汽轮机的新蒸

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