下载文档原格式
压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书目录目录 (1)摘要 (1)1、设计要求 (1)2、设计内容 (1)3、热力系统原则方案 (2)3.1 汽轮机组 (2)3.2 蒸汽再热系统 (2)3.3 给水回热系统 (2)4、主要热力参数选定 (3)4.1 一回路冷却剂的参数选择 (3)4.2 二回路工质的参数选择 (3)4.2.1 蒸汽初参数的选择 (3)4.2.2 蒸汽终参数的选择 (3)4.2.3 蒸汽中间再热参数的选择 (3)4.2.4 给水回热参数的选择 (3)5、热力计算方法与步骤 (4)5.1 计算步骤如下面的流程图 (4)5.2 根据流程图而写出的计算式 (5)6、你热力计算数据 (8)6.1 已知条件和给定参数 (8)6.2 主要热力参数选定 (9)6.3 热平衡计算结果表格 (13)6.4 程序及运行结果 (14)6.4.1 用MATLAB程序如下。
(14)6.4.2 运算结果如下图所示。
(17)7、热力系统图 (21)8、结果分析与结论 (22)9、参考文献 (22)摘要二回路系统是压水堆核电厂的重要组成部分，其主要功能是将反应堆一回路系统产生并传递过来的热量转化为汽轮机转动的机械能，并带动发电机组的转动，最终产生电能。
二回路系统的组成以郎肯循环为基础，由蒸汽发生器二次侧、汽轮机、冷凝器、凝水泵、给水泵、给水加热器等主要设备以及连接这些设备的汽水管道构成的热力循环，实现能量的传递和转换。
反应堆内核燃料裂变产生的热量由流经堆芯的冷却剂带出，在蒸汽发生器中传递给二回路工质，二回路工质吸热后产生一定温度和压力的蒸汽，通过蒸汽系统输送到汽轮机高压缸做功或耗热设备的使用，汽轮机高压缸做功后的乏汽经汽水分离再热器再热后送入低压缸继续做功，低压缸做功后的废气排入冷凝器中，由循环冷却水冷凝成水，经低压给水加热器预热，除氧后用高压给水加热器进一步加热，后经过给水泵增压送入蒸汽发生器，开始下一次循环。
二回路汽水循环系统流动加速腐蚀机理分析与管理措施摘要：以田湾核电站为例，二回路汽水循环系统内部为流动的高温、高压蒸汽或凝结水，为了全面和深入的掌握二回路汽水循环系统可能发生的腐蚀问题，包括内部的流动加速腐蚀（FAC），外部的海洋性大气腐蚀和保温层下腐蚀等。
本文以FAC为例，并结合大修期间的腐蚀检查，从FAC机理和影响因素的角度详细阐述相关的腐蚀问题，以及对应的减缓或消除FAC的管理措施。
关键词：二回路汽水循环系统、流动加速腐蚀1.引言田湾核电站二回路汽水循环系统主要包括蒸汽系统、给水系统、凝结水系统和疏水系统等。
二回路的管道和设备运行时，内部为流动的高温、高压蒸汽或凝结水，高温设备外部包覆保温层，低温设备外部涂装防腐涂层。
腐蚀问题主要表现为内部的流动加速腐蚀（FAC），外部的海洋性大气腐蚀和保温层下腐蚀等。
本文以FAC为例，从机理及其影响因素的角度详细阐述二回路汽水循环系统腐蚀的问题、以及相应的管理措施。
2.FAC机理在机组运行过程中，管壁内表面覆盖了一层Fe3O4保护膜，在运离保护膜区域的主流区，其流体流速较快，而靠近氧化膜流体边界层的流速较慢，如果主流区中溶解的铁离子未达到饱和，则边界层中已经溶解的铁离子会不断向主流区中迁移，因而在边界层中溶解的铁也处于不饱和状态，故氧化膜中的铁就会溶解到未饱和的边界层中，使Fe3O4氧化膜以一定的速率溶解。
另外氧化膜的孔隙内填有水，金属基体腐蚀产生的铁离子可通过通道直接扩散到氧化膜外的边界层。
这三个区域（主流区、边界层、氧化膜）不断发生溶解铁的迁移，而高速流动的水又将迁移于水中的溶解铁带走，从而导致管件内表面的不断腐蚀，这个过程称为FAC发生的机理。
3.FAC的影响因素结合FAC发生过程中所需的条件，可确定影响FAC的因素有三类，即流体动力学因素、环境因素及金属学因素。
