压水堆朗肯循环效率分析

压水堆朗肯循环效率分析周建永【摘要】朗肯循环目前在国内火电厂和核电厂应用广泛,汽轮机抽汽回热和中间汽水别离再热系统对于减少汽轮机冷源损失,增加低压缸做功蒸汽的干度,提高汽轮机运行热经济性,具有重要的意义。【关键词】抽汽加热;汽水别离再热;热效率;朗肯循环:TM623.3文献标识码:A:2095-2457〔2021〕04-0211-002DOI:10.19694/jki.issn2095-2457.2021.04.080AnalysisofRankineCycleEfficiencyofPressurizedWaterReactorZHOU激an-yong〔DepartmentofOperations,ChinaNuclearOperationManagementCo.,Ltd.,激axingZhe激ang314300,China〕【Abstract】RankinecycleiswidelyusedinthermalpowerplantsandnuclearpowerplantsinChina.Thesteamextractionregenerationandintermediatesteam-waterseparationreheatsystemsofsteamturbinesareofgreatsignificanceforreducingthelossofcoldsourceofsteamturbines,increasingthedrynessoflowpressurecylinderworkingsteamandimprovingthethermaleconomyofsteamturbines.【Keywords】Extractionsteamheating;Steam-waterseparationandreheat;Thermalefficieney;Rankinecycle1典型的朗肯循环各曲线的意义典型的朗肯循环如图1所示,其各曲线的物理意义和对应二回路热力设备如下:另外要说明的是:〔1〕对于DE段来说,图中没有表示出上下压缸的区别。〔2〕对于EA段既是等温过程又是等压过程,即位于温熵图中湿饱和蒸汽区的水平线既是等温线又是等压线。〔3〕对于BC段,ADG也具有一定的加热作用。2分上下压缸和带汽水别离再热器的朗肯循环我厂二回路分上下压缸两个做功局部,并且带汽水别离再热器。其热力过程在朗肯循环图上表示如下:其中DE段表示高压缸做功局部,FG段表示低压缸做功局部;因F点为汽水别离再热器出口蒸汽参数,且MSR二级加热为VVP新蒸汽,而新蒸汽参数为图中的D点,由传热原理得MSR出口蒸汽温度不可能超过新蒸汽温度,所以F点的高度一定低于D点,即TD>TF;对于有汽水别离装置的热力循环,其再热加热局部EF为曲线,即E-e段因别离水后在E点后变成干蒸汽并随抽汽加热而温度升高;如果没有汽水别离,那么E-e段为汽水混合物,随抽汽加热其干度增加,但温度不变,直到e点以后才进入干蒸汽和过热蒸汽区,随抽汽加热而温度升高。因此,在图中E-e段表示为一个水平线。对于乏汽冷凝过程GA:理想的朗肯循环冷凝过程随乏汽的放热其温度不变,干度下降直至冷凝为饱和水,其汽化潜热被海水带走,因此A点落在饱和水线上。但实际的二回路汽水循环不可能与理想完全一样,冷凝水会带有一定过冷度。3带上下压缸抽汽加热的朗肯循环蒸汽在上下压缸中局部抽出用于凝结水的加热,对于我厂高压缸、低压缸都有抽汽,分别用于高压加热器、低压加热器和除氧器的加热用汽〔MSR一级再热也为高压缸抽汽〕。对于上下压缸的抽汽过程在朗肯循环图中表示如图3所示:其中:MN线为高压缸抽汽,mn线为低压缸抽汽。抽汽用于加热ABP和AHP。对于实际的加热器传热过程,不可能完全利用抽汽热量,会有一定的热量损失。而朗肯循环图中理想的认为抽汽全部用于加热给水。N点和n点落在B-C线〔等压加热线〕上。4朗肯循环效率分析〔1〕在做效率分析前先明确汽水循环效率的计算方法:对于图1来说其热效率为:效率=做功/吸热做功过程为D-E,那么做功的大小为HD-HE,H表示焓。吸热过程有两局部:等压吸热过程B-C和等温蒸发过程C-D〔另外绝热压缩过程也使凝水的焓增加〕,这几局部吸热总量为HD-HA;則总的热效率为η=〔HD-HE〕/〔HD-HA〕〔2〕抽汽加热对朗肯循环热效率的影响为了简化计算,假设只有一个抽汽,一个汽缸的情况,如图4所示:假设在M点抽汽,抽汽量点总蒸汽流量的百分比为a.那么有:做功大小为:〔HD-HM〕+〔1-a〕*〔HM-HE〕其中:〔HD-HM〕为全部蒸汽从D到M点所做的功〔1-a〕*〔HM-HE〕为扣除a百分比的抽汽后剩余蒸汽从M到E点所做的功。由于抽汽的作用,使得水的吸热点从B移到了N点,因此吸热量可以表达为:吸热=HD-HN循环的热效率可表达为:η=[〔HD-HM〕+〔1-a〕*〔HM-HE〕]/〔HD-HN〕另外由抽汽的放热与给水的吸热量相等可列等式:〔HM-HN〕*a=〔1-a〕*〔H...

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