哈工程二回路热力系统初步设计表格和程序

1、二回路热力系统初步设计表格和程序结果分析与结论本次设计中的参数选择接近于压水堆核电厂的真实参数，所设计的压水堆核电厂二回路的热效率为31.19%，与在役核电厂的效率相接近，可以说本设计符合实际生产的需要，因此本设计是个较为成功的设计。已知条件和给定参数序号项目符号单位数值1核电厂输出电功率N eMW10002一回路能量利用系数 10.9953蒸汽发生器排污率 d1.05%4汽轮机组机械效率 m0.955发电机效率 ge0.996新蒸汽压损p fhMPa5%7再热蒸汽压损p rhMPa6%8回热抽汽压损p e, jMPa4%9低压缸排汽压损p cdkPa5%10高压给水加热器出口端差 h,u31

2、1低压给水加热器出口端差 l,u212加热器效率 h0.9813给水泵效率 fwp,p0.5814给水泵汽轮机内效率 fwp,ti0.7915给水泵汽轮机机械效率 fwp,tm0.9016给水泵汽轮机减速器效率 fwp,tg0.9817循环冷却水进口温度T sw,12418循环冷却水温升T sw719冷凝器传热端差T4主要热力参数选定序号项目符号单位计算公式或来源数值1反应堆冷却剂系统运行压力P cMPa选定15.62反应堆冷却剂的饱和温度T c,s查水和水蒸汽表确定345.33反应堆出口冷却剂过冷度T sub选定，1520184反应堆出口冷却剂温度T coT co =T c,s T sub3

3、27.35反应堆进出口冷却剂温升T c选定356反应堆进口冷却剂温度T ciT ci =T co T c292.37二回路蒸汽压力P sMPa选定6.58蒸汽发生器出口新蒸汽温度T fhps 对应的饱和温度280.99蒸汽发生器出口新蒸汽干度x fh%选定99.7510循环冷却水温升T sw选定711冷凝器传热端差T选定412冷凝器凝结水饱和温度T cdT cd =Tsw,1 + Tsw +T3513冷凝器的运行压力P cdkPaTcd对应的饱和压力5.6314高压缸进口蒸汽压力P h,iMPa新蒸汽压损5%6.1715高压缸进口蒸汽干度x h,i%散热导致焓值下降，造成干度下降99.3516

4、高压缸内效率 h,i选定0.7917高压缸排汽压力p h,zMPa根据最佳分缸比选定0.7418高压缸排汽干度x h,z%由内效率等计算86.0519汽水分离器进口蒸汽压力p sp,iMPa等于高压缸排气压力0.7420汽水分离器进口蒸汽干度x sp,i%等于高压缸排气干度86.0521第一级再热器进口蒸汽压力p rh1,iMPa考虑4%的压损0.7122第一级再热器进口蒸汽干度x rh1,i%选定99.523第二级再热器进口蒸汽压力p rh2,iMPa考虑2%的压损0.69624第二级再热器进口蒸汽温度T rh2,i平均焓升计算208.6425第二级再热器出口蒸汽压力p rh2,zMPa考虑

5、压损为2%0.68226第二级再热器出口蒸汽温度T rh2,z平均焓升计算261.927低压缸进口蒸汽压力p l,iMPa考虑压损0.002Mpa0.6828低压缸进口蒸汽温度T l,i根据热再热蒸汽焓值计算261.529低压缸内效率 l,i选定0.8930低压缸排汽压力p l,zMPa冷凝器压力与排汽压损之和0.0059331低压缸排汽干度x l,z%根据低压缸内效率等计算89.0432回热级数Z选定633低压给水加热器级数Z L选定434高压给水加热器级数Z H选定235给水回热分配h fwkJ/kg92.2436低压加热器给水参数第1级回热器参数第1级进口给水压力MPa凝水泵出口压力，因

6、为凝水泵对凝水做功加压0.45第1 级进口给水比焓h lfwi, 1kJ/kgh lfwi, 1 = h lfwo, 0146.64第1 级出口给水比焓h lfwo, 1kJ/kgh lfwo, 1= h lfwi, 1+h fw238.88第1 级进口给水温度T lfwi,1按(p cwp ,h lfwi, 1)查水蒸汽表35第1级出口给水温度T lfwo, 1按(p cwp, h lfwo, 1)查水蒸汽表56.98第1级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差之和58.98第1级汽侧疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表246.89第1级汽侧压力MPa查水蒸气表0.01902第2级回热器参数第2级进口给

