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1、第48卷第6期汽轮机技术Vol.48No.62006年12月TURBINETECHNOLOGYDec.2006核电汽轮机与火电汽轮机比较分析杨晓辉,单世超(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046)摘要:通过与火电汽轮机在热力设计、结构特性、材料选用和运行等方面的比较分析,阐述了核电汽轮机的设计特点以及与火电汽轮机的差别。关键词:汽轮机;比较;差别分类号:TK269文献标识码:B文章编号:100125884(2006)0620404203ComparisonofNuclearTurbinetoFossilTurbineYANGXiao2hui,SHANShi2chao(
2、HarbinTurbineCompanyLimited,Harbin150046,China)Abstract:Basedoncomparisonwithfossilturbineonthermaldesign,constructionfeature,materialandoperationetc.,wecanfindthemajordesignfeatureofthenuclearturbineandthedifferencebetweennuclearturbineandfossilturbine.Keywords:turbine;comparison;differenc
3、e1.1核电汽轮机热力设计参数的独特性0前言1.1.1基本热力参数的差别压水堆核电机组与火电机组相比初参数低得多且湿度在核电站中由于与核电汽轮机配套的反应堆湿蒸汽参大,主蒸汽为略带湿度的饱和蒸汽(压力一般在5MPa～数低,以及单回路的工质具有放射性等特点,所以把核电汽7MPa,湿度为0.25%～0.5%),核电机组总焓降约为同功率轮机从现有汽轮机系列中分出来。火电机组的2/3,有效焓降仅为常规火电汽轮机的50%左右,其汽耗显著增加,相应疏水量随之增大。同等容量核电1核电汽轮机与常规火电汽轮机的差异汽轮机的进汽量是火电机组的2倍,而容积流量则为4倍～6倍。蒸汽的容积流量增大,这
4、就要求核电机组的通流面积核电汽轮机的结构和原理基本上与火电汽轮机相同,在要大于火电机组。系统组成与设计上也大致相似,但在设备的设计方面却存在表1列举了哈汽公司为秦山二期核电站设计的核电着许多差异。核电汽轮机在热力参数、结构特性、设计细节650MW汽轮机和为沁北电厂生产的超临界600MW火电汽与材料选用、运行维护方面具有一定的独特性,主要体现在:轮机的热力参数对照表。表1核电与火电基本热力参数对比表(额定工况)主蒸汽高压缸排热再热后低压进汽低压排汽额定出力电站名称压力温度流量汽压力/温度压力/温度压力/温度流量MWMPa℃t/hMPa/℃MPa/℃MPa/℃t/h秦山二期650
5、6.4128038661.062/182.50.999/2650.979/264.82045沁北60024.256616644.13/3083.839/5661.043/369978.51.1.2蒸汽热力过程的差别力6.41MPa的饱和蒸汽的膨胀过程曲线,AB表示蒸汽在高在常规火电机组中蒸汽大部分处于过热蒸汽状态,只有压缸中的膨胀,在高压缸作功后排入汽水分离再热器进行去在低压缸末几级处于湿蒸汽状态下。核电汽轮机只有低压湿再热后达到过热点C,然后进入低压缸膨胀线段CE,图中缸前几级处于过热状态,其余部分都处于饱和线之下的湿蒸仅有低压缸中(CD段)前几级处于过热蒸汽状态,大部分处
6、汽状态。图1表示了蒸汽在汽轮机中的膨胀过程。图中线于饱和线以下的湿蒸汽区工作。从核电与火电热力过程线段abcdef表示进汽压力24.2MPa的常规超临界中间再热机中,可以明显的看出两者间热力参数的差别。蒸汽膨胀过程组的热力过程线,饱和线上方为过热蒸汽区,下方为湿蒸汽表明核电汽轮机基本是在湿蒸汽状态下工作,缸的效率要低区,图中仅有低压缸中(ef段)末几级叶片处于饱和线以下的点,热耗也要比火电机组大些,见表2。湿蒸汽区工作,其余均在过热区。线段ABCDE表示进汽压收稿日期:2006210209作者简介:杨晓辉(19722),男,工程师。现从事核电汽轮机设计工作。第6期杨晓辉等:核
7、电汽轮机与火电汽轮机比较分析405表2核电与火电湿度、效率参数对照表额定出力主蒸汽湿度高压缸排汽湿度低压缸进汽湿度低压缸排汽湿度高压缸效率低压缸效率机组热耗电站名称MW%%%%%%kJ/(kW·h)秦山二期6500.512.7011.9978.2380.19970沁北6000001087.591.487522组设计汽水分离系统作为中间再热提升低压缸进汽的温度,既提高机组效率又保障设备安全,与火电机组设置中间再热器结构不同,功能相当。1.3核电汽轮机通流设计的独特性目前各大公司广泛应用可控涡流设计和全三元
