第1章二回路水汽循環(huán)系統(tǒng)

AP1000常規(guī)島系統(tǒng)與設(shè)備任課教師：張丁旺聯(lián)系電話-mail：zhangdingwang@2/2/20231本課程共三章：二回路水汽循環(huán)系統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)及輔助系統(tǒng)常規(guī)島輔助系統(tǒng)2/2/20232預(yù)備知識(shí)0.1熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)0.1.1工程熱力學(xué)的研究對(duì)象與任務(wù)熱力學(xué)是研究熱現(xiàn)象的一門科學(xué),工程熱力學(xué)是熱力學(xué)的一個(gè)分支

工程熱力學(xué)的研究對(duì)象與任務(wù)為：熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的規(guī)律及方法，并尋求進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換的最有利條件(即提高轉(zhuǎn)換效率的途徑)。0.1.2工質(zhì)、熱源、熱力系統(tǒng)工質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)叫做工質(zhì)。熱源工質(zhì)從之吸取熱能的物體叫熱源，或稱高溫?zé)嵩?。工質(zhì)向之排出熱能的物體叫冷源，或稱低溫?zé)嵩础?/p>

熱能動(dòng)力裝置的工作可被概括成：工質(zhì)從高溫?zé)嵩次崮?，將其中一部分轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能而作功，并把余下的一部分傳給低溫?zé)嵩吹倪^程。2/2/20233熱力系統(tǒng)

熱力系統(tǒng)——被人為地分割出來以作為熱力學(xué)分析的對(duì)象叫做熱力系統(tǒng)。周圍的物體統(tǒng)稱為外界。①閉口系統(tǒng)及開口系統(tǒng)：按照有無工質(zhì)通過界面,熱力系統(tǒng)可以分成開口系統(tǒng)和閉口系統(tǒng).②絕熱系統(tǒng)—和外界沒有熱量傳遞的系統(tǒng)稱為絕熱系統(tǒng)(如汽輪機(jī)).狀態(tài)、狀態(tài)參數(shù)、基本狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)方程狀態(tài)：在某一瞬間，用以表示物質(zhì)物理特性的總標(biāo)志。狀態(tài)參數(shù)：在給定的狀態(tài)下，表明物理特性所用的各個(gè)量，稱為狀態(tài)參數(shù)。例如溫度、壓力、比容等。2/2/202340.1.3基本狀態(tài)參數(shù)：溫度、壓力、比容（1）溫度——溫度是表示物體冷熱程度的物理量。

溫標(biāo)——測量溫度的標(biāo)尺稱為溫標(biāo)—國際溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)(朗肯絕對(duì)溫標(biāo))

①國際溫標(biāo)：即熱力學(xué)百分溫標(biāo)，規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下(760mmHg,0.1013MPa),水的沸點(diǎn)溫度與冰的融點(diǎn)溫度相差100℃。

攝氏溫度t：規(guī)定冰點(diǎn)為0℃（故沸點(diǎn)為100℃）

絕對(duì)溫度(熱力學(xué)溫度)T：原規(guī)定氣體分子的均方根速度為零時(shí)的溫度為絕對(duì)零度(T=0K，相當(dāng)于-273.160℃)，因絕對(duì)零度實(shí)際上達(dá)不到，故國際權(quán)度會(huì)議將水的三相點(diǎn)(水的固、液、汽平衡共存的狀態(tài)點(diǎn))作為單一基準(zhǔn)點(diǎn)，并規(guī)定該點(diǎn)溫度為273.16K，單位“開爾文”）。三相點(diǎn)相當(dāng)于0.01℃，因此：t=T-273.15②華氏溫標(biāo)與朗肯絕對(duì)溫標(biāo)(英制單位)：

華氏溫標(biāo)規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的融點(diǎn)和水的沸點(diǎn)分別為32oF和212oF，華氏溫度與攝氏溫度間的關(guān)系為：朗肯絕對(duì)溫標(biāo)的零點(diǎn)與熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)相同。朗肯溫標(biāo)與華氏溫標(biāo)之間的關(guān)系：

③溫度計(jì)：測量溫度的儀表稱為溫度計(jì)。

工程上所用溫度計(jì)種類很多。日常使用最廣泛的溫度計(jì)是水銀玻璃桿溫度計(jì),電廠常用的溫度計(jì)除水銀溫度計(jì)外，還有熱電偶溫度計(jì)及電阻溫度計(jì)，除此之外還有用于測量高溫的輻射溫度計(jì)和光學(xué)溫度計(jì)等。2/2/20235（2）壓力p

(物理上學(xué)過的壓強(qiáng)，熱力學(xué)上稱壓力)

單位面積上所受到的垂直作用力稱為壓力。分子運(yùn)動(dòng)學(xué)說把氣體的壓力看作是分子撞擊容器壁面的平均結(jié)果。

①壓力單位：國際單位制中，壓力的單位為N/m2稱為帕斯卡(Pascal)或簡稱帕，用Pa表示。工程上因Pa太小常用兆帕(MPa)。1MPa=106Pa工程上還常用bar(暫時(shí)與國際壓力單位并用)1bar=105Pa除國際單位外，工程制常用壓力單位有：

單位液柱高度：常用mmHg，mmH2O，mH2O。p=hγ=hρg1mmHg=133.321Pa，1mmH2O=9.80665Pa1mH2O=9806.65Pa=0.0980665bar工程大氣壓(at)，1at=1kgf/cm2[千克力/(厘米)2]1at=735.6mmHg=98066.5Pa=0.0980665MPa=0.980665barata—絕對(duì)大氣壓物理大氣壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)在緯度45°海平面上常年平均氣壓，其數(shù)值為760mmHg1atm=760mmHg=1.013×105Pa=1.013bar2/2/20236②壓力測量：

傳統(tǒng)的壓力測量方法有兩種：彈簧管壓力表(工程上使用最廣)及U型管壓力表。pa表示大氣壓，待測壓力為p絕對(duì)壓力，可以想象，當(dāng)待測壓力與pa相等時(shí)，測量指示必然為零，故測量壓力為實(shí)際壓力與大氣壓差值。a.

當(dāng)p＞pa時(shí)，差值稱為表壓力pg，故絕對(duì)壓力p=pg+pab.當(dāng)p＜pa時(shí)，pa與p的差值稱為真空(度)pv，故絕對(duì)壓力p=pa-pv.

只有絕對(duì)壓力p才代表了工質(zhì)所具有的壓力，故為狀態(tài)參數(shù)。而p難以直接測得，是利用pg、pv計(jì)算得到的。2/2/20237（3）氣體比容v及密度ρ單位質(zhì)量的工質(zhì)所占有的容積稱為比容:v=V/m(m3/kg)

m——工質(zhì)的質(zhì)量(kg)；

V——m所占的容積(m3)單位容積內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量稱為密度：ρ=m/V=1/v(kg/m3)

重度γ(舊工程單位)是指單位容積內(nèi)工質(zhì)的重量:

γ=ρg2/2/20238理想氣體與實(shí)際氣體(1)實(shí)際氣體：分子具有一定的體積，相互之間具有作用力。(2)理想氣體：認(rèn)為：①分子是些彈性的、不占據(jù)體積的質(zhì)點(diǎn)；②分子相互之間沒有作用力。理想氣體是一種實(shí)際上不存在的假想氣體。理想氣體實(shí)質(zhì)上是實(shí)際氣體的壓力p→0,v→∞時(shí)的極限狀態(tài)之氣體。(3)自然界中實(shí)際存在的氣體,在通常溫度(≮-20℃)和壓力(≯20MPa)下,大多接近理想氣體之條件。如H2、N2、O2、CO、

CO2、空氣及煙氣等。在熱工計(jì)算中，一般的氣體都可當(dāng)作理想氣體看待，而水蒸汽則要看它所處的狀態(tài)——熱動(dòng)力裝置中壓力很高，離飽和狀態(tài)不遠(yuǎn)，不能當(dāng)作理想氣體；而對(duì)于燃?xì)庵械乃趾痛髿庵械乃郑梢宰鳛槔硐霘怏w看待。2/2/20239氣體的狀態(tài)方程