7、水压力MPa考虑均匀压降0.445第2 级进口给水比焓h lfwi,2kJ/kgh lfwi,2= h lfwo, 1238.88第2 级出口给水比焓h lfwo, 2kJ/kgh lfwo, 2= h lfwi, 2+h fw331.12第2级进口给水温度T lfwi, 2按(p cwp ,h lfwi, 2)查水蒸汽表56.98第2 级出口给水温度T lfwo, 2按(p cwp, h lfwo, 2)查水蒸汽表79.01第2级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差之和81.01第2级汽侧疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表339.19第2级汽侧压力MPa查水蒸汽表0.04939第3极回热器参数第3级

8、进口给水压力MPa考虑均匀压降0.44第3 级进口给水比焓h lfwi, 3kJ/kgh lfwi, 3 = h lfwo, 2331.12第3级出口给水比焓h lfwo,3kJ/kgh lfwo,3= h lfwi, 3+h fw423.36第3级进口给水温度T lfwi, 3按(p cwp ,h lfwi, 3)查水蒸汽表79.01第3 级出口给水温度T lfwo, 3按(p cwp, h lfwo, 3)查水蒸汽表100.95第3级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差之和102.95第3级汽侧疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表431.55第3级汽侧压力MPa查水蒸汽表0.11257第4级回热器参

9、数第4级进口给水压力MPa考虑均匀压降0.435第4 级进口给水比焓h lfwi,4kJ/kgh lfwi, 4= h lfwo, 3423.36第4 级出口给水比焓h lfwo, 4kJ/kgh lfwo,4= h lfwi, 4+h fw515.6第4 级进口给水温度T lfwi, 4按(p cwp ,h lfwi, 4)查水蒸汽表100.95第4级出口给水温度T lfwo, 4按(p cwp, h lfwo, 4)查水蒸汽表122.75第4级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差之和124.75第4级汽侧疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表524第4级汽侧压力MPa查水蒸汽表0.2304437除氧器

10、进口给水比焓h dea,ikJ/kg515.638除氧器出口给水比焓h deakJ/kgh dea= h dea,i+h fw607.8439除氧器出口给水温度T deah dea 对应的饱和水温度144.3440除氧器运行压力p deaMPaT dea 对应的饱和压力0.408141高压加热器给水参数第6级第6 级进口给水压力MPa给水泵出口压力因为给水泵对给水加压6.6第6 级进口给水比焓h hfwi,6kJ/kgh hfwi, 6 = h hfwo, 5607.84第6 级出口给水比焓h hfwo, 6kJ/kgh hfwo, 6= h hfwi, 6+h fw700.08第6 级进口给

11、水温度T hfwi,6按(p cwp ,h hfwi, 6)查水蒸汽表144.34第6级出口给水温度T hfwo, 7按(p cwp, h hfwo, 1)查水蒸汽表164.87第6级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差之和167.87第6级汽侧疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表709.88第6级汽侧压力MPa查水蒸汽表0.7521第7级第7 级进口给水压力MPa考虑压降6.55第7 级进口给水比焓h hfwi,7kJ/kgh hfwi,7= h hfwo, 6700.08第7 级出口给水比焓h hfwo, 7kJ/kgh hfwo, 7= h hfwi, 7+h fw792.32第7级进口给水温度T

12、 hfwi, 7按(p cwp ,h hfwi, 7)查水蒸汽表164.87第7级出口给水温度Thfwo, 7按(p cwp, h hfwo, 7)查水蒸汽表186第7级汽侧疏水温度出口给水温度与出口端差之和189第7级汽侧疏水比焓kJ/kg查水蒸汽表803.11第7级汽侧压力MPa查水蒸汽表1.227742低压缸抽汽参数第1 级第1 级抽汽压力p les, 1MPa汽侧压力与压损之和0.01981第1级抽汽干度x les, 1%根据内效率计算92.32第1级抽汽比焓kJ/kg查询水蒸汽表2427.49第2级第2 级抽汽压力p les,2MPa汽侧压力与压损之和0.05144第2 级抽汽干度x

