核电汽轮机结构与特点
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汽轮机结构介绍一、汽轮机的基本结构汽轮机是一种能够将热能转化为机械能的热能机械装置,其基本结构包括以下几个主要部分。
1. 燃烧系统:汽轮机的燃烧系统用于将燃料燃烧产生的高温高压气体引入汽轮机的工作部分。
燃烧系统由燃烧室、燃料供应系统和点火系统等组成。
2. 压气机:压气机是汽轮机的核心部件之一,用于将大气中的空气压缩,并将压缩空气送入燃烧室。
压气机通常采用多级式结构,每一级都由转子和定子组成,通过转子的高速旋转将空气压缩。
3. 燃气轮机:燃气轮机是汽轮机的主要工作部分,其通过高温高压气体的膨胀驱动轴的旋转,从而产生机械能。
燃气轮机由转子和定子组成,转子上装有叶片,当高温高压气体通过叶片冲击转子时,转子开始旋转。
4. 透平:透平是汽轮机中的一个关键部件,其主要作用是将燃气轮机输出的高速旋转运动转化为有用的功。
透平通常由多级叶片组成,通过叶片的反作用力使得透平旋转,并将旋转能转化为动力输出。
5. 发电机:发电机是汽轮机的输出部分,其将汽轮机产生的机械能转化为电能。
发电机通常由转子和定子组成,转子通过汽轮机输出的轴的旋转驱动,从而使定子中的线圈产生感应电动势,最终输出电能。
二、汽轮机的工作过程汽轮机的工作过程可以分为以下几个步骤。
1. 压缩过程:在汽轮机的工作过程中,压气机将大气中的空气进行压缩,使得空气的压力和温度升高。
2. 燃烧过程:经过压缩后的空气进入燃烧室,与燃料进行燃烧,产生高温高压气体。
3. 膨胀过程:高温高压气体进入燃气轮机,推动燃气轮机的转子旋转,从而产生机械能。
4. 发电过程:燃气轮机输出的轴通过透平的旋转将机械能转化为电能,最终输出为电力。
三、汽轮机的应用领域汽轮机广泛应用于发电、航空、船舶和工业生产等领域。
1. 发电:汽轮机在发电领域中的应用非常广泛,特别是在火力发电和核电站中,汽轮机是主要的发电设备。
2. 航空:航空领域中的喷气式飞机通常采用燃气涡轮发动机,其基本结构和汽轮机类似,通过燃烧产生的高温高压气体推动飞机的前进。
核电汽轮机的特点及选型发表时间:2017-08-08T19:28:58.050Z 来源:《电力设备》2017年第10期作者:李阳[导读] 摘要:本文首先分析了核电汽轮机的几个特点,即蒸汽参数低、节流调节、蒸汽湿度大、以及设置有汽水分离再热器。
(山东核电有限公司山东烟台 265116)摘要:本文首先分析了核电汽轮机的几个特点,即蒸汽参数低、节流调节、蒸汽湿度大、以及设置有汽水分离再热器。
文章结合这几个特点来分析核电汽轮机应如何选型,以促进核电设备有效运行,降低投资资金,将核电特长充分发挥出来。
关键词:核电;汽轮机;特点;选型前言随着我国核电事业不断发展,规模不断壮大,汽轮机的使用量也随之增加。
在核电运行系统中,汽轮机属于重要组成部分,常分作两种机型,即全速汽轮机和半速汽轮机。
我国在运核电厂中,秦山三期为半速汽轮机,除此之外的其他核电厂,均采用全速汽轮机。
通常情况下,半速汽轮机主要应用于一些百万千瓦级以上的项目中,而目前我国这类项目较少。
随着核电事业的不断发展,建设规模不断扩增,核电项目百万千瓦级的越来越多,汽轮机的合理选择成为了核电企业首要考虑的问题之一。
文章首先分析了核电机组汽轮机的特点,然后根据这些特点分析汽轮机正确选型的方法。
一、分析核电运行系统中汽轮机的几个特点(一)参数低现如今,多数核电站都属于压水堆核电站,受于反应堆的压力容器强度限制,一回路冷却剂参数较低,导致二回路主蒸汽的参数也相对较低。
现选择国内常用的1000MW级机组作为实际案例来展开分析,机组中一回路冷却剂的平均压力约为15.5MPa、平均温度约310℃,二回路中,蒸汽发生器出口压力约为6.7MPa,温度约 283℃,蒸汽湿度约0.2-0.4%。