經(jīng)驗(yàn)表明：狀態(tài)參數(shù)并不是互不相關(guān)的。對(duì)于氣體，兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)確定后，狀態(tài)就定了，其他狀態(tài)參數(shù)也就確定了，用數(shù)字式表示(即狀態(tài)方程)為：用隱函數(shù)可表示為：理想氣體的狀態(tài)方程式中R—?dú)怏w常數(shù)

R=R/=8410/[J/(kg?K)]

R為通用氣體常數(shù)=8410J/(kmol?K)

為氣體分子量:對(duì)水蒸汽=18.016，R=461.26[J/(kg?K)]2/2/2023100.1.4其它狀態(tài)參數(shù)

內(nèi)能熱運(yùn)動(dòng)：物體內(nèi)部的分子、原子等粒子在不停的運(yùn)動(dòng)著,這種運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。內(nèi)能：內(nèi)能包括內(nèi)動(dòng)能和內(nèi)勢能。物體因熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做內(nèi)熱能(內(nèi)動(dòng)能)；內(nèi)勢能由分子之間的作用力引起，因此與分子間的平均距離有關(guān)。內(nèi)能是狀態(tài)參數(shù)：

分子運(yùn)動(dòng)學(xué)說指出，物體內(nèi)部分子的均方根速度只是溫度的函數(shù)，因此，內(nèi)動(dòng)能只是溫度的函數(shù)。由于分子之間有作用力存在，欲使它們彼此之間的平均距離加大，就必須作內(nèi)功，使分子間具有的內(nèi)勢能增大。因此，內(nèi)勢能與分子間的距離有關(guān)，也就是與工質(zhì)的比容v大小有關(guān)。故

u表示1kg工質(zhì)具有的內(nèi)能。單位：J/kg；kJ/kg2/2/202311焓h膨脹功及在p-v圖上的表示設(shè)氣缸中盛有1kg氣體，進(jìn)行一平衡過程。缸內(nèi)裝有一可移動(dòng)的無摩擦的活塞。其面積為A，某瞬間缸內(nèi)壓力為p，作用于活塞上的外力為F′，當(dāng)活塞移動(dòng)dx時(shí)(平衡過程，故工質(zhì)對(duì)活塞的力為F應(yīng)與F′相等)，工質(zhì)反抗外力所作的膨脹(容積增大)功為：dw=F·dx。因?yàn)槭瞧胶鉅顟B(tài)(可逆,無摩擦),F=p·A。所以，dw=p·A

dx=p·dv——膨脹功從狀態(tài)1變到狀態(tài)2時(shí)，整個(gè)膨脹過程所作的功為：即：工質(zhì)在可逆過程中所作的膨脹功可用p-v圖上過程曲線下的面積表示。

2/2/202312推動(dòng)功(流動(dòng)功)研究對(duì)象：C缸。A-C缸活塞面積;Δs-C缸活塞位移。所作功W=p·A·Δs=pV=mpv(J)

m——進(jìn)入C缸的工質(zhì)質(zhì)量。1kg工質(zhì)的推動(dòng)功：w=p·v(J/kg)

推動(dòng)功只有在工質(zhì)移動(dòng)位置時(shí)才起作用。工質(zhì)在移動(dòng)時(shí)總是從后面獲得推動(dòng)功，而對(duì)前面作出推動(dòng)功，即使沒有活塞存在時(shí)也一樣。工質(zhì)作推動(dòng)功時(shí)沒有熱力狀態(tài)的變化。

2/2/202313焓h在大多數(shù)熱力設(shè)備中，工質(zhì)總是離不開流動(dòng)的，因而內(nèi)能(u)和推動(dòng)功(pv)經(jīng)常是相伴出現(xiàn)，或者說它們常常以組合形式出現(xiàn)。因u、p、v都是狀態(tài)參數(shù)，故其和u+pv也必然僅僅取決于工質(zhì)的熱力狀態(tài)，也是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。定義：焓：h=u+pv。焓有時(shí)也叫比焓(J/kg或kJ/kg)

mkg工質(zhì)的總焓用符號(hào)H表示：H=mh=U+pV(J或kJ)系統(tǒng)中若引進(jìn)1kg工質(zhì)，則存在于其內(nèi)部的能量u隨著便帶進(jìn)系統(tǒng)，同時(shí)還把從后面獲得的推動(dòng)功pv也帶了進(jìn)來，故系統(tǒng)獲得的總能量為u+pv=h，工質(zhì)流出系統(tǒng)時(shí)的情況相同。理想氣體的焓其中定壓比熱式中k—等熵指數(shù)。對(duì)于過熱蒸汽k=1.3；對(duì)干飽和蒸汽k=1.135;對(duì)濕蒸汽k=1.035+0.1x，x表示膨脹過程初態(tài)蒸汽干度2/2/202314熵及熱量在溫熵圖(T-s)上的表示：熵s

熵的定義：熵的增量等于系統(tǒng)在可逆過程中從外界吸入的熱量除以傳熱時(shí)的絕對(duì)溫度所得的商。即：ds=dq/T

s—熵[J/(kg·K)或kJ/(kg·K)]；T—絕對(duì)溫度(K)；

dq—1kg工質(zhì)在可逆過程中吸收的熱量(J/kg或kJ/kg)

熵的含義：功和熱都是能量在傳遞過程中的量度,且可互相轉(zhuǎn)換,只是傳遞的方式不同而已。對(duì)此:dw=pdv及dq=Tdsq和w相對(duì)應(yīng)，是過程中傳遞的能量。

T和p相對(duì)應(yīng)，是促使能量傳遞的動(dòng)力。

s和v相對(duì)應(yīng)，它們標(biāo)志著能量傳遞過程可否進(jìn)行。沒有v的改變(dv=0)就沒有作功(dw=0)，沒有s的改變(ds=0)就沒有傳熱(dq=0)。

工程熱力學(xué)規(guī)定向工質(zhì)傳入熱量為正,工質(zhì)對(duì)外放熱為負(fù)。所以:吸熱，ds>0(因dq>0)，熵增加；放熱，ds<0熵減少。2/2/202315熱量在溫熵圖(T-s)上的表示熱力學(xué)上可以證明：熵是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，它的物理意義比較抽象，不能直接測量，但用它來分析研究許多熱工問題具有很大的實(shí)用意義。

T-s圖上的每一點(diǎn)表示一個(gè)平衡狀態(tài)，每一條連續(xù)曲線表示一個(gè)可逆過程，而過程線下面的面積則可以表示過程中所吸入或放出的熱量。2/2/2023160.1.5熱力過程過程過程(又稱熱力過程或狀態(tài)變化過程)—工質(zhì)狀態(tài)按某種規(guī)律連續(xù)進(jìn)行變化的經(jīng)歷。實(shí)際熱動(dòng)力設(shè)備中的各種過程較為復(fù)雜,工程熱力學(xué)上根據(jù)他們的特征將其近似的概括為幾種典型的可逆過程—定容、定壓、定溫、絕熱過程等定容過程定容過程就是在狀態(tài)變化中氣體的容積保持不變的過程。過程特征方程為：v=定值，即dv=0(1)過程方程：由pv=RT及v=定值得：

p/T=R/v=常數(shù)

(2)初終參數(shù)間的關(guān)系：

p2/T2=p1/T1或p2/p1=T2/T1(正比關(guān)系)(3)膨脹功：dw=pdv=0(∵dv=0)