13、 les, 2%根据内效率计算95.80第2级抽汽比焓kJ/kg查询水蒸汽表2496.02第3级第3级抽汽压力p les, 3MPa汽侧压力与压损之和0.11726第3 级抽汽干度x les, 3%根据内效率计算99.32第3级抽汽比焓kJ/kg查询水蒸汽表2666.77第4级第4级抽汽压力p les,4MPa汽侧压力与压损之和0.24004第4级抽汽干度x les, 4%根据内效率计算100第4级抽汽比焓kJ/kg查询水蒸汽表2778.5843高压缸抽汽第6级第6级抽汽压力p hes,6MPa汽侧压力与压损之和0.78344第6级抽汽干度x hes, 6%根据内效率计算86.21第6级抽汽比

14、焓kJ/kg查询水蒸汽表2484.45第7级第7级抽汽压力p hes, 7MPa汽侧压力与压损之和1.27890第7 级抽汽干度x hes, 7%根据内效率计算87.96第7级抽汽比焓kJ/kg查询水蒸汽表2548.2644再热器抽汽参数第1级来自高压缸的抽汽压力MPa选定2.5抽汽干度%根据内效率计算91.18抽汽比焓kJ/kg查询水蒸汽表2639.77疏水比焓kJ/kg查询水蒸汽表962第2级来自新蒸汽的抽汽压力MPa考虑压损后的压力6.11抽汽温度查询水蒸汽表276.8抽汽干度%选定99.4抽汽比焓kJ/kg查询水蒸汽表2783.35疏水比焓kJ/kg查询水蒸汽表1219.945再热器中

15、的平均焓升kJ/kg选定113.3热平衡计算结果表格序号项目符号单位计算结果1核电厂效率%31.192反应堆功率MW3蒸汽发生器总蒸汽产量Kg/s4汽轮机高压缸耗汽量Kg/s5汽轮机低压缸耗汽量Kg/s10506第一级再热器耗汽量Kg/s72.28487第二级再热器耗汽量Kg/s77.57038除氧器耗汽量Kg/s33.96449给水泵汽轮机的耗汽量Kg/s71.479310给水泵的给水量Kg/s162211给水泵扬程MPa6.19212高压缸抽汽量第1级高压给水再热器抽汽量Kg/s68.0272第1级高压给水再热器抽汽量Kg/s68.916713低压缸抽汽量第1级低压给水再热器抽汽量Kg/s

16、43.1850第2级低压给水再热器抽汽量Kg/s45.6102第3级低压给水再热器抽汽量Kg/s45.9056第4级低压给水再热器抽汽量Kg/s47.45741.1 程序及运行结果1.1.1 用MATLAB程序如下。clcclearclcclear allNe=106; %发电功率(kW)Ed=0.0105; %排污率n1=0.995; %一回路能量利用系数nli=0.89; %低压缸内效率nm=0.98; %汽轮机组机械效率nge=0.99; %发电机效率nh=0.98; %加热器效率Hfwp=6.192; %给水泵压头（Mpa）pw=925.61; %给水密度nfwpp=0.58; %给水

17、泵效率 nfwpti=0.79; %给水泵汽轮机内效率nfwptm=0.9; %给水泵汽轮机机械效率nfwptg=0.98; %给水泵汽轮机减速器效率Hfh=2774.99; %蒸汽发生器出口新蒸汽比焓(kj/kg)Hg=792.32; %蒸汽发生器给水比焓(kj/kg)Hps=1241.17; %蒸汽发生器运行压力下的饱和水焓(kj/kg)xhz=0.8605; %高压缸排气干度xz1=0.995; %第一级再热器的干度Hho=2478; %高压缸出口焓Hhi=2778.5; %高压缸进口蒸汽焓值Hli=2979.18; %低压缸进口焓Hlo=2350.3; %低压缸出口乏汽焓值Hzc1=2

