收稿日期：２０１５-０７-０９
作者简介：冀润景（１９８１-），男，汉族，研究生，高级工程师。主要从事核电汽轮机设备技术管理工作。
核电汽轮机热力系统及热经济性的分析
冀润景
（中国电能成套设备有限公司，北京１０００８０）
摘要：对疏水汇集式加热器出口水焓值和再热器各阶段蒸汽焓值计算进行了简化处理，建立了适用于压水堆核电
汽轮机热力系统计算的热平衡矩阵模型；对适用于火电再热机组的功率、热耗变化率计算方法进行了调整，建立了适合核电汽轮机的计算方法；利用ＡＰ１０００核电汽轮机作为算例，验证了上述方法的实用性。关键词：热平衡；矩阵模型；功率；热耗分类号：ＴＭ６２１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１-５８８４（２０１６）０１-００６１-０４
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｈｅｒｍｏＤｙｎａｍｉｃＳｙｓｔｅｍａｎｄＴｈｅｒｍｏＥｃｏｍｏｎｙｆｏｒＮｕｃｌｅａｒＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅ
ＪＩＲｕｎ-ｊｉｎｇ
（ＣｈｉｎａＰｏｗｅｒＣｏｍｐｌｅｔｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０，Ｃｈｉｎａ）
Abstract ：Ｂａｓｅｄｏｎｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｕｔｌｅｔｍｉｘｗａｔｅｒｅｎｔｈａｌｐｙｆｏｒｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｈｅａｔｅｒａｎｄｓｔｅａｍｅｎｔｈａｌｐｙｉｎｅａｃｈｓｔａｇｅｏｆｒｅｈｅａｔｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｈｅａｔｂａｌａｎｃｅｍａｔｒｉｘｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｔｈｅｒｍｏｓｙｓｔｅｍｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｎｕｃｌｅａｒｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｕｓｅｄｔｏｂｅａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｎｕｃｌｅａｒｔｕｒｂｉｎｅ．ＴｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｂｏｔｈｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｍｅｔｈｏｄｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＡＰ１０００ｎｕｃｌｅａｒｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ．Key words ：heat balance ；matrix model ；power ；heat rate
０ 前 言
随着我国碳排放控制的日趋严格，在安全前提下适度开展核电机组建设将成为趋势。核电常规岛汽轮机热力系统直接影响着电厂经济性，对汽轮机热力系统、热经济性进行分析、评价，越来越得到相关部门的重视。
压水堆核电汽轮机在蒸汽参数和再热方式上与常规汽轮机存在差异，使得常规的热平衡计算以及参数变化对功率、热耗影响的常规热力学计算方法不能直接应用。本文以ＡＰ１０００核电汽轮机为例，在对其热力系统进行详细分析的基础上，推导了适用于ＡＰ１０００汽轮机热平衡计算矩阵模型，并提出了蒸汽参数对湿蒸汽汽轮机功率、热耗影响的计算方法，该计算方法简便、快捷，可应用于压水堆核电设备汽轮机采购选型及其它相关工作中对热力系特和热经济性的评价。
１ ＡＰ１０００核电汽轮机的热力系统分析
图１是某ＡＰ１０００核电机组汽轮机热力系统简图，图中
虚线代表抽汽，粗实线代表疏水。汽轮机回热系统为７级配置，由２个高压加热器、４个低压加热器和１个除氧器组成，汽水分离系统采用一级分离和两级再热。一级再热蒸汽来自高压缸抽汽，二级再热蒸汽来自主蒸汽供汽。１．１ ＡＰ１０００汽轮机热力系统的主要特点
（１）采用主蒸汽及高压缸抽汽进行再热
，这使得在进行
图１ 某ＡＰ１０００核电二回路热力系统
热力系统热平衡计算时，需考虑再热和回热的耦合影响。（２）一、二级再热器为管束型表面式，受再热器端差影响，再热蒸汽温度不可能高于主蒸汽温度。
（３）除低压缸前几级外，整个通流部分均处于湿蒸汽工作区，排汽、抽汽焓值较难确定。
（４）除３号低加外，其余各级高、低加疏水采用逐级自流方式。３号低加为带疏水泵的汇集式加热器。除３号低加外，其余各级高、低加均设置疏水冷却段。１．２ 热平衡计算模型的推导
定义q i 、γi 、τi 分别是第i 级加热器的抽汽放热量、疏水
放热量和给水焓升，其中：τi ＝ˉi i -ˉi i -１，对疏水放流式加热器，q i ＝h i -h ′i ，γi ＝
h i ＋１′-h i ′；对汇集式加热器［１］
，q i ＝h i -
第５８卷第１期汽 轮 机 技 术Ｖｏｌ．５８Ｎｏ．１
２０１６年２月
ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｆｅｂ．２０１６