即wv=0

dq=du+dw，∴qv=Δu(熱量變化等于內(nèi)能變化)2/2/202317定壓過程在狀態(tài)變化中氣體的壓力保持不變的過程稱為定壓過程。過程特征方程為：p=定值，即dp=0(1)過程方程：由pv=RT及p=const得：v/T=R/p=常數(shù)(2)初終參數(shù)間的關(guān)系：v2/T2=v1/T1或v2/v1=T2/T1(正比關(guān)系)(3)膨脹功：定溫過程在狀態(tài)變化中保持壓力不變的過程稱為定溫過程。過程特征方程為：T=定值，即dT=0(1)過程方程：pv=RT=const(2)初終參數(shù)間的關(guān)系：

p2v2=p1v1或p2/p1=v1/v2(反比關(guān)系)(3)膨脹功：2/2/202318等熵過程(絕熱過程)在狀態(tài)變化中與外界沒有熱量交換的過程稱為絕熱過程。過程特征方程為：dq=0(1)過程方程：即：絕熱過程的膨脹功等于內(nèi)能的減小，技術(shù)功等于焓的減少。絕熱過程焓的減少叫做絕熱焓降或簡稱焓降，故通常說絕熱過程的技術(shù)功等于焓降。因此，k稱為等熵指數(shù)或絕熱指數(shù)。(2)初終參數(shù)間的關(guān)系：p2v2k=p1v1k(3)由熱力學(xué)第一定律q=Δu+w可知，膨脹功：w=-Δu=cv(t1-

t2)同樣，由熱力學(xué)第一定律q=Δh+wt可知2/2/2023190.2水蒸汽性質(zhì)在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中用作工質(zhì)的水蒸汽距液態(tài)不遠(yuǎn)，故不能當(dāng)作理想氣體看待。其物理性質(zhì)較理想氣體復(fù)雜得多，不能用簡單的數(shù)學(xué)式子表達(dá)出來。故在工程計(jì)算中不再能用純數(shù)學(xué)的方法計(jì)算。而只能利用科學(xué)家們多年辛勤勞動(dòng)所得出的數(shù)據(jù)表以及據(jù)此繪制的T-s圖和h-s圖進(jìn)行計(jì)算。

0.2.1水的定壓加熱、氣化和過熱

工業(yè)上用的水蒸汽都是在各種鍋爐中定壓或接近定壓下加熱生成的。為便于了解水蒸汽的熱力性質(zhì)，先分析一個(gè)水的定壓加熱、汽化和過熱的簡單試驗(yàn)。

如圖所示：假定汽缸內(nèi)盛有1kg溫度為0℃的水，水面上有一無摩擦的活塞，活塞上置一重物，二者及大氣壓力施加于水平面的總壓力為p0，可以認(rèn)為水的比容v0≈0.001m3/kg。2/2/202320尚未達(dá)到沸騰狀態(tài)的表明，在一定壓力下，沸騰只能在某一相應(yīng)的溫度下發(fā)生。這一溫度稱之為“飽和溫度”,以符號(hào)ts來表示。水的飽和溫度隨著水面上所受的壓力而變,此壓力越高,飽和溫度也就越高；一定的飽和溫度也有一定的壓力(稱之為“飽和壓力”，以ps來表示)與之相對(duì)應(yīng)，即ps和ts二者互成單值函數(shù)關(guān)系。剛到達(dá)沸騰狀態(tài)的水叫做飽和水(規(guī)定以“′”標(biāo)志飽和水的參數(shù),如比容v′,焓h′)。隨著熱能的繼續(xù)加入，水將逐漸汽化而產(chǎn)生水蒸汽，在此定壓汽化過程中溫度始終保持為飽和溫度ts，而比容則大為增加。此時(shí)汽缸中飽和水與飽和蒸汽兩相并存。這種狀態(tài)稱之為“濕飽和蒸汽”或簡稱“濕蒸汽”。其比容用vx表示。繼續(xù)加熱，水將繼續(xù)汽化，直至汽缸中最后一滴水完全變?yōu)樗羝麜r(shí)，溫度仍為ts，此時(shí)的水蒸汽叫做“干飽和蒸汽”或簡稱“干蒸汽(規(guī)定以“"”標(biāo)志干飽和蒸汽的參數(shù),如比容v",焓h")。如再加熱,水蒸汽的溫度將升高而超過飽和溫度ts,比容也將繼續(xù)增大。這種水蒸汽叫做“過熱蒸汽”,高出ts的度數(shù)稱之為“過熱度”。水稱為“過冷水”或“未飽和水”。對(duì)汽缸加熱時(shí)，水的溫度漸漸升高，v也隨著略有增大。當(dāng)溫度升高到某一定值時(shí)，液態(tài)水的內(nèi)部開始產(chǎn)生汽泡，這種現(xiàn)象稱之為“沸騰”。實(shí)驗(yàn)2/2/2023210.2.2定壓加熱在p-v圖及T-s圖上的表示(2)汽化潛熱r：

T-s圖上a′—a"下的面積表示汽化過程加入的全部熱量，稱為蒸發(fā)(汽化)潛熱：r=h"-h′

因加熱時(shí)未見溫度升高，故稱之為“潛熱”。(3)壓力對(duì)各特殊狀態(tài)點(diǎn)的影響

①初始點(diǎn)b在p-v圖上與點(diǎn)a在同一垂線上，T-s圖上a、b為同一點(diǎn)(因水是不可壓縮的，比容v接近為T的一元函數(shù)，0℃時(shí)v0≈0.001m3/kg)。②點(diǎn)b′為飽和水狀態(tài)，稍靠右。(因隨著壓力的提高，水的汽化將在較高溫度下進(jìn)行，故比容有所增加)③點(diǎn)b"為干飽和蒸汽狀態(tài)點(diǎn)，比a"靠左。(由于壓力提高，水的汽化潛熱明顯減少，干飽和蒸汽的比容也將明顯減少)

(1)定壓下水蒸汽的形成過程可用p-v圖及T-s圖表示如下：①點(diǎn)a—0℃水的狀態(tài)；②點(diǎn)a′—飽和水狀態(tài)；

a—a′過冷水的余熱過程③點(diǎn)ax—某種汽水混合比的濕蒸汽，向右側(cè)汽量增多。x表示“干度”；④點(diǎn)a"—干飽和蒸汽狀態(tài)；

a′—a"水的定壓汽化過程⑤點(diǎn)d—過熱蒸汽狀態(tài)。

a"—d蒸汽的過熱過程2/2/202322(4)飽和水線、干蒸汽線及臨界狀態(tài)點(diǎn)水的臨界參數(shù)為：tc=374.15℃;pc=22.129MPa;vc=0.00326m3/kg。

飽和水線Mc與干飽和蒸汽線Nc把整個(gè)p-v圖及T-s圖都劃分為三個(gè)區(qū)域：

“過冷水”(“未飽和水”)區(qū)域；“濕蒸汽”區(qū)域；“過熱蒸汽”區(qū)域。依次提高壓力進(jìn)行試驗(yàn)，可以得出：①飽和水各點(diǎn)a′、b′、…連線Mc向右傾斜，Mc為飽和水線x=0；②干蒸汽點(diǎn)a"、b"…連線Nc向左傾斜，Nc為干蒸汽線x=1；③臨界點(diǎn)：由圖可見，隨著壓力的提高v"-v′(s"-s′)逐漸減小，亦即飽和水狀態(tài)曲線與干飽和蒸汽狀態(tài)曲線逐漸靠攏。當(dāng)壓力提高到某一(臨界)壓力時(shí)，Mc與Nc兩曲線匯于一點(diǎn)—c點(diǎn)，此點(diǎn)稱為“臨界點(diǎn)”。在此特殊狀態(tài)點(diǎn)上，飽和水與飽和蒸汽之間的明顯差別已不復(fù)存在。2/2/202323(5)水蒸汽的焓熵圖(h-s圖)工程中常求：定壓加熱過程,絕熱流動(dòng)過程及絕熱壓縮、膨脹過程的功或熱，其中用得最多的是焓。對(duì)絕熱過程要求等熵變化、表上查值很繁.圖中有定容線(v=定值)、濕區(qū)有定干度線(x=定值)、定壓線和定溫線(在濕區(qū)重合、過熱區(qū)分開)。

即：定壓線上的斜率等于當(dāng)?shù)氐臏囟?，所以，濕區(qū)定壓線為直線，過熱區(qū)向右擴(kuò)散。

還可看出：離x=1線愈遠(yuǎn)，定溫線愈近水平，說明過熱度越大，焓越趨于溫度的單值函數(shù)——接近理想氣體。

2/2/2023240.3動(dòng)力裝置的基本循環(huán)熱能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，但任何一個(gè)過程都不可能連續(xù)不斷地作功，因?yàn)楣べ|(zhì)的狀態(tài)最終將變化到不適宜作功的程度。如等溫度膨脹、絕熱膨脹、工質(zhì)的p將降到不能作功的程度(p=pa)，又如等壓膨脹作功時(shí)(需不斷加熱)，溫度又將升高到材料不能容許的程度。因此，為使連續(xù)作功成為可能，須在工質(zhì)膨脹作功之后，經(jīng)歷某種壓縮過程使它回復(fù)到原來的狀態(tài)，以便重復(fù)進(jìn)行膨脹作功過程。使工質(zhì)經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化，重新回復(fù)到原來狀態(tài)的全部過程叫做一個(gè)循環(huán)。2/2/2023250.3.1卡諾循環(huán)由兩個(gè)定溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成。循環(huán)熱效率為ηt=(q1-q2)/q1