18、639.77; %汽水分离器第一级抽气焓Hzs1=962; %汽水分离器第一级的疏水焓Hzc2=2783.35; %汽水分离器第二级抽气焓Hzs2=1219.9; %汽水分离器第二级的疏水焓Hfw=706.99; %分离器分离水的比焓h1=92.2; %高低压加热器中的平均焓升h2=113.3; %再热器中的平均焓升Hfwi=146.64 238.88 331.12 423.36 515.60 607.84 700.08; %各级加热器进口焓(kj/kg)Hfwo=238.88 331.12 423.36 515.60 607.84 700.08 792.32; %各级加热器出口焓(kj/kg

19、)Hc=2427.49 2496.02 2666.77 2778.58 2478.00 2484.45 2548.26; %每一级的给水加热器的加热蒸汽比焓Hw=246.89 339.19 431.55 524.00 0 709.88 803.11; %每一级给水加热器疏水比焓（其中第五个数据是除氧器，但因除氧器是混合式的，程序中不调用这个值，所以以零占位）H=500; %除氧器焓升假定值. for x=300:2000 %再热蒸汽流量 if abs(H-Hfwo(5)/Hfwo(5)<0.005 H=(X*Hfwo(4)+(Ghes(1)+Ghes(2)+Gzc1+Gzc2)*Hw(6

20、)+Gps*Hho+Hfw*x*(xz1-xhz)/xhz)/y; break else end for y=x:3000; Nfwpp=1000*y*Hfwp/pw; %给水泵的有效功率(kw) Nfwpt=Nfwpp/(nfwpp*nfwptm*nfwptg); %给水泵的实际功率 Gsfwp=Nfwpt/(Hfh-Hho); %给水泵的耗气量 Ds=y/(1+Ed); %新蒸汽产量 Gd=y-Ds; %蒸汽发生器排污量 X=x+Gd+Gsfwp; %假设给水流量 Gles(4)=h1*X/(Hc(4)-Hw(4)/nh; %低压缸4到1抽气量 Gles(3)=(h1*X-nh*Gles(

21、4)*(Hw(4)-Hw(3)/(Hc(3)-Hw(3)/nh; Gles(2)=(h1*X-nh*(Gles(3)+Gles(4)*(Hw(3)-Hw(2)/(Hc(2)-Hw(2)/nh; Gles(1)=(h1*X-nh*(Gles(2)+Gles(3)+Gles(4)*(Hw(2)-Hw(1)/(Hc(1)-Hw(1)/nh; w1=(x-Gles(1)-Gles(2)-Gles(3)-Gles(4)*(Hli-Hlo)+Gles(1)*(Hli-Hc(1)+Gles(2)*(Hli-Hc(2)+Gles(3)*(Hli-Hc(3)+Gles(4)*(Hli-Hc(4); W1=w1*

22、nm*nge; %低压缸发电量 W2=106-W1; %高压缸发电量 Gzc1=x*h2/(nh*(Hzc1-Hzs1); %汽水分离再热器第一级抽气量 Gzc2=x*h2/(nh*(Hzc2-Hzs2); %汽水分离再热器第二级抽气量 Ghes(2)=(y*h1-nh*Gzc2*(Hzs2-Hw(7)/(nh*(Hc(7)-Hw(7); %第二级高压加热器抽气量 Ghes(1)=(y*h1-nh*(Ghes(2)+Gzc2)*(Hw(7)-Hw(6)+Gzc1*(Hzs1-Hw(6)/(nh*(Hc(6)-Hw(6); %第一级高压加热器抽气量 Gps=y-X-Ghes(1)-Ghes(2)

23、-Gzc1-Gzc2-x*(xz1-xhz)/xhz; %高压缸排到除氧器的流量 Gt=Gps+x*xz1/xhz; %高压缸的出口排汽量 w2=Gt*(Hfh-Hho)+Ghes(1)*(Hfh-Hc(6)+Ghes(2)*(Hfh-Hc(7)+Gzc1*(Hfh-Hzc1); U2=w2*nm*nge; %高压缸的发电量 if abs(W2-U2)/W2<0.001 H=(X*Hfwo(4)+(Ghes(1)+Ghes(2)+Gzc1+Gzc2)*Hw(6)+Gps*Hho+Hfw*x*(xz1-xhz)/xhz)/y; break else end end endQr=(Ds*(Hfh-Hg