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1、厂核电站与火电站水蒸气参数、汽轮机差异互动分析讨论小组成员：宋家胜.孙皓.王浩渊、廖启迪姚晶PPT制作：孙皓演讲展示：宋家胜资料收集整理:全组成员时间：2014.5丿V -丿这些分别z丿厂近年我国电能结构分布丿厂丿厂电电电电他 火水核风其2012年我国各类电能装机容量所占比重丿课题设置了解发电行业前沿知识、新型汽轮机大 致结构、核心部件。画出新型汽轮机组简图、示功图、热力 循环温炳图，讨论图上每个热力过程分 别在哪个装置完成。分析讨论核电汽轮机热力循环对比火电 机组汽轮机的全方位区别。我国及世界上主要电厂最新汽轮机技术 与产业现状。丿发电技术前沿丿引入核电汽轮机的结构和原理基本上与火电 汽轮机
2、相同，在系统组成与设计上也大 致相似，但在设备的设计方面却存在着 许多差异。核电汽轮机在热力参数、结 构特性、设计细节与材料选用、运行维 护方面具有一定的独特性。1、基本热力参数的差另lj压水堆核电机组与火电机组相比初参数低丿得多且湿度大,主蒸汽为略带湿度的饱和丿蒸汽（压力一般在5MPa7MPq,湿度为0.25%0.5% ）,汽耗显著增加。丿秦山二期核电站的核电650MW汽轮机和沁北电厂的超临界600MW火电汽轮机的热力参数对照表电站名称歆定出力I- m n讥力SSMPa /圧力楹底MPa/C低压进杵斥力幅度MPa /Cift 虽 thJMJMPaC!*h6504 41280L 062/181
3、 5Q 999/263Q 979/264 S2W5誓北W024 256616644.13i筋9饥6L 0434血5核也与火电基本热力多數対比衣備企工况）衣12、蒸汽热力过程在常规火电机组中蒸汽大部分处于过热蒸 汽状态，只有在低压缸末几级处于湿蒸汽 状态下。核电汽轮机只有低压缸前几级处 于过热状态，其余部分都处于饱和线之下 的湿蒸汽状态。如图表示蒸汽在汽轮机中的膨胀过程。图中线段abcdef表 示进汽压力24 2MPa的常规超临界中间再热机组的热力 过程线，饱和线上方为过热蒸汽区，下方为湿蒸汽区,图中仅 有低压缸中（ef段）末几级叶片处于饱和线以下的湿蒸汽区 工作，其余均在过热区。线段ABCDE
4、表示进汽压力6. 41 MPa的饱和蒸汽的膨胀过程 曲线,AB表示蒸汽在高压缸中的膨胀，在高压缸作功后排入 汽水分离再热器进行去湿再热后达到过热点C,然后进入低 压缸膨胀线段CE,图中仅有低压缸中（CD段）前几级处于过 热蒸汽状态,大部分处于饱和线以下的湿蒸汽区工作。J 从核电与火电热力过程线中，可以明显的看出两者间热力V3、热力循环大型火电站都采用蒸汽中间再热系统，其主要目的 在于提高中、低压缸前蒸汽参数，从而提高大容量 机组的热经济性；而对于压水堆核电站而言，用 再热的主要目的是提高蒸汽在汽轮机中膨胀终点 的干度。汽水分离再热器的主要作用是除去高压 缸排汽中的水分，并加热高压缸排汽，提高低
5、压缸 进汽的温度，使其具有一定的过热度，若不采取 任何措施,当蒸汽膨胀至0.0049MPO时，其湿度将 接近30%o核电机组二回路、火电超临界机组再热郎肯循环图示下畢中的（345 1）阶段j；右图中火电厂工质的吸热阶段（3 45为冷却剂常热阶段，它 ）相同。 和蒸汽，上包二回路的逹蒸汽从蒸汽发生器也没有过热阶我?饱种蒸汽在高E匚缸押做功弋卜Q线段）， 到汽 线腹机纟，最后去后进行却邈（db；b$ o 火电d线段）到低压功（b，輕蒸汽於过般出来，也览热蒸汽，胃先在汽轮a线段），然后经再热器再热机髙牢缸中做功（1。线段）,然后经再热器再热 （cNb段），再到中低压缸继跋膨胀做功（b2蹈o丿核电饱和