由T-s圖知：q1=T1(s2-s1)及q2=T2(s3-s4)。而s2-s1=s3-s4,所以

重要結(jié)論：

①卡諾循環(huán)為熱力學(xué)第二定律的確立奠定了基礎(chǔ)：因?yàn)門1→∞和T2→0都是不可能的，故卡諾循環(huán)的熱效率只能小于1。這就是說在循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中不可能將全部熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。

②為如何提高循環(huán)熱效率指出了方向：卡諾循環(huán)的熱效率決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?。提高T1和降低T2皆可提高其熱效率。2/2/202326③為實(shí)際熱力循環(huán)的改善確立了努力的目標(biāo)制冷系數(shù)：熱泵系數(shù)：可以證明：在給定的溫度界限內(nèi)，所有動(dòng)力循環(huán)中以卡諾循環(huán)的熱效率為最高。

④為任意可逆循環(huán)的分析提供了簡便的方法提出了廣義(等價(jià))卡諾循環(huán)的概念：對(duì)任意的可逆循環(huán)，可以用平均吸熱溫度和平均放熱溫度代替卡諾循環(huán)的吸熱溫度和平均放熱溫度。其熱效率為、

分別為平均吸熱溫度和平均放熱溫度平均放熱(吸熱)溫度的求法：用過程吸(放)熱量除以熵增量。2/2/2023270.3.2朗肯循環(huán)卡諾循環(huán)與實(shí)際循環(huán)

盡管卡諾循環(huán)在熱力學(xué)理論方面具有重大意義，但迄今為止，工程仍不能造出完全按卡諾循環(huán)工作的熱機(jī)。這是因?yàn)椋?/p>

①以理想氣體為工質(zhì)的循環(huán)難以實(shí)現(xiàn)定溫加熱和定溫放熱，過熱蒸汽實(shí)現(xiàn)定溫過程也是困難的；②對(duì)于采用飽和水蒸汽為工質(zhì)的循環(huán)，雖說水的汽化和凝結(jié)過程在壓力不變時(shí)可以實(shí)現(xiàn)等溫吸熱和放熱，原理上是可以實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)的，如下圖中的1-2-3′-4′-1。但該循環(huán)吸熱溫度低使循環(huán)效率低，常規(guī)電站并不采用。

③即使是多采用飽和蒸汽的核電站仍不能采用卡諾循環(huán)。原因之一是在絕熱膨脹終點(diǎn)蒸汽濕度太大，汽輪機(jī)無法安全運(yùn)行。二是在凝結(jié)放熱終了時(shí)，濕蒸汽比容很大，壓縮濕蒸汽會(huì)給泵的設(shè)計(jì)和制造帶來難以克服的困難。

2/2/202328朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)所需設(shè)備及過程

朗肯循環(huán)所需設(shè)備：蒸汽發(fā)生器(鍋爐)、汽輪機(jī)、凝汽器及給水泵。

1-2

蒸汽在汽輪機(jī)中絕熱膨脹：wt=h1-h22-3

乏汽在冷凝器中定壓放熱過程:q2=h2-h3,h3為乏汽壓力p2所對(duì)應(yīng)的飽和水焓

3-4

凝結(jié)水在給水泵中的絕熱壓縮過程：wp=h4-h3≈v3(p4-p3)[因內(nèi)能近似不變]4-4'-1過冷水在蒸汽發(fā)生器(鍋爐)中的加熱汽化(及過熱)過程：q1=h1-h4

現(xiàn)代蒸汽輪機(jī)發(fā)電廠所采用的各種較復(fù)雜的熱力系統(tǒng)都是在朗肯循環(huán)的基礎(chǔ)上予以改進(jìn)而得出的。飽和蒸汽朗肯循環(huán)(圖中的1-2-3-4-4'-1)與卡諾循環(huán)(圖中的1-2-3'-4'-1)的主要不同在于，將排汽全部凝結(jié)成水。顯然，水的升壓要比汽水混合物容易的多。2/2/2023290.3.3提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率途徑

提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵是減少冷源熱損失。其主要途徑有：①提高蒸汽初參數(shù)；②降低蒸汽終參數(shù)；③蒸汽中間再過熱(簡稱再熱);④給水回?zé)峒訜?簡稱回?zé)?

⑴提高蒸汽初參數(shù)

提高p0/t0可以增加單位工質(zhì)的作功能力，但汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率ηi=ηtηri卻不一定能提高。提高t0ηt=1-

。當(dāng)p0和pc一定時(shí)，↑t0可以↑

，因而可↑ηt；t0的↑可使v0和xc均增大，↓高壓段δhl，δhδ;↓低壓段δhx，使ηri↑。t0的提高受到冶金技術(shù)所能提供的耐高溫鋼材性能及價(jià)格的限制前蘇聯(lián)有機(jī)組的初溫高達(dá)665℃，世界上一度也曾采用較高溫度，但因需要奧氏鋼體，現(xiàn)普遍將初溫降低至540℃左右。2/2/202330提高p0純凝汽，當(dāng)t0和pc一定時(shí)，p0提高，ηt先↑后↓；工程t0范圍p0↑ηt↑p0的提高可使v0和xc均減小，↑高壓段δhl,δhδ;↑低壓段δhx,使ηri↓，影響比初溫大。且xc的減小(沖蝕嚴(yán)重)還會(huì)威脅汽輪機(jī)的安全。另外,↑p0將對(duì)材料的要求提高,或要增加管壁及缸壁的厚度.單純提高p0是不利的，應(yīng)與↑t0相配合。提高p0使ηt↑但卻使ηri↓，只有在提高p0使ηt↑＞ηri↓時(shí)才有利。工程上采用高參數(shù)配大容量并配以再熱的辦法來抑制其不利影響。

2/2/202331⑵降低蒸汽終參數(shù)

ηt=1-

。↓pc可以↓

，使冷源損失減小，因而可提高ηt;

ηt與tc之間的關(guān)系接近是線性的。對(duì)高壓凝汽式汽輪機(jī)，排汽溫度tc每降低10℃，ηt將增加約3.5%

↓pc使蒸汽的理想焓降(即理想比內(nèi)功)也隨之增加；↓pc使ηri↓。因?yàn)?，若末?jí)排汽面積一定，越低則排汽比容越大，故排汽余速損失越大；降低tc受環(huán)境溫度(冷卻水溫)、冷卻水溫升以及傳熱端差的限制?？傮w來說，降低蒸汽終參數(shù)可以使汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率和蒸汽的理想比內(nèi)功提高。

2/2/202332⑶蒸汽中間再熱

常規(guī)電站再熱循環(huán)采用再熱的原始目的是在提高蒸汽初壓時(shí)減小排汽濕度(1-xc)，以保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行。但再熱參數(shù)選擇合適時(shí)，采用再熱還可提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。一次再熱最佳再熱壓力(18%~20%)p0。采用煙氣再熱時(shí)，一次再熱實(shí)際可提高熱經(jīng)濟(jì)性5%~6%。對(duì)于超超臨界壓力機(jī)組，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后可以采用兩次再熱，兩次再熱較一次再熱又可提高熱經(jīng)濟(jì)性2%左右。2/2/202333PWR再熱循環(huán)壓水堆核電廠采用再熱的主要目的是提高低壓缸的排汽干度，使排汽濕度在汽輪機(jī)安全運(yùn)行所允許的范圍內(nèi)。

