300mw氦气模块式高温气冷堆轮机毕业论文

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1、300MW氦气模块式高温气冷堆轮机毕业论文目录第1章绪论11.1研究的目的和意义11.2国外方面31.2.1德国的成果31.2.2美国MIT所做的氦气轮机循环研究41.2.3南非的PBMR41.2.4美俄合作的GT-MHR51.3国内方面的发展现状51.4环境的影响71.4.1优点分析71.4.2防止扩散81.5本文的主要工作内容9第2章透平循环的不同工质特性分析102.1引言102.1工质的热物性102.1.1.氦气与其他工质热物性的比较102.1.2氦气的物性112.3工质各特性的计算方法112.3.1工质的热物性112.3.2高温气冷堆气

2、体透平循环中的传热系数11692.3.3高温气冷堆气体透平循环中的压损122.3.4透平机械的载荷系数132.4工质各特性的比较142.4.1工质热物性比较结果142.4.2传热系数、压损和透平机械所需级数的比较182.5本章小结20第3章高温气冷堆氦气轮机循环的特性研究213.1循环分析213.1.1循环过程213.1.2循环优缺点213.1.3理想布雷登(Brayton)循环223.1.4实际的间冷回热循环233.2循环部件分析243.2.1进行循环分析和计算前，先确定本文中所用符号的含义:243.2.2涡轮膨胀过程253.2.3压气机的压

3、缩过程263.2.4回热器273.3循环效率计算和优化283.3.1氦气轮机效率283.3.2优化循环参数283.4中间冷却器分析303.5高温气冷堆氦气轮机循环的最佳压比313.6本章小结32第4章动态分析354.1压气机特性线分析35694.1.1分析方法选择354.1.1.1压气机特性线描述354.1.1.2现有方法概述364.1.2压气机的通用特性曲线374.1.3涡轮特性线分析384.1.4共同工作点计算过程394.1.5改变404.2模块化建模404.2.1把研究对象的模块化分析分两个方面424.2.2堆芯底部空腔模块424.2.3

4、侧反射层氦冷却剂流道模块434.2.4球床堆芯气室模块444.2.5球床反射层模块464.2.6氦气出口联箱模块474.2.7点中子反应堆模块484.2.8纯阻性环节模块494.2.9压气机模块504.2.10换热器模块514.2.11涡轮模块524.3系统仿真模型的建立534.4氦气轮机启动过程分析534.4.1第1阶段(手动控制阶段)534.4.2第2阶段554.5动态仿真564.5.1流量突然变化57694.5.2进口温度突然变化614.6本章小结62结论66参考文献67致谢7069第1章绪论1.1研究的目的和意义当前世界上的取暖、发电、

5、交通和工业生产所消耗能源的85%来自煤、石油、天然气等化石燃料。化石燃料通过燃烧产生能量，因此给环境带来了很大的压力。例如，二氧化碳引起温室效应，二氧化硫会形成酸雨，NOx会形成烟雾，燃烧颗粒会损害人们的呼吸系统，其中特别是二氧化碳会引起地球的温室效应。随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，能源需求量会越来越大。对于我国来说，预计到2050年能源的消耗量为35.6——41.2亿吨标煤，而供应量预计为32.4亿吨标煤，缺口达3.2——8.8亿吨标煤，而且化石燃料对环境影响很大，所以形势十分严峻。核能是20世纪中期发展起来的一种高效、清洁的新型能

6、源，与传统的煤炭相比不仅效率高、清洁，而且可以减少碳的排放，以实现现在社会要求的低碳，是可以大规模利用的替代能源之一。从我国能源供求情况来看，核能在21世纪中将在我国能源体系中发挥重要作用。为解决我国未来能源供应短缺，改善能源结构，减轻环境污染做出贡献。在传统的核能反应堆（前三代）中，他们的能量的转换系统都是采用Rankine蒸汽循环，由于反应堆只能提供320℃左右的饱和蒸汽，无法提供更高温度的过热蒸汽用以满足Rankine循环提高效率的需要，所以效率比较低。而作为第四代反应堆的高温气冷堆气体透平循环是将气体透平与模块化高温气冷堆相结合，利用高

7、温气冷堆产生的高温气体直接进入气轮机进行高效发电，能够突破蒸汽循环的温度限制，并采用中间冷却和回热等技术提高效率，从而成为研究高温气冷堆高效率发电的一个重要方向。高温气冷堆采用耐高温的陶瓷型涂敷颗粒燃料元件，以热工性能良好和化学惰性的氦气作为冷却剂，以耐高温的石墨材料作为慢化剂和堆芯材料燃料元件，设计温度现在已达到1600℃69，即使在反应堆冷却剂全部丧失的情况下这种燃料也不会破损而造成泄漏，因为堆芯余热能够通过自然对流、热辐射和热传导等有效地向外传出，使得反应堆堆芯在发生任何事故的情况下都不至于被熔化。除此之外，高温气冷堆还具有建设周期短、规

8、模小、成本低、模块化生成等传统核反应堆所不具有的优点。因此，高温气冷堆不仅具有固有安全性，而且还具有良好的潜在经济性。高温气冷堆氦气轮机是将氦气轮机与