各因素对FAC的作用情况如下：3.1流体动力学因素该因素包括流速、管壁粗糙度、管路几何形状和流体含汽率等。
第七章压水堆核电站的二回路系统及设备第七章压水堆核电站的二回路系统及设备7.1 主蒸汽系统主蒸汽系统将蒸汽发生器产生的新蒸汽输送到主汽轮机和其他用汽设备及系统。
与主蒸汽系统直接相关的设备是：主汽轮机高压缸、汽轮机轴封系统(CET)、汽水分离再热器(MSR)、蒸汽旁路排放系统(GCT)、主给水泵汽轮机(APP)、辅助给水泵汽轮机(ASG)、除氧器(ADG)和蒸汽转换器(STR)。
三台蒸汽发生器顶部引出的三根外径为Φ812.8mm主蒸汽管，分别穿过反应堆厂房(安全壳)；进入主蒸汽隔离阀管廊，并以贯穿件作为主蒸汽管在安全壳上的锚固点。
穿过主蒸汽隔离阀管廊后进入汽轮机厂房，然后合并为一根外径为Φ936mm的公共蒸汽母管，再将蒸汽引向各用汽设备和系统。
如图7.1所示。
在主蒸汽隔离阀管廊中的每根主蒸汽管道上装有一个主蒸汽隔离阀，其下游安装了一个横向阻尼器。
主蒸汽隔离阀上游的管道上装有7只安全阀，一个大气排放系统接头和一个向辅助给水泵汽轮机供汽的接头。
大气排放系统接头和辅助给水泵汽轮机供汽接头之所以要接在主隔离阀的上游，是考虑到当二回路故障蒸汽隔离阀关闭时大气排放系统和辅助给水系统还能工作。
在主蒸汽隔离阀两侧还接有一条旁路管，其上装有一个气动隔离阀，在机组启动时平衡主蒸汽隔离阀两侧的蒸汽压力，并在主蒸汽管暖管时提供蒸汽。
在汽轮机厂房内，从蒸汽母管上引出四根Φ631mm的管道与主汽轮机的四个主汽门相连，向汽轮机高压缸供汽。
此外，从蒸汽母管两头还引出二条通往凝汽器两侧的蒸汽旁路排放总管。
管上各引出6条通往凝汽器的蒸汽排放管，去主给水泵汽轮机、除氧器、蒸汽转换器、汽水分离再热器和轴封的供汽管。
两条蒸汽排放总管由一根平衡管线连接在一起。
(1)主蒸汽隔离阀主蒸汽隔离阀为对称楔形双闸板闸阀。
正常运行时全开，但在收到主蒸汽管线隔离信号后能在5秒内关闭。
隔离阀的执行机构是一个与氮气罐相连的液压缸。
氮气进入液压缸活塞的上部，其名义bar a。
大亚湾核电站二回路系统图一．蒸汽系统：1主蒸汽系统2汽轮机旁路排放系统2.1向冷凝器排放系统2.2向除氧器排放系统2.3向大气排放系统3汽水分离再热器系统（2个）功能：1.除去高压缸排气中约98%的水分2.提高进入低压缸的蒸汽温度，使之成为过热蒸汽3.1再热蒸汽系统3.2抽泣再热系统（来自高压缸）3.3汽水分离器3.4再热器放弃系统3.5再热器泄压系统5 汽轮机轴封系统功能：汽轮机启动时，向主汽轮机的高压缸，低压缸端部轴封，给水泵汽轮机端部轴封及汽轮机截止阀和调节阀密封供汽，防止空气进入气缸影响抽真空5.1压力控制器5.2分离器5.3轴封蒸汽凝汽器5.4轴封蒸汽凝汽器疏水箱5.5排气风机5.6调节风门5.7管线6汽轮机蒸汽和疏水系统功能：（1 向汽轮机高压缸公报和蒸汽2把高压缸排气送到汽水分离再热器3自汽水分离再热器想低压缸供过热蒸汽4启动时排除暖机过程中形成的水5连续运行时排除验证其流动方向分离出的水6在瞬态过程中排出饱和蒸汽形成的水）6.1蒸汽回路系统6.2疏水回路系统7 蒸汽转换器系统功能（）8 辅助蒸汽分配系统二．给水加热系统（功能：（1 与冷凝器抽中控系统CVI和循环水系统CRF一起为汽轮机建立和维持真空2 将进入冷凝器的蒸汽凝结成水3 将凝结水从冷凝器热井中抽出，生涯后经低压加热器送到除氧器4接受各疏水箱来的水5 向其他设备提供冷却水和轴封用水）1凝结水抽取系统1.1三台并联冷凝器1.2三台凝结水泵1.3两个疏水接受箱1.4汽轮机疏水箱1.5凝结水过滤器1.6除氧气水位控制阀1.7再循环控制阀1.8冷凝器补水控制阀2低压给水加热器系统功能：利用汽轮机低压缸抽汽加热给水，提高记住热力循环的效率2.1凝结水系统2.2抽气系统2.3疏水系统2.4排气系统2.5泄压装置3给水除氧器系统功能：1 