若不采取任何措施，排汽濕度將達(dá)30%左右；設(shè)置汽水分離器和去濕裝置后，排汽濕度仍可達(dá)20%左右(膨脹線A)；若再采用再熱，蒸汽被加熱至過熱，排汽濕度約為11%左右(膨脹線B)。去濕再熱器可只采用新蒸汽再熱，也可采用高壓缸抽汽和新蒸汽兩段再熱的方法。從熱力學(xué)的角度看，不論采用一段再熱還是兩段再熱，都只會(huì)使熱效率降低。然而由于低壓缸進(jìn)汽的過熱使?jié)衿麚p失大大減小，去濕再熱的總效果是機(jī)組熱效率得以提高。再熱壓力以高低壓缸排汽濕度基本相等選?。?12%~15%)p0。一般講，只用新蒸汽再熱可使經(jīng)濟(jì)性提高1.5%~2%，采用兩段再熱可提高經(jīng)濟(jì)性1.8%~2.5%。2/2/202334無再熱高參數(shù)機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)2/2/2023350.4核能發(fā)電技術(shù)簡介0.4.1核電廠的電能生產(chǎn)過程——以壓水堆核電站為例2/2/202336能量轉(zhuǎn)換過程①核燃料在反應(yīng)堆中發(fā)生受控裂變，核能以裂變碎片的動(dòng)能等形式釋放出來，并最終轉(zhuǎn)化為熱能，傳給包殼外流動(dòng)的載熱劑；②載熱劑將熱能帶出堆芯，至蒸汽發(fā)生器內(nèi)傳遞給二次側(cè)工質(zhì)水,使其成為高壓飽和蒸汽；③飽和蒸汽在汽輪機(jī)中逐級(jí)膨脹作功(或部分作為汽水分離再熱的熱源)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，并轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；④發(fā)電機(jī)將汽輪機(jī)傳送來的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。2/2/2023370.4.2壓水堆核電站系統(tǒng)組成2/2/2023380.4.3壓水堆核電站的常規(guī)島系統(tǒng)常規(guī)島可分為汽輪機(jī)回路、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)三部分。汽輪機(jī)回路也可稱為二回路，它是由汽輪機(jī)、汽水分離再熱器、凝汽器、凝結(jié)水泵、主給水泵、回?zé)峒訜崞骱统跗鞯扰c蒸汽發(fā)生器二次側(cè)組成的封閉的汽水循環(huán)回路。這個(gè)循環(huán)回路的流程原理與火力發(fā)電廠的流程原理基本相同，只是由核島部分的蒸汽發(fā)生器代替了火力發(fā)電廠的蒸汽鍋爐。同火力發(fā)電廠使用的過熱蒸汽相比，蒸汽發(fā)生器出口的蒸汽為飽和蒸汽，熱力參數(shù)低，作功能力差，因此核電汽輪機(jī)的體積比火電汽輪機(jī)的體積大，在本體疏水和蒸汽除濕等方面都要采取相應(yīng)的必要措施，以防止?jié)裾羝臎_蝕。由于高缸排汽含水分較多，在高低壓缸間設(shè)有汽水分離再熱器。為提高汽輪發(fā)電機(jī)組的綜合熱效率，大亞灣核電站采用了兩臺(tái)并列的容量各為50%的汽動(dòng)給水泵為蒸汽發(fā)生器提供給水，另有一臺(tái)容量為50%的電動(dòng)給水泵備用。核電廠二回路系統(tǒng)構(gòu)成封閉的熱力循環(huán)，作為蒸汽和動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在核電廠正常運(yùn)行期間，二回路系統(tǒng)工作的可靠性直接影響到核電廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從安全角度講，二回路將反應(yīng)堆衰變熱帶走，為了保證反應(yīng)堆的安全，二回路設(shè)置了一系列系統(tǒng)和設(shè)施，保障一回路熱量排出，如主蒸汽旁路系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器輔助給水系統(tǒng)、蒸汽排放系統(tǒng)、主蒸汽管道上的卸壓閥及安全閥等就是為此設(shè)置的。二回路系統(tǒng)可以控制來自一回路泄漏的放射性水平、能提供有效的探測放射性漏入系統(tǒng)的手段和隔離泄漏的方法。2/2/2023390.5汽輪機(jī)基本工作原理及分類1.狀態(tài)及過程方程式0.5.1基本方程式——熱力學(xué)及流體力學(xué)的一些基本公式理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的定壓比熱式中k—等熵指數(shù)。對(duì)于過熱蒸汽k=1.3；對(duì)干飽和蒸汽k=1.135;對(duì)濕蒸汽k=1.035+0.1x，x表示膨脹過程初態(tài)蒸汽干度

R—?dú)怏w常數(shù)。R=R/=8410/[J/(kg?K)]

R為通用氣體常數(shù)=8410J/(kmol?K)，為氣體分子量。對(duì)水蒸汽=18.016，R=461.26[J/(kg?K)]。理想氣體的焓等熵膨脹過程方程2/2/2023402.連續(xù)性方程

即質(zhì)量平衡方程:連續(xù)性方程的微分形式:表明了穩(wěn)定流動(dòng)中通流截面與汽流速度及蒸汽比容之間的變化關(guān)系——蒸汽流動(dòng)變化與作用于流體上的力的關(guān)系式?對(duì)等熵流動(dòng)，R=0，則式中負(fù)號(hào)說明在無損失的流動(dòng)過程中，壓力和速度的變化方向相反3.運(yùn)動(dòng)方程式

微元段上的力:壓力p及阻力dR，重力垂直流動(dòng)方向，在運(yùn)動(dòng)方向上的分量為零或2/2/2023414.能量方程式對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)，進(jìn)入系統(tǒng)的能量必然等于離開系統(tǒng)的能量。若忽略汽流進(jìn)出系統(tǒng)的勢能變化，則系統(tǒng)的能量方程可寫為：研究氣體的流動(dòng)經(jīng)常用到臨界概念，因此必須首先給出音速表達(dá)式。音速實(shí)際上就是壓力波的傳播速度。根據(jù)小壓力擾動(dòng)理論，音速a可以表示為：將等熵過程微分方程式

M=1時(shí)的氣流狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)，此時(shí)氣流速度c稱為臨界速度ccr，參數(shù)都稱為臨界參數(shù)，如pcr，vcr等。5.音速與馬赫數(shù)

代入上式得

音速標(biāo)志了工質(zhì)可壓縮性的大小，是流體的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)

對(duì)理想氣體，k=cp/cv只是溫度的函數(shù)，故音速也只是溫度的函數(shù)流體的速度c與當(dāng)?shù)匾羲賏的比值叫作馬赫數(shù)M。即2/2/2023420.5.2促使流動(dòng)變化的條件1.力學(xué)條件(速度變化與壓力變化之關(guān)系)

由運(yùn)動(dòng)方程式有，故由運(yùn)動(dòng)方程式知：在氣體流動(dòng)中，如果流速是增加的，則壓力必然降低，如果壓力升高，則流速必然降低。

2.幾何條件(截面變化與流速之間的關(guān)系)代入連續(xù)性方程有可見，c↑時(shí)A應(yīng)擴(kuò)大還是縮小取決于M?1?①當(dāng)M<1(亞音速)，即c<a時(shí)，dA與dc符號(hào)相反。膨脹(c↑):面積應(yīng)漸縮.②當(dāng)M>1(超音速)，即c>a時(shí)，dA與dc符號(hào)相同。膨脹(c↑):面積應(yīng)漸擴(kuò).③若要使汽流從亞音速變?yōu)槌羲?，噴管的形狀?yīng)先漸縮—再漸擴(kuò)[稱為縮放噴嘴或拉伐爾(Delaval)噴嘴]。當(dāng)M=1，即c=a時(shí)，稱為臨界。dA=0，最小截面。由等熵過程分方程式有因此，速度的變化需兩個(gè)條件：①壓差—力學(xué)條件；②通道形狀變化—幾何條件2/2/2023430.5.3汽輪機(jī)基本工作原理及級(jí)的概念

汽輪機(jī)是利用蒸汽的熱能來作功的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，因此它的工作原理是基于熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的理論。級(jí)——噴嘴和與其配合的動(dòng)葉柵所構(gòu)成的汽輪機(jī)基本作功單元。

