再热蒸汽温度变化对核电汽轮机运行经济性的影响

再热蒸汽温度变化对核电汽轮机运行经济性的影响

(福建福清核电有限公司350300)

摘要:文章主要针对再热蒸汽温度变化对核电汽轮机运行经济性的影响进行分析,结合当前再热蒸汽温度变化以及核电汽轮机运行等现状为根据,积极从再热温度变化的原因、热耗率的基本影响、以及再热蒸汽温度变化的计算等方面进行详细分析以及调查,主要研究目的在于进一步完善核电汽轮机运行期间的再热蒸汽温度变化,保证温度变化协调,同时提升核电汽轮机的合理应用。

关键词:再热蒸汽;温度变化;核电汽轮机;运行分析

科学技术进步基础上,核电应用已经逐渐延伸到各行各业中,对核电的基本应用需要保证核电中的汽轮机正常运行,这样才能保证核电的基本运行安全。特别是在再热蒸汽温度变化问题的日益凸显,核电汽轮机运行越来越受到重视。核电汽轮机在运行以及应用期间主要是处于湿蒸汽区,对其应用经济性进行详细研究以及讨论,同时探讨出最佳的改善再热蒸汽温度变化问题的方案。当然这方面一直是人们非常关注的焦点,作者根据具体研究需要,不断深入讨论,积极总结之后提出适当的建议。

一、再热蒸汽温度出现变化的原因概述

对于核电汽轮机来讲,运行离不开温度的变化,所以若是再热蒸汽温度出现问题,将会导致其整体运行都会受到影响。再热蒸汽温度运行系统中包含很多部件,并且在运行期间也会出现各种变化,其中包含汽-水分离器、蒸汽发生器、二级再热器、高压缸排气、一级再热器等,同时需要水资源,以及及时进行疏水等过程,所以其中任何一项出现问题都会影响核电汽轮机的正常运行。

根据以上的再热蒸汽温度变化步骤以及各种器械的介绍,能够清晰掌握,核电汽轮机首先是利用高压缸排气,根据汽到水之间的分离,在将其推送到一级再热器中,经过一级再热器的加工进入到二级再热器中,当其中的水完全变成再热器中的蒸汽之后将其带入到核电汽轮机中。若是在温度不出现问题情况下,再热器中的蒸汽所接触到的压力是相同的,这样对蒸汽进行加热也不会影响其自身的饱和度【1】。但若是温度出现变化或是受到任何的影响,都会对加热蒸汽的温度造成阻碍,影响自身密度。加上汽轮机中的传热管的管壁自身阻力比较小,所以经常会因为加热器的出口温度变化影响蒸汽的饱和度,并且还会产生以下热阻,阻碍蒸汽的温度传递,造成再热蒸汽温度出现问题。

其中再热蒸汽温度变化的基本原理主要为以下公式:

公式中代表的是再热蒸汽温度指数,这里的温度指数变化主要是针对再热蒸汽温度在加热状态下表现的温度,单位为℃。公式中的主要代表的是蒸汽自身的饱和度,其中蒸汽饱和度跟着上述中的温度变化而出现变化,代表单位也是℃。公式中的代表的主要是加热器饱和度以及出口期间的温度变化之间的温差,这种温差也是以℃为单位。通过这个公式我们能够看出再热蒸汽温度变化的具体原理以及影响因素,根据这些影响因素能够分析出具体的问题原因。

二、再热蒸汽温度在蒸汽压力下的变化

通过上述介绍我们能够清晰了解以及掌握再热蒸汽温度变化的影响因素,针对这些因素对再热蒸汽温度变化进行不断分析以及研究,其中在压力变化下,再热蒸汽也会都到一些影响【2】。当汽轮机中的再热蒸汽运行期间,发生器出口处蒸汽自身压力会不断降低,或者在二级蒸汽条件下新蒸汽不断加热,这期间蒸汽需要通过调节阀进行才能进入到下一个过程中,但是这段时间中蒸汽自身就会受到严重的影响,导致很多热量流失。加上再热器中的加热压力逐渐加大,造成其自身压力降低,蒸汽的温度也会出现严重变化。比如说在生活中我们经常见到的核电汽轮机,一般都是900MW型号,这种型号中的再热蒸汽温度运行期间的加热器蒸汽压力若是降低,就会对再热器造成严重影响,导致再热器温度出现上下不协调现象,导致温度差太大。如图所示:

三、再热器端差对蒸汽温度变化的影响

对于再热器中的端差变化来讲,其表面经过长时间的应用以及侵蚀,将会出现严重的表面结垢,这种结垢会影响到整个加热系统的循环,同时还会对导热系统造成影响【3】。还是以900MW型号的核电汽轮机为例进行研究,这种汽轮机本身导热系统就比较敏感,加上再热器的蒸汽温度出现巨大变化,严重影响其再热温度的稳定,上下端差相差明显,导致温度上下幅度出现变化。

四、再热蒸汽温度变化对核电汽轮机经济性的影响

当全部确定再热蒸汽温度变化因素之后,需要不断深入研究对核电汽轮机经济性的影响,首先需要确定会产生怎样的经济性影响,在根据具体影响分析对热耗能的影响。

从基础上分析,再热蒸汽温度变化会带动核电汽轮机自身的运行以及变化,与此同时,这种变化对核电汽轮机的正常职能发挥也非常重要。在实际应用中,因为再热蒸汽温度变化竟会导致蒸汽的密度受到影响,同时也会影响扩散的温度范围,所以实验中的很多计算结果不能真正应用到实际核电汽轮机应用中。在实际应用中,一定要保证再热蒸汽温度中的数据不会随意出现变化,并且相关参数的数值也不能因为温度变化出现问题。若是不能保证基本参数固定,将会导致在具体计算期间出现计算误差,这样测量的计算结果以及温度等都会受到影响。

首先是再热蒸汽温度变化对内效率造成的影响。这种影响需要及时发现其中的变化,同时还要保证汽轮机中的低压缸以及火电汽轮之间的压力稳定,保证在正式运行期间不会因为参数原因或是其他原因造成温度不固定。先确定好蒸汽温度参数变化,在确定好温度变化之后再对内效率进行计算。

计算公式如下:

公式中,k代表的主要是蒸汽的不可变指数,不可变指数能够保证在计算期间能够有一个固定的参考值,根据固定参考值作为基础,防止计算出现问题。再者是公式中的R表示的主要是气体的变化常数,这也是一个相对固定的值,需要保证气体正常情况下不会受到影响,同时其中的其他数据都是根据实际测量温度变化而发生变化。公式中的代表的主要是再热蒸汽温度变化的绝对温度指数。利用公式计算的方式能够准确分析出其中汽轮机经济性的影响。

结束语:

综上所述,核电汽轮机运行时保证核电基本安全的基础,根据其中的再热蒸汽温度变化,对核电汽轮机会产生经济性的影响,同时也是促进核电汽轮机创新优化的重要基础。

参考文献:

[1]倪永中,徐鸿,张乃强.500MW汽轮机蒸汽冷却改造的数值分析[J].动力工程学报,2011(02).

[2]高建强,张颖,陈鸿伟,李琼.燃气轮机排气温度对联合循环热经济性的影响[J].动力工程学报,2011(04).

[3]李勇,王超.再热蒸汽温度变化对核电汽轮机运行经济性的影响[J].核动力工程,2011(05).

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