对给水进行除氧和加热，向主给水泵连续提供含氧量低于3ug/kg 的给水2 保证给水泵所需的净正吸入压头，并贮存一定水量3 接受其他部分来的疏水4 将不凝结的气体排放到主冷凝器或大气3.1 凝结水系统3.2加热蒸汽系统3.3再循环系统3.4排汽系统3.5卸压系统4主给水系统4.1汽动主给水系统（2台）4.2电动主给水系统5电动主给水润滑系统5.1润滑油回路5.2工作油回路5.3调节有回路6主给水流量控制系统6.1给水母管6.2给水调节站6.3给水流量测量三汽轮机调节系统1汽轮机调节油系统1.1调节油输送系统1.2油转送和输送系统1.3调节油处理系统1.4调节油负荷分配系统2 汽轮机润滑、顶轴和盘车系统2.1润滑油系统2.2顶轴油系统3汽机调节系统3.1微机调节器3.2操纵员终端3.3转速测量设备3.4汽机进汽阀4汽轮机保护系统4.1先导脱扣阀（2个）4.2危急脱扣阀4.3脱口引发装置4.4脱口复位装置4.5油回路5汽轮机排气口喷淋系统6蒸汽发生器排污系统7冷凝器真空系统7.1臭气系统（3）7.2真空破坏系统四常规岛冷却水系统1循环水系统及循环水过滤系统2循环水处理系统3辅助冷却水系统4常规岛闭路冷却水系统五发电机及其辅助系统1发电机2发电机钉子冷却水系统3发电机密封油系统4发电机氢气冷却系统5发电机励磁和电压调节系统。
核电厂常规岛管道FAC失效分析软件的应用研究摘要：对比传统FAC敏感管道管理办法，本文综合考虑核电厂常规岛管道的运行工况、水质、几何构型、材质等因素，采用FAC失效分析软件，完成了三门核电1号机组FAC敏感管道的建模和分析计算，筛选出一批失效风险最高的管件，最终优化了FAC管件抽检数量与长周期计划，从而提升核电厂常规岛管道抽样检查的经济性、合理性。
关键词：FAC管理；失效分析；建模；优化一、引言针对核电厂常规岛管道的流体加速腐蚀（以下简称“FAC”）失效风险问题，国内核电厂一般采用粗放式的管理方式，即：根据机组历史运行经验反馈，将FAC管道分为I、II、III类敏感管道，再将三类管道的管件分别纳入不同的定期检查计划；这种管理方式并不能确保FAC敏感管道失效风险最高管件得到高频监督。
目前，国内也有少数核电厂正尝试将有限元软件ANSYS[1]应用于FAC管道失效分析和评定，但尚未实现体系化的实际应用。
本文综合考虑核电厂常规岛管道的热力、水质、几何构型、材质等FAC影响因素，采用FAC失效分析软件，对三门核电1号机组FAC敏感管道进行分析计算，最终优化了FAC长周期计划。
二、FAC失效分析软件的建模和基于设计参数的预测计算2.1 FAC失效分析软件应用思路FAC失效分析软件的应用过程包括：现场管道信息整理、预测模型构建、两次燃料循环的模型优化、预测模型应用后的实际效果评价等步骤，如下图所示：图1. FAC失效分析软件应用的思路由图1可见，该软件已经考虑了系统管道的热力、水质、几何构型、材质等FAC影响因素。
2.2 核电厂FAC敏感管道的建模过程基于图1的思路，FAC敏感管道的建模过程如下图所示：图2. 基于FAC失效分析软件的建模步骤图2所需的具体参数来自：系统流程图、管道等轴图、热平衡图、热工水力参数、水化学参数、管件已知壁厚、材料成分检测报告等；其中，第四步“管道模型构建”如下图所示：图3. 三门核电1号机组常规岛主给水系统管线等轴图与3D建模图由图3可见，根据系统流程图及管道等轴图，将管件按顺序依次连接，从而完成管道3D模型的搭建；至此，就建立了与现场管道实际安装情况吻合的热工水力模型和管道结构模型；然后，按图2的第五步计算出FAC敏感管件壁厚的腐蚀速率（mm/yr）；在此基础上，再设置一个临界筛选壁厚值，就可以计算得到后续各个燃料循环周期的预测壁厚值和剩余使用寿命。
核电压水堆二回路简述一、定义二回路系统（常规岛系统）是指以汽轮机为核心组成的热力系统和辅助支持系统。