單級(jí)汽輪機(jī)與多級(jí)汽輪機(jī)2/2/202344汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備布置立面圖2/2/202345汽輪機(jī)高壓缸2/2/202346HY常規(guī)島熱力系統(tǒng)圖總圖2/2/202347第1章二回路汽水循環(huán)1.1主蒸汽系統(tǒng)MSS1.2汽水分離再熱器系統(tǒng)SRS1.3凝結(jié)水系統(tǒng)CDS1.4主給水系統(tǒng)MFWS1.5凝結(jié)水精處理系統(tǒng)CPS2/2/2023481.1主蒸汽系統(tǒng)（MSS）系統(tǒng)功能系統(tǒng)描述主要設(shè)備2/2/2023491）安全相關(guān)功能無。2）其他非安全相關(guān)功能主蒸汽系統(tǒng)將主蒸汽輸送至汽輪機(jī)高壓缸，在旁排運(yùn)行時(shí)將主蒸汽排至凝汽器，向低壓加熱器、高壓加熱器、除氧器提供抽汽。該系統(tǒng)執(zhí)行以下非安全功能：（1）輸送主蒸汽主蒸汽系統(tǒng)向汽輪機(jī)系統(tǒng)(MTS)、輔助蒸汽系統(tǒng)(ASS)、汽機(jī)軸封系統(tǒng)(GSS)提供蒸汽，向汽水分離再熱器(MSR)提供再熱蒸汽。（2）汽輪機(jī)旁排

在汽輪機(jī)不可用時(shí)，通過旁排閥將蒸汽排放至凝汽器。（3）輸送汽輪機(jī)抽汽（一般來說，MSS通常不包括抽汽系統(tǒng)）正常運(yùn)行期間，從汽輪機(jī)的不同級(jí)中抽出部分蒸汽，用以加熱凝結(jié)水和給水，達(dá)到回?zé)岬哪康?。?）汽輪機(jī)保護(hù)（防進(jìn)水、防超速）主蒸汽系統(tǒng)必須避免3號(hào)、4號(hào)低壓加熱器和6號(hào)、7號(hào)高壓加熱器、除氧器的水倒流入汽輪機(jī)，引起水擊；需防止3號(hào)、4號(hào)低壓加熱器和6號(hào)、7號(hào)高壓加熱器、除氧器中的飽和蒸汽在瞬態(tài)工況條件進(jìn)入汽機(jī)，減少瞬態(tài)工況時(shí)傳遞至汽輪機(jī)的能量，從而防止汽輪機(jī)超速。1.1.1系統(tǒng)功能2/2/2023501.1.2系統(tǒng)描述

主蒸汽系統(tǒng)主要由管道、閥門和相關(guān)儀表組成。主蒸汽系統(tǒng)管道和部件主要布置于汽機(jī)房內(nèi)，包括從蒸汽發(fā)生器出口到主汽閥之間的主蒸汽管道以及與連接到汽輪機(jī)上的主蒸汽管道相連的設(shè)備和管道。主蒸汽系統(tǒng)與蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)(核島)的分界在核島的輔助廠房外墻處；旁排與凝汽器設(shè)計(jì)分界在凝汽器入口處；抽汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)分界自各級(jí)抽汽逆止閥至對(duì)應(yīng)各級(jí)加熱器、除氧器入口處；主蒸汽系統(tǒng)至MSR二級(jí)加熱器、軸封系統(tǒng)設(shè)計(jì)分界至各設(shè)備接口。2/2/2023511.1.2高壓蒸汽系統(tǒng)2/2/2023521.1.2再熱蒸汽系統(tǒng)2/2/202353主蒸汽輸送在電力生產(chǎn)過程中，主蒸汽系統(tǒng)將來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽送至主汽輪機(jī)系統(tǒng)(MTS)。當(dāng)主汽輪機(jī)系統(tǒng)不可用時(shí)，通過旁排系統(tǒng)直接排至凝汽器。

兩條DNl050主蒸汽管道與相對(duì)應(yīng)蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)主蒸汽管道相連接，將主蒸汽輸送至靠近高壓缸的主蒸汽母管。從該母管通過四根獨(dú)立的蒸汽管道、四組主汽閥聯(lián)合組件向高壓缸供汽。主汽閥聯(lián)合組件是主汽輪機(jī)系統(tǒng)的組成部分。從主蒸汽母管接出兩路支管向MSR二級(jí)再熱器管束供再熱蒸汽。當(dāng)主蒸汽隔離信號(hào)觸發(fā)，隔離MSR再熱管束的加蒸汽時(shí)，汽動(dòng)隔離閥（V1001A&B）關(guān)閉。調(diào)節(jié)閥（V1004A&B）用來調(diào)節(jié)再熱蒸汽供應(yīng)管線中蒸汽的流量。正常運(yùn)行時(shí)，蒸汽通過電動(dòng)隔離閥（V1002A&B）流入MSR的二級(jí)再熱器。2/2/202354向輔助蒸汽系統(tǒng)供汽從主蒸汽管道接一路支管至輔助蒸汽系統(tǒng)(ASS)，為輔助蒸汽系統(tǒng)提供蒸汽。在下列情況下，輔助蒸汽系統(tǒng)采用主蒸汽來汽作為供汽汽源：機(jī)組啟動(dòng)過程中，主蒸汽參數(shù)達(dá)到要求后可以作為輔助鍋爐輔汽汽源的補(bǔ)充。汽機(jī)跳閘后采用主蒸汽供汽維持除氧器壓力。由于高壓缸排汽（？）參數(shù)與輔助蒸汽系統(tǒng)參數(shù)接近，因此從該級(jí)抽汽管道接出一路支管作為輔助蒸汽母管暖管汽源。保持輔助蒸汽系統(tǒng)母管在適當(dāng)?shù)臏囟?，可以減小汽輪機(jī)跳閘后輔助蒸汽汽源自動(dòng)切換到主蒸汽送汽時(shí)帶來的熱沖擊。輔助蒸汽系統(tǒng)向除氧器供汽，在啟動(dòng)過程中為除氧器預(yù)熱凝結(jié)水。在汽機(jī)跳閘后，主蒸汽通過輔助蒸汽的這條管道向除氧器提供加熱蒸汽。2/2/202355向汽機(jī)軸封供汽主蒸汽母管接一路支管為汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)(GSS)供汽。輔助蒸汽系統(tǒng)在機(jī)組啟動(dòng)過程中向汽輪機(jī)軸封提供蒸汽．機(jī)組啟動(dòng)后，隨著負(fù)荷上升軸封汽源從輔助蒸汽切換至主蒸汽供汽。

主蒸汽至軸封供汽支管設(shè)置電動(dòng)閥(V1008)，在軸封不采用主蒸汽作為汽源時(shí)將主蒸汽與軸封系統(tǒng)隔離。2/2/202356輸送汽輪機(jī)抽汽抽汽管道的范圍從汽輪機(jī)抽汽口至各級(jí)高、低壓加熱器及除氧器殼體入口。本機(jī)組采用七級(jí)回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)，2高+4低+1除氧器。各級(jí)加熱器由汽機(jī)的抽汽進(jìn)行加熱。7號(hào)高加(FWS-ME-07A&B)和6號(hào)高加(FWS-ME-06A&B)的加熱蒸汽來自高壓缸，分別為2段和3段抽汽(1段抽汽供MSR一級(jí)再熱用汽)。來自冷再熱管道的4段抽汽向除氧器(CDS-ME-05)提供蒸汽。

第5~8段抽汽來自低壓缸，并分別向4號(hào)(CDS-ME-04A&B)、3號(hào)(CDS-ME-03A&B)、2號(hào)(CDS-ME-02A&B&C)和1號(hào)低壓加熱器(CDS-ME-01A&B&C)提供蒸汽。1號(hào)和2號(hào)低加位于凝汽器喉部。1號(hào)低壓加熱器有4條抽汽管線，2號(hào)低壓加熱器有2條抽汽管線。供熱水加熱系統(tǒng)(VYS)蒸汽支管自去除氧器的4段抽汽管接出。在熱水加熱系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí)或輔助蒸汽用作熱水加熱系統(tǒng)的汽源時(shí)，通過管道上的電動(dòng)閥(V3171)將抽汽與VYS隔離，同時(shí)氣動(dòng)逆止閥(V3172)聯(lián)鎖關(guān)閉，防止VYS蒸汽倒流進(jìn)入抽汽管道，汽輪機(jī)跳閘時(shí)(V3171)聯(lián)鎖關(guān)閉。2/2/202357汽輪機(jī)旁排系統(tǒng)1）旁排系統(tǒng)的功能汽輪機(jī)旁排系統(tǒng)能夠?qū)⒄羝l(fā)生器來的蒸汽排放至凝汽器，將系統(tǒng)能量通過冷卻水排至大氣，從而最大程度地減少機(jī)組啟動(dòng)、熱停機(jī)、機(jī)組冷卻階段及負(fù)荷發(fā)生階躍變化時(shí)對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的影響。系統(tǒng)設(shè)置六只汽輪機(jī)旁排閥，當(dāng)機(jī)組處于額定負(fù)荷時(shí)所對(duì)應(yīng)的主蒸汽壓力下，可將40%額定主蒸汽流量直接排放至凝汽器。在機(jī)組負(fù)荷迅速大幅度降低時(shí)，旁排系統(tǒng)將多余蒸汽排放至凝汽器，不會(huì)引起汽機(jī)跳閘。在反應(yīng)堆從100%功率跳堆、機(jī)組甩100%負(fù)荷或汽輪機(jī)從100%功率跳閘而反應(yīng)堆未跳堆時(shí)，旁排系統(tǒng)及反應(yīng)堆控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作防止蒸汽發(fā)生器和主蒸汽系統(tǒng)超壓，從而降低了主蒸汽安全閥、動(dòng)力泄壓閥和穩(wěn)壓器安全閥動(dòng)作的可能性。汽機(jī)旁排系統(tǒng)還可用于機(jī)組啟動(dòng)過程中蒸汽發(fā)生器的升負(fù)荷。該系統(tǒng)也可以用于機(jī)組停運(yùn)，從而降低了對(duì)于實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的安全系統(tǒng)的依賴。2/2/2023582）不同負(fù)荷變化時(shí)的功率控制方式