这种机组和功率相同的火电汽轮机对比,因蒸汽参数低,做功时焓降较小,所以需要的主蒸汽流量则较大[1]。
(二)节流调节汽轮机调节主要有两种方式,一种是喷嘴调节,一种是节流调节。
两种调节方式的差别在于节流调节没有设计调节级,具有较高的设计工况效率,而变工况的效率则偏低;喷嘴调节的设计与节流调节则恰好相反,设计工况效率较低,变工况效率较高。
浅谈核电同火电汽轮机的比较我国第一座核电站始建于上世纪50年代,核电发展历经60年。
我国核电发展在前期速度较慢,随着近年来经济的飞速发展科学技术的不断进步,核电发展速度正逐渐提升。
由于核电汽轮机的配套反应湿蒸汽参数低,具有放射性的特点,因此,需要将核电汽轮机组与火电汽轮机组加以区别。
本文将从热力参数、结构特性、流通设计和运行方式等方面对核电汽轮机和火电汽轮机进行比较分析。
一、热力设计参数不同由于当前大部分核电站采用的是压水堆,压水堆核电站汽轮机的热力设计设计参数特点为:流量大、焓降小、蒸汽参数低、效率低。
反应堆供给汽轮机的蒸汽参数低,通常为5~7MPa,湿度在0.25~0.41%之间,温度在270~285℃之间,显示为略带湿度和蒸汽饱和状态。
当核电汽轮机与火电汽轮机排气压力相同时,核电汽轮机做功是有效焓降低,大约为火电汽轮机焓降的一半。
火电汽轮机窝炉则是采用的燃煤、燃气和燃油等燃料。
主蒸汽高温、高压的过热蒸汽。
二、结构特性不同由于热力设计参数不同,核电汽轮机与火电汽轮机在设计结构也有所不同,具体差异如下:(一)外形尺寸差异相比火电汽轮机,核电汽轮机的进气参数低、比容大,具体进气容量约为相同功率火电的火电汽轮机机的一倍,这就要求核电汽轮机进气管、阀门以及汽缸尺寸比常规汽轮机要大,高压缸叶片要长于一般汽轮机。
另外,在相同功率的条件下,核电汽轮机末级叶片比火电汽轮机的末级叶片药长、外形尺寸大、排气面积大。
(二)汽水分离、再热器(MSR)的设置存在差异核电汽轮机的工作蒸汽为饱和蒸汽,该蒸汽通过高压锅做工之后,产生的排气湿度较大,如果直接将蒸汽排入低压缸,将会导致汽轮机的某些零部件因水侵蚀而损坏。
因此,为了降低汽轮机低压缸的蒸汽湿度,就需要提高低压缸的蒸汽温度,这样就可以确保核电汽轮机具有一定的过热度,热力循环效率得到相应的提高,低压缸的工作环境和条件得到改善。
在汽轮机的高压缸和低压缸设置汽水分离器,这样可以有效的防止和减轻湿蒸汽对汽轮机低压缸零部件的腐蚀与损坏。
核电汽轮机结构设计及运行特点分析发布时间:2022-05-04T10:00:40.659Z 来源:《当代电力文化》2022年1期作者:丁浩[导读] 将核电厂技术特点作为研究的起点,分析压水堆核电站及相应的热力循环系统,丁浩福建福清核电有限公司福建福清 350318摘要:将核电厂技术特点作为研究的起点,分析压水堆核电站及相应的热力循环系统,通过对核电汽轮机技术特点进行探讨,分析在设计和结构上的应用特点,为理论及实践应用提供有力的支持。
核电厂的工作就是将核燃料轴在反应堆的裂变链式反应中产生的热量转变为电能,是我国目前重要的发电厂。
核燃料发生裂变反应主要通过热能的方式表现出来,通过一次、二次冷却剂的栽带和转变,通过蒸汽驱动汽轮发电机发电。
核电厂根据反应堆的不同可分为轻水堆核电厂、重水堆核电厂、石墨气冷堆发电常等。
轻水堆发电厂还可分为压水堆和沸水堆;石墨气冷堆可分为天然铀气冷堆及高温冷堆。
关键词:核电汽轮机;结构设计;运行特点在压水堆核电厂的运行过程中,向环境排放的放射性物质相比火电厂中粉煤灰排放的放射性物质含量较低,不会产生二氧化硫等有害气体。
相比气冷堆、重水堆、沸水堆等对比,压水堆的特点为功率密度高、结构紧凑、安全、操作简便、技术成熟、造价成分低等,因此成为了目前世界范围中核电厂最常用的类型。
