1、核电站原理及系统 哈尔滨工程大学核科学与技术学院 CH-11-VVP 4.压水堆核电厂二回路系统和设备 4.1 二回路热力系统 4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构 4.3 主蒸汽系统 4.4 汽轮机旁路系统 4.5 汽水分离再热器系统 4.6 汽轮机轴封系统 4.1 二回路热力系统 4.1.1 二回路系统功能 将核蒸汽供应系统产生的热能转变成电能； 在停机或事故工况下，保证核蒸汽供应系统的冷却。 4.1.2 组成特点 朗肯循环基础上附加再热循环和回热循环； 高压缸使用饱和蒸汽，低压缸使用微过热蒸汽； 蒸汽再热器使用高压缸抽汽和新蒸汽加热； 给水回热系统使用高、低压缸抽汽加热。 二回路热力系统原
2、理流程 4.2.1 汽轮机工作原理 4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构 蒸汽的能量转换过程： 蒸汽热能蒸汽动能叶轮旋转的机械能 级：完成由热能到机械能转换的汽轮机基本工作单元， 在结构上由喷管（静叶栅）和其后的动叶栅所组成 。分为冲动级和反动级。 1主轴 2叶轮 3动叶栅 4喷嘴（静叶栅） 5汽缸 6排汽口 转子 4.2.2 冲动式汽轮机 4.2.3 反动式汽轮机 反动度：蒸汽在动叶通道内膨 胀时的理想焓降和在整个级的 滞止理想焓降之比，即 4.2.4 轮周功率与轮周效率 轮周功率：单位时间内蒸汽流对动叶栅所做的有效功率。 Fu蒸汽作用于动叶栅的切向力 u圆周速度 轮周效率：蒸汽在轮周上所做之
3、功与整个级所消耗的蒸汽 理想能量（级的理想能量）之比，即 4.2.5 核汽轮机典型结构 转动部分称为转子，主要部件有动叶片、主轴和叶轮 （反动式汽轮机为转鼓）、联轴器等； 静止部分称为静子，主要部件有汽缸、喷嘴叶栅、隔 板、轴承和汽封等。 附属设备：主汽阀、调节阀、调节系统、主油泵、辅 助油泵及润滑装置。 现代压水堆核电厂汽轮机典型结构： 冲动式四缸双流中间再热凝汽式饱和蒸汽汽轮机 一个高压缸，四个低压缸，均为双流式 四个高、低压缸转子通过刚性联轴器联接成一个轴系 高压缸每个流道有5个压力级 低压缸每个流道有5个压力级 4.2.6 核汽轮机的特点 新蒸汽参数在一定范围内变化 取决于核电厂的稳态
4、运行特性 新蒸汽参数低，通常为饱和蒸汽 必须考虑湿度对汽轮机效率和安全性的影响 理想焓降小，容积流量大 同等功率下，比火电机组结构尺寸大 汽轮机及其附属设备中积聚的水份多，甩负荷时容易 引起主机超速 凝结水的再沸腾和汽化 半速机组与全速机组 4.3 主蒸汽系统 4.3.1 系统功能 将蒸汽发生器产生的蒸汽输送到下列设备和系统： 主汽轮机 汽水分离再热器（GSS） 除氧器（ADG） 给水泵汽轮机（APP） 蒸汽旁路系统（GCT） 汽轮机轴封系统（CET） 其他辅助蒸汽用汽单元（STR） 安全功能： 主蒸汽系统与主给水系统和辅助给水系统配合，用 于在电站正常运行工况、事故工况下排出一回路产生的 热
5、量。 向反应堆保护系统、安全注射系统和蒸汽管路隔离 动作提供主蒸汽压力和流量信号。 4.3.2 系统描述 核岛部分 三条主蒸汽管道，每条管道上有以下设备： 7个安全阀 l 三个动力操作安全阀，整定压力8.3MPa l 四个常规弹簧加载安全阀，整定压力8.7MPa 向大气排放的接头 主蒸汽隔离阀 主蒸汽隔离阀旁路管线 4.3.3 系统流程图 4.4 汽轮机旁路排放系统 4.4.1 系统功能 在机组启动时，与RCP配合，导出反应堆多余的热量 ，以维持一回路的温度和压力。 在热停堆和停堆冷却的最初阶段，排出主泵运转和裂 变产物衰变所产生的热量，直至余热排出系统投入运行 。 汽轮发电机组突然降负荷或汽
6、轮机脱扣时，排走蒸汽 发生器内产生的过量蒸汽，避免蒸汽发生器超压。 4.4.2 系统组成 凝汽器蒸汽排放系统 从排放管道上引出12根管道，每个凝汽器4根进汽管； 每根进汽管上装一个手动隔离阀和一个旁路排放控制阀。 除氧器给水箱排放系统 从排放总管上引出3根管道，每根管道上装一个手动隔离阀 和一个旁路排放控制阀。 大气蒸汽排放系统 三根独立管线分别接在相应的主蒸汽管道上。 4.4.3 系统主要设备 减压阀 15个排放控制阀，分别位于凝汽器蒸汽排放系统和除氧器蒸汽排 放系统，实现排放名义蒸汽流量的85。 气动蒸汽排放控制阀 装于三根主蒸汽管道上，用于大气蒸汽排放控制系统。排放容量 为1015额定容
7、量。 消音器 安装气动蒸汽排放控制阀的管线上都配备一个消音器，以减小排 汽噪音。 压缩空气罐 保证气动蒸汽排放控制阀有效工作。 扩压器 安装在通向凝汽器的管道上，使旁路来的高温高压蒸汽在其中降 温降压，以避免损坏凝汽器。 4.5 汽水分离再热器系统 4.5.1 系统功能 除去高压缸排汽中约98%的水分； 加热高压缸排汽，提高进入低压缸蒸汽的温度，使其 具有一定的过热度。 4.5.2 系统结构 汽水分离器、第一级再热器和第二级再热器都安装在一个圆筒形 的压力容器内； 第一级再热器使用高压缸抽汽加热； 第二级再热器使用新蒸汽加热。 4.6 汽轮机轴封系统 4.6.1 系统功能 对主汽轮机、给水泵汽
8、轮机和蒸汽阀杆提供密封，用以防止 空气进入和蒸汽外漏。 l 阻止空气自负压轴封处漏入汽轮机和给水泵汽轮机； l 防止高压缸内高湿度排汽自低压轴封漏出，磨损轴封； l 防止给水泵汽轮机高压侧和主要阀门内的蒸汽从轴封处外漏 。 （任何一个阀门都是由固定部分（阀座）和可动部分（阀杆）两部分 组成。主汽阀和调节阀工作环境恶劣，要求可靠性高，所有在设计时 允许其有一定的漏气量，也就是阀杆漏气，这部分漏气能够防止密封 面的结垢，使阀门卡死。） 4.6.2 系统流程 思考题 二回路系统的功能及组成特点是什么？ 主蒸汽系统的功能是什么？ 汽轮机旁路排放系统的功能是什么？ 为什么要设置汽水分离再热器系统，其系统的功能是 什么？ 为什么要设置汽机轴封系统，其系统功能是什么？ The End 附录A 压水堆核电厂稳态运行特性