當(dāng)機(jī)組階躍負(fù)荷變化不大于10%或機(jī)組負(fù)荷變化率不大于每分鐘5%時(shí)，旁排系統(tǒng)不動(dòng)作。機(jī)組總的負(fù)荷變化由NSSS(反應(yīng)堆的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng))的反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)、穩(wěn)壓器液位和壓力控制系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器液位控制系統(tǒng)來控制。對(duì)于大于10%但小于50%的機(jī)組甩負(fù)荷或汽輪機(jī)從50%負(fù)荷以下停機(jī)時(shí)，汽輪機(jī)旁排系統(tǒng)協(xié)同NSSS控制系統(tǒng)動(dòng)作來滿足機(jī)組負(fù)荷變化的要求。

對(duì)于大于50%的甩負(fù)荷，快速降負(fù)荷系統(tǒng)、汽輪機(jī)旁排系統(tǒng)和NSSS控制系統(tǒng)共同動(dòng)作以滿足機(jī)組功率變化的要求。快速降負(fù)荷系統(tǒng)可迅速降低反應(yīng)堆功率至汽機(jī)旁排系統(tǒng)和凝汽器能夠接受的水平。

旁排閥由蒸汽排放控制系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行控制，可在平均溫度模式下或蒸汽母管壓力模式下工作。2/2/2023593）旁排系統(tǒng)配置及動(dòng)作方式系統(tǒng)配備有六只旁排閥(V1018A、V1019A、V1018B、V1019B、V1018C、V1019C)，每兩只閥出口管道匯成一個(gè)母管排入對(duì)應(yīng)的凝汽器殼側(cè)。從運(yùn)行的角度將閥門分為兩組?！伴y組A”在0%至100%蒸汽排放量范圍內(nèi)運(yùn)行，而“閥組B”僅在50%至100%蒸汽排放量范圍內(nèi)運(yùn)行。位于凝汽器中的擴(kuò)散器保證了旁排閥出口有一定背壓，以限制旁排閥兩端的壓差。這一功能有助于改善閥門的工作條件，提高閥門性能，且與真空背壓相比，閥后管道可選擇較小管徑。旁排閥在執(zhí)行機(jī)構(gòu)失去動(dòng)力源情況下處于關(guān)閉位置，這樣可以防止一回路的過度冷卻。此外，在其中一只旁排閥故障打開時(shí)，在額定負(fù)荷主蒸汽壓力下通過閥門的最大流量不至于引起反應(yīng)堆瞬態(tài)工況的發(fā)生。閥門定位器在接收到控制系統(tǒng)的信號(hào)后作出響應(yīng)，調(diào)節(jié)旁排閥閥位以滿足機(jī)組小負(fù)荷變化時(shí)的系統(tǒng)需求。對(duì)于大的負(fù)荷變化，當(dāng)控制系統(tǒng)要求閥門迅速打開或關(guān)閉時(shí)，旁排閥調(diào)節(jié)功能被屏蔽，旁排閥可以迅速打開或關(guān)閉。在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)低Tavg(平均溫度)時(shí)，汽輪機(jī)旁排閥被閉鎖不允許打開，以避免反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)被過度冷卻。在機(jī)組冷卻期間，其中一只旁排閥可以屏蔽上述功能，手動(dòng)開啟該閥用于機(jī)組的冷卻運(yùn)行。在凝汽器因背壓高或循環(huán)水量不足而不可用時(shí)，汽機(jī)旁排閥被閉鎖不允許開啟，在有主蒸汽系統(tǒng)隔離信號(hào)的情況下汽機(jī)旁排閥也會(huì)被閉鎖不允許開啟。2/2/2023604）旁排系統(tǒng)對(duì)安全相關(guān)系統(tǒng)的影響因旁排系統(tǒng)內(nèi)管道破口或其它系統(tǒng)故障所致的汽輪機(jī)旁排系統(tǒng)失效對(duì)安全相關(guān)系統(tǒng)沒有負(fù)面影響。當(dāng)汽輪機(jī)旁排系統(tǒng)故障導(dǎo)致主蒸汽系統(tǒng)壓力明顯降低時(shí)，系統(tǒng)將觸發(fā)蒸汽隔離信號(hào)，該信號(hào)使MSIV(主蒸汽隔離閥)關(guān)閉，從而限制反應(yīng)堆瞬態(tài)在可接受的范圍內(nèi)。當(dāng)汽輪機(jī)旁排系統(tǒng)故障引起主蒸汽系統(tǒng)超壓時(shí)，致使蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)中的動(dòng)力泄壓閥、主蒸汽安全閥動(dòng)作打開，緩解系統(tǒng)超壓。該汽機(jī)旁排閥入口管道設(shè)置手動(dòng)隔離閥(V1017A、V1017B、V1017C)。因不會(huì)對(duì)旁排閥進(jìn)行在線檢修，旁排閥出口不設(shè)置隔離閥。旁排閥上游隔離閥關(guān)閉后，旁排閥可以從主蒸汽壓力中隔離出來。在隔離主蒸汽壓力的情況下，在機(jī)組運(yùn)行期間可對(duì)旁排閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，此時(shí)旁排閥的開關(guān)不會(huì)導(dǎo)致電站瞬態(tài)的發(fā)生。但是，在機(jī)組功率運(yùn)行期間，一只或一只以上汽輪機(jī)旁排閥隔離時(shí)，機(jī)組的負(fù)荷變化可能會(huì)導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)動(dòng)力泄壓閥和主蒸汽安全閥動(dòng)作。2/2/202361疏水系統(tǒng)1）主蒸汽管道自動(dòng)疏水為了最大程度地減少汽輪機(jī)進(jìn)水的可能性，在主蒸汽管道可能聚集疏水的低位點(diǎn)設(shè)置疏水點(diǎn)，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)疏水由常規(guī)島排汽、疏水經(jīng)卸壓系統(tǒng)(TDS)母管排至凝汽器。主汽至MSR的供汽管道調(diào)節(jié)閥前和隔離閥之間設(shè)置自動(dòng)疏水系統(tǒng)。電動(dòng)隔離閥前水平管道布置坡度坡向主蒸汽母管，因此管道布置不存在低點(diǎn)，不用設(shè)置疏水點(diǎn)。疏水系統(tǒng)是由疏水器，氣動(dòng)疏水閥及用于停機(jī)檢修時(shí)的放水閥組成的。氣動(dòng)疏水閥的開關(guān)通過疏水集管上的水位控制裝置來完成自動(dòng)控制。為保護(hù)汽輪機(jī)，氣動(dòng)疏水閥還會(huì)在汽機(jī)跳閘時(shí)聯(lián)鎖打開。在正常運(yùn)行時(shí)，疏水集管中的疏水由疏水器連續(xù)導(dǎo)出，在負(fù)荷瞬變時(shí)疏水量的增加可能超出疏水器通流能力，此時(shí)通過疏水集管上的水位控制聯(lián)鎖打開氣動(dòng)疏水閥，排放多余的疏水。所有氣動(dòng)疏水閥可由運(yùn)行人員遠(yuǎn)程控制。疏水裝置在高水位時(shí)報(bào)警并將各自動(dòng)閥的閥位信息提供給運(yùn)行人員。正常運(yùn)行過程中的疏水主要由管道中蒸汽冷凝或蒸汽的濕度產(chǎn)生。影響系統(tǒng)中形成疏水和各疏水集管中的疏水量的因素包括以下幾項(xiàng)：①保溫效率；②系統(tǒng)壓力降，隨著機(jī)組的老化而增加；③汽輪機(jī)中的機(jī)械和熱力性能降低，隨著設(shè)備的老化而增加；④管道的幾何形狀，諸如彎管的數(shù)量和位置；⑤蒸汽流速。及時(shí)排出管道內(nèi)疏水是汽機(jī)防進(jìn)水保護(hù)的必要手段，疏水系統(tǒng)攜帶的熱量會(huì)不可避免地排往凝汽器。連續(xù)疏水系統(tǒng)的設(shè)置能在熱能損失最小的情況下導(dǎo)出蒸汽管線的疏水。在反應(yīng)堆跳閘后，機(jī)組運(yùn)行人員根據(jù)需要關(guān)閉部分氣動(dòng)疏水閥門限制一回路的冷卻。疏水器的選擇保證正常滿負(fù)荷運(yùn)行過程中產(chǎn)生的疏水能順利排出，疏水器進(jìn)出口設(shè)置隔離閥。2/2/2023622）汽機(jī)旁排控制閥前連續(xù)疏水汽機(jī)旁排控制閥入口低位點(diǎn)設(shè)置疏水管路。用于管道的連續(xù)疏水，防止汽機(jī)旁排控制閥上游積水。這種布置減少了控制閥突然開啟后對(duì)凝汽器內(nèi)部件的汽水沖擊。2/2/2023633）抽汽管線自動(dòng)疏水為了最大程度地降低汽輪機(jī)進(jìn)水的可能性，在所有抽汽管道低點(diǎn)和可能聚集疏水和冷凝蒸汽的位置設(shè)置自動(dòng)疏水系統(tǒng)。疏水通過TDS排至凝汽器。除2號(hào)和1號(hào)低加以外的各抽汽管線均在汽輪機(jī)和抽汽逆止閥之間設(shè)置疏水點(diǎn)及自動(dòng)疏水裝置。各疏水裝置由用于連續(xù)疏水的疏水器和用于自動(dòng)疏水的氣動(dòng)疏水閥并聯(lián)組成。