6、蒸汽汽轮机核电汽轮机4、核电汽轮机结构的独特性汽缸设计的特点由于蒸汽初参数低和容积流量大,与常规 火电机组相比，相同容量的核电汽轮机需 要较大的通流能力和排汽面积。核电汽 轮机设计多采用1个高压缸（或高中压合缸 ）加23个低压缸的结构且汽缸的尺寸和 重量较常规火电要大些，尤其对于半转速 核电汽轮机汽缸的尺寸和重量更大。阀门设计特点新蒸汽压力低，其比容将明显高于常规汽 轮机。核电汽轮机高压主汽阀一般采用 主汽调节联合阀的结构形式，无论是尺寸 还是重量、阀门口径等都要比同容量火 电机组大得多。同时由于与主汽阀连接 的主蒸汽管道以及高压导汽管的口径较 火电机组大得多,对阀门的推力非常大，所 以阀门必
7、须有足够的稳定性以承受管道 的推力。汽水分离系统设置再热主汽阀和再热截止阀 在阀门关闭后由于汽轮机、连通管、汽水分离 再热器和其它设施中剩余蒸汽作用以及各腔室 内、通道、蒸汽管道和汽水分离再热器中积聚 的水分或水膜的汽化，转速还会增加。由于设备 中残余的湿蒸汽闪蒸量大于常规的火电机组，所 以核电汽轮机与火电机组相比更容易超速，为防 止汽轮机超速一般在汽水分离再热器和低压缸 进口之间的连通管上设置再热主汽阀和再热截 止阀，这样可以保证升速限制在允许范围内。冷 凝式的火电机组一般在连通管上不设置再热主 汽阀和再热截止 阀。丿5、核电汽轮机的材料选用核电汽轮机蒸汽是带有一定湿度的 饱和蒸汽，机组的运
8、行温度一般低于 所用金属材料的蠕变断裂温度，所以 对材料的高温强度和抗蠕变性能要 求大大降低，但是核电汽轮机进汽湿 度大,高温、高压的湿蒸汽具有极强 的侵蚀性，因此核电汽轮机选材考虑 的主要问题是材料的防侵蚀性能。高压缸各主要零部件材料的选择，考虑到既有 足够的强度性能又有足够的抗侵蚀性能O 高压缸进汽温度一般低于300C,选择防 止脆性断裂的材料。高压内、外缸、进 汽导流环采用抗侵蚀性能优越的ZG15Cr2Mol ,该材料为2.25Cr-lM。钢。 低压缸由于其进汽参数和常规火电汽轮 机差不多，因此对于低压缸材料的选择 同常规火电汽轮机一样为碳钢。蒸汽管道主汽阀和高压缸之间管道以及低压 缸进
9、汽管道由于蒸汽湿度一般低于 0.5%,所以选用一般为碳钢材料。丿火电汽轮机超临界燃煤蒸汽轮机电厂丿汽轮机技术、产业现状目前超高压、亚临界参数135MW以上到600MW功率等 级范围内汽轮机产品的制造质量、运行性能、可靠性 等综合指标已达到国际同类机组的水平。我国已具有 了与国际跨国公司相当的亚临界、常规超临界参数大 功率汽轮机的设计制造能力，机组设计制造的技术状况 为：新一代引进技术机型的300MW600MW汽轮机的国 舌化率均达到95%以上。(2) 300MW600MW等级汽轮机的保证热耗均达到国际 先进水平。(3) 等效可用系数达到国际先进水平。以300MW为例， 整个机组(机、电、炉)的等效可用系数由1997年的 86.86%提高到2001年的91.43%,新投运机组更达到9463%，其中汽轮机的等效可用系数2001年达到丿