我国的大亚湾、秦山等核电厂都采用的是压水堆类型发电,根据研究,在快中子增殖堆等发展成熟前,压水堆在我国核电厂的应用中有极大的优势。
一、关于压水堆核电厂压水堆核电厂就是通过压水反应堆通过核裂变能转变为热能,然后再形成蒸汽从而发电的核电厂。
压水堆的堆芯放置在压力容器中,水不仅是慢化剂,还是核心内燃料元件的一次冷却剂,能够将堆芯的热量带入蒸汽发生器的一次侧,传递到二次侧的水,在温度降低后再次进入堆芯,从而形成循环。
蒸汽发生器的二次侧中的水吸收热量,形成了具有一定压力的饱和蒸汽或微过热蒸汽,进入到汽轮机中做功。
做功完成后的蒸汽会进入到凝汽器中凝结成水,水泵再传输到蒸汽发生器二次侧,以此完成二回路系统[1]。
核电站主设备结构及工作原理概述核电站的主要设备包括核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机和发电机。
其工作原理是利用核裂变反应产生的热能来驱动蒸汽发生器产生高温高压的蒸汽,然后通过汽轮机和发电机将蒸汽的热能转化为电能。
核反应堆是核电站的核心设备,它通过控制核裂变反应来产生热能。
核燃料棒中的核燃料在受到中子轰击后发生核裂变,释放出大量热能。
通过控制核反应堆中的中子流量和燃料的放置位置,可以调节核反应堆产生的热能。
蒸汽发生器是核电站中的重要设备,它通常与核反应堆紧密相连,通过核反应堆释放的热能来加热其中的水,产生高温高压的蒸汽。
这些蒸汽会被输送到汽轮机中,驱动汽轮机转动。
汽轮机是由叶片转子组成的装置,其工作原理类似于蒸汽机。
高温高压的蒸汽进入汽轮机后,会使叶片转子旋转,转动过程中的动能会被转化为机械能。
最后,汽轮机会驱动发电机转动,将机械能转化为电能。
发电机是核电站中的电能转化设备,其工作原理是通过电磁感应现象将汽轮机产生的机械能转化为交流电能。
这样,核电站中产生的热能最终被转化为电能,供应给城市和工业使用。
总的来说,核电站的主要设备结构包括核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机和发电机,它们之间通过热能转化和电能转化的方式相互配合,最终实现了核能资源的有效利用,为社会提供清洁能源。
核电站是一种能够将核能资源转化为电能的设施,是当今世界上最为关键的能源供应形式之一。
核电站的主要设备通过精密的协调工作,达到高效地能量转换。
以下将详细介绍核电站主设备的工作原理和结构,并分析核电站在电能生产中的重要作用。
首先,核反应堆是核电站的核心设备,其结构一般由包含燃料棒的反应堆压力容器、控制系统和反应堆冷却系统组成。
核反应堆内的燃料棒通常使用铀235等核裂变材料,当受到中子轰击后,会产生核裂变反应。
这些核裂变反应会释放出大量的热能,从而加热周围的原生水。
控制系统能够调节燃料棒的位置和中子通量,以维持核反应的稳定。
蒸汽发生器是核电站中的关键组件,其结构包括两个相互连接的容器,在其中热交换管道负责将核反应堆释放的热量传导给其周围的水。
·段增辉,高宏喜,陶功新,邱健(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:随着安全性要求的提高,AP1000将会是今后国内市场主力堆型之一,文章详细分析了东方引进的匹配AP1000堆型的核电汽轮机的设计特点。
重点介绍了高中压模块、低压模块、末级叶片等主要部件的结构特点及机组的技术成熟性。