氣動(dòng)疏水閥的開啟和關(guān)閉由疏水集管上的水位控制裝置來控制完成。氣動(dòng)疏水閥在汽機(jī)跳閘、加熱器高三水位(3號(hào)低加為疏水箱高高水位)或抽汽電動(dòng)隔離閥關(guān)閉時(shí)打開。在機(jī)組正常運(yùn)行期間疏水集管中的水由疏水器連續(xù)排出。

在機(jī)組負(fù)荷階躍變化過程中疏水集管中的水量可能超出疏水器的通流能力，此時(shí)通過疏水集管的水位控制氣動(dòng)疏水閥打開來排放多余的疏水。該氣動(dòng)疏水閥可由機(jī)組運(yùn)行人員遠(yuǎn)程控制。疏水集管在高水位時(shí)自動(dòng)報(bào)警并向機(jī)組運(yùn)行人員提供氣動(dòng)疏水閥閥位信息。疏水器容量選擇要保證正常滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)預(yù)期的疏水流量。氣動(dòng)疏水閥在開啟位置時(shí)，蒸汽和水的連續(xù)排放可確保在汽輪機(jī)負(fù)荷驟降時(shí)汽機(jī)免于進(jìn)水。氣動(dòng)疏水閥可設(shè)置手輪，可手動(dòng)關(guān)閉該閥。但是，在機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行期間不得手動(dòng)關(guān)閉這些閥門，以免造成汽輪機(jī)自動(dòng)保護(hù)功能的喪失。

2號(hào)和1號(hào)低加的抽汽管道在凝汽器喉部，所以這些管線未設(shè)置自動(dòng)疏水系統(tǒng)，管道的布置保證不形成低點(diǎn)。2/2/2023641.1.3主要設(shè)備1）管道主蒸汽管道設(shè)計(jì)考慮侵蝕／腐蝕損壞因素，管道材料選用抗侵蝕／腐蝕的材料。影響侵蝕／腐蝕發(fā)生的因素有管道材料、介質(zhì)流速、介質(zhì)化學(xué)特性和管道布置等。主蒸汽系統(tǒng)管道采用無縫鋼管，規(guī)范及型號(hào)：P=8.17MPa(g)，T=316℃，Φ1067×54。主汽管道材料采用A106Gr.B；旁路管道材料采用A106Gr.B；抽汽管道采用SA335P22低合金鋼。2/2/2023652）主蒸汽管線閥門汽機(jī)旁排閥(V1018A&B&C，V1019A&B&C)

旁排閥皆為氣動(dòng)閥，滿功率蒸汽流量下在閥門入口處壓力下單閥設(shè)計(jì)流量為1E+06lbs/hr(453592.37kg/hr)。在閥門入口處壓力為1200psia(8.27MPa)下，單閥最大許可流量不低于1.87E+06lbs/hr(848217.7319kg/hr)。閥門全關(guān)到全開時(shí)間為3秒，全開到全關(guān)時(shí)間為5秒。MSR二級(jí)再熱蒸汽隔離閥(V1001A&B)

該閥門為氣動(dòng)閥，失效關(guān)閉。當(dāng)主蒸汽隔離信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，該閥門能在5秒內(nèi)關(guān)閉以執(zhí)行蒸汽發(fā)生器隔離功能。MSS至輔助蒸汽隔離閥(V1005)

該閥為氣動(dòng)閘閥，當(dāng)接收到主蒸汽隔離信號(hào)時(shí)，該閥能在10秒內(nèi)迅速關(guān)閉，以滿足蒸汽發(fā)生器隔離功能。2/2/2023663）抽汽管線閥門抽汽管線上的閥門設(shè)置除2號(hào)和1號(hào)低加以外的各抽汽管線上均設(shè)置有動(dòng)力逆止閥及電動(dòng)隔離閥。2號(hào)和1號(hào)低加抽汽管線上未設(shè)置逆止閥或隔離閥，而是通過隔離加熱器管側(cè)凝結(jié)水的方法為汽輪機(jī)提供防進(jìn)水保護(hù)。逆止閥和電動(dòng)隔離閥的作用逆止閥的作用是在突然降負(fù)荷時(shí)防止蒸汽逆流，減小汽輪機(jī)超速的可能性。電動(dòng)隔離閥的作用是在加熱器高水位時(shí)防止水進(jìn)入汽輪機(jī)。抽汽管線上的動(dòng)力逆止閥在收到動(dòng)作信號(hào)時(shí)，閥芯由彈簧壓緊使閥門處于關(guān)閉位置。加熱器高高高液位至其殼頂滿水的時(shí)間決定該閥門關(guān)閉所需要的時(shí)間。抽汽管線上逆止閥和隔離閥的布置原則逆止閥的位置盡量靠近抽汽口，以減少中間容積，防止汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)蒸汽或水倒流入汽輪機(jī)；隔離閥位置靠近加熱器端，防止加熱器傳熱管破裂或疏水受堵造成殼側(cè)滿水時(shí)倒流入抽汽管道。2/2/202367主蒸汽系統(tǒng)參數(shù)名稱參數(shù)主蒸汽額定流量6799t/h主蒸汽壓力／溫度5.38MPa/268.6℃汽機(jī)旁路額定流量2719.6t/hMSR殼側(cè)額定流量(冷再熱)4510.7t/hMSR再熱器管側(cè)額定流量324.5t/h(一級(jí))/182.7t/h(二級(jí))至汽機(jī)軸封主蒸汽流量13.4t/h至7號(hào)加熱器的抽汽量管道設(shè)計(jì)壓力／溫度390.96t/h3.134MPa/238℃至6號(hào)加熱器的抽汽量管道設(shè)計(jì)壓力／溫度333.33t/h1.847MPa/211℃至5號(hào)除氧器的抽汽量管道設(shè)計(jì)壓力／溫度420.859