二、功能利用一回路产生的高温高压蒸汽在汽轮机里面膨胀做功，将蒸汽热能转换成汽轮机的旋转动能（机械能），并带动发电机将机械能转换成电能。
为实现热能向机械能的转换，压水堆核电站二回路热力系统一般采用蒸汽动力循环。
它采用以朗肯循环为基础的再热回热循环，以提高循环热效率，增加核电站的热经济性。
三、热力系统的特征以大亚湾核电站二回路为例：其热力循环方式采用了一次中间再热、七级回热的饱和蒸汽朗肯循环。
主要由三台蒸汽发生器、两台汽水分离再热器、一台汽轮机（包括一个高压缸、三个低压缸）、三台冷凝器、三台凝结水泵、四级低压给水加热器、一台除氧器、三台主给水泵（一台电动给水泵、两台汽动给水泵）、两级高压给水加热器等组成。
四、核汽轮机的特点1）新蒸汽参数低二回路新蒸汽参数取决于一回路冷却剂温度。
为了保证反应堆的安全稳定运行，不允许一回路冷却剂沸腾(过冷水)。
即一回路冷却剂温度取决于一回路压力，而一回路压力应按照反应堆压力容器的计算极限压力选取。
因此，压水堆核电站的蒸汽参数普遍要比火电厂低很多。
例如，目前常规电站大型汽轮机的蒸汽初参数都在16.5MPa，538℃以上，一些超临界机组的蒸汽参数已超过25MPa，600℃。
而压水堆核电站汽轮机的主蒸压力通常为6—7 MPa，初温度为260℃-285℃。
2）新蒸汽参数在一定范围内反滑变化这取决于核电厂的稳态运行特性。
3）循环热效率低最先进的压水堆核电站大功率湿蒸汽汽轮机的循环热效率可达36% ，约为先进火电机组的73%左右。
4）理想焓降小湿蒸汽汽轮机的理想焓降比高参数汽轮机的小很多。
总焓降，核汽轮机约为943 kJ／kg ；常规火电亚临界机组约为1544 kJ／kg；超临界机组约为1733 kJ／kg 。
5）大多数湿蒸汽汽轮机中没有中压缸低压缸约产生汽轮机全部功率的2／3，低压缸相对内效率对机组经济性的影响更大。
核电站二回路流动加速腐蚀(fac)的机理与防护技术核电站二回路流动加速腐蚀（FAC）是指在核反应堆冷却系统中，由于液体的流动而引起的金属材料的快速腐蚀。
由于它发生的地方恰好是反应堆冷却系统，所以它有时也被称为“反应堆腐蚀”或“核腐蚀”（NPC）。
FAC破坏了金属材料的强度和硬度，破坏了反应堆冷却系统的结构，并且会对系统的性能产生不利影响。
FAC的发生机理的研究表明，环境条件和组分的存在对其发生机理有很大的影响。
环境条件包括水的pH值、温度、压力以及悬浮物的浓度等因素。
这些环境条件也会影响化学反应的速度，从而影响FAC的发生。
此外，悬浮物的组分，如氧化铁、硫酸盐、氯化物等，也会影响FAC的发生。
它们会降低金属表面的电位，从而使金属表面更容易腐蚀。
FAC的机理可以概括如下：首先，液体的流动会在金属表面产生一层膜，此膜可以阻止金属表面的腐蚀。
然后，环境条件和悬浮物的存在会使金属表面的电位降低，从而使金属表面更容易腐蚀。
此外，液体的流动会造成流体变化，使金属表面的电位进一步降低，从而加速腐蚀的发生。
要有效地防止FAC的发生，需要采取相应的技术措施。
首先，应采取措施维持水的pH值在适宜的范围内，以减少氯化物等悬浮物的溶解度，从而减少FAC发生的可能性。
其次，应采取措施降低液体的温度和压力，以减少液体的流动，从而减少FAC的发生。
此外，应采取措施减少金属表面悬浮物的浓度，以减少金属表面的电位差，从而减少FAC的发生。
上述技术措施是防止FAC的发生的有效方法。
除此之外，还可以采用金属保护剂来消除FAC的发生。
金属保护剂是一种用于防止金属表面腐蚀的化学物质。
它可以减少金属表面的电位差，从而防止腐蚀的发生。
金属保护剂还可以形成一层膜，阻挡氧化物和其他腐蚀物质，从而防止金属表面的腐蚀。
综上所述，FAC是指在核反应堆冷却系统中，由于液体的流动而引起的金属材料的快速腐蚀。
FAC的发生机理的研究表明，环境条件和组分的存在对其发生机理有很大的影响，主要机理是液体的流动会造成金属表面的电位进一步降低，从而加速腐蚀的发生。