关键词:核电汽轮机,ARABELLE,AP1000,末级叶片中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:1674-9987(2020)01-0014-05 Design Characteristics Analysis of AP1000Nuclear Steam TurbineDUAN Zenghui,GAO Hongxi,TAO Gongxin,QIU Jian(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:With higher security requirements,AP1000will be the main reactor in the domestic market in the future.In this paper, the design characteristics of the AP1000nuclear steam turbine is analyzed in detail which is imported by DEC.The structural features of the main components of the HIP module,the LP module,the last stage blade and the technical maturity of the unit are mainly introduced.Key words:nuclear steam turbine,ARABELLE,AP1000,last stage blade1前言近年来,我国核电取得长足发展。
核电厂汽轮机的相关知识核电厂大多数都使用饱和汽,为了降低发电成本,单机容量已增加到1000MW级。
在总体配置上,饱和汽轮机组总是设计成高压缸和一组低压缸串级式配置,在进入低压缸前设置有汽水分离再热器,有的设计在汽水分离再热器和低压缸之间设置中压缸或中压段。
一般情况下,核电厂大功率汽轮机的所有汽缸都设计成双流的,且两个或更多的低压缸是并联设置。
还有在高压缸两端对称地每端布置两个低压缸的设计。
我国田湾核电厂就采用这种汽轮机配置。
大亚湾核电厂的汽轮机为英国公司设计制造的多缸单轴系冲动式汽轮机。
汽轮机的转速为3000r/min,额定功率为900MW,新汽参数为6.63MPa,283℃,低压缸排汽压力0.0075MPa,额定负荷下蒸汽流量为5515t/h,汽轮机为4缸、六排汽口型式。
一个高压缸和3个低压缸皆为双流对分式。
新蒸汽分4路经高压缸汽室后由进汽短管导入高压缸,高压缸的两个排汽口,各通过4根蒸汽管与低压缸两侧的汽水分离再热器相连。
高压缸排汽在汽水分离再热器经汽水分离再热后,进入低压缸,每个低压缸的两个排汽口与一台凝汽器相接,整台汽轮机,共有6个抽汽口,供2组高压加热器和4组低压加热器以及给水泵汽轮机用汽。
除氧器用汽来自高压缸排汽。
高压缸为铬钼材料铸造的单层缸结构,水平对分型式,每一汽流流向各有5级。
其中隔板皆采用隔板套结构,高压缸转子由镍铬钼钒钢锻成,每个流向都有锻成一体的5级叶轮,各级叶片的叶根皆为多*型,叶片长度为91mm,叶片的顶部有预加工的铆钉头,用来装置围带,每一级叶片的围带都由数段组成扇形叶片组。
高压缸的轴封、隔板汽封和通流部分汽封皆采用梳齿形汽封结构。
三台低压缸具有基本相同的结构,皆为双层缸,水平对分式。
内缸包含环形进汽室和所有的隔板。
外缸提供低阻力的蒸汽流道并将内缸的反冲力矩传递给汽轮机基础。
低压缸的内、外缸都由碳钢制造,内缸为焊接结构,外缸为焊接组装结构。
低压缸隔板由铁素体不锈钢制造,隔板的结构为标准的焊接静片和内外围带结构,嵌在隔板套的槽内。
核电汽轮机与火电汽轮机比较分析摘要:近年来,我国的核电事业获得了较大的发展,人们对于核电也具有了更高的关注度。
同火电相同,核电在具体工作当中也通过汽轮机的使用发电,但两者在较多方面也存在着一定的不同。
在本文中,将就核电汽轮机与火电汽轮机进行一定的研究与比较。
关键词:核电汽轮机;火电汽轮机;比较分析1引言在近年来科学技术不断发展的过程中,我国的核电事业获得了较为快速的发展,较多的核电站得到了建设。
为了能够更好的掌握核电站运行特点,做好同火电汽轮机间的比较可以说是一项重要的工作,需要能够做好分析比较。
2核电、火电汽轮机比较2.1结构特性对于核电、火电汽轮机来说,两者在设计结构方面存在一定的差异,其主要体现在:第一,外形尺寸。
同火电汽轮机相比,核电汽轮机具有更大的比容以及进气参数,具体进气容量同功率相同的火电汽轮机相比要大出一倍。
该种情况的存在,则使得汽轮机在阀门、气缸尺寸以及进气管方面都要大于常规的汽轮机,且同一般汽轮机相比在高压缸叶片长度方面也具有更长的特点。
而在功率相同的情况下,同火电汽轮机相比,核电汽轮机具有更长的末级叶片,同时具有更大的排气面积以及外形尺寸;第二,汽水分离。
对于核电汽轮机而言,其工作蒸汽类型为饱和蒸汽,蒸汽在经过高压锅做功后,则将产生较大的排汽湿度。
如果在运行当中将该蒸汽直接排入到低压缸当中,则将在侵蚀汽轮机零部件的情况下使其发生损坏。
在该种情况下,为了能够对汽轮机低压缸的蒸汽湿度进行降低,即需要对低压缸蒸汽温度进行提升,在使汽轮机具有一定过热度的基础上获得更高的热力循环效率,同时也是对于低压缸工作条件以及运行环境的积极改善。
同时,在其高低压缸位置具有汽水分离器的设置,以此避免湿蒸汽对零部件造成损坏或者腐蚀;第三,进气截止阀。
对于核电汽轮机来说,其具有较大的比容以及较低的进汽参数,对此,在管道以及高压缸内将存在大量的水与蒸汽,如设备在运行当中发生甩负荷或者机械故障问题,此时主汽阀则将自动关闭,并因此具有更低的压力。
核电汽轮机结构设计及运行特点研究伍赛特(上海汽车集团股份有限公司,上海200438)摘要:以核电厂的技术特点引入论题,介绍了压水堆核电站及其热力循环系统,重点对核电汽轮机的技术特点进行了研究,阐述了其在设计和结构方面的运用及其运行特点,由此为相关理论研究与工程应用提供了必要的理论依据。
关键词:核电站;汽轮机;压水堆;半速汽轮机;核反应堆中图分类号:TK269文献标志码:A文章编号:2095-2945(2021)16-0098-04Abstract:Introduce the topic based on the technical characteristics of nuclear power plants,introduce the pressurized water reactor nuclear power plant and its thermodynamic cycle system,focus on the technical characteristics of nuclear power steam turbines,and explain its application in design and structure and its operating characteristics.This provides the necessary theoretical basis for related theoretical research and engineering applications.Keywords:nuclear power plant;steam turbine;pressurized water reactor;half-speed steam turbine;nuclear reactor1核电厂核电厂是将核燃料铀(钚)在反应堆内裂变链式反应中产生的能量转变为电能的发电厂核燃料产生的裂变能主要以热能的形式出现,其经过一次和二次冷却剂的载带和转换,最终以蒸汽驱动汽轮发电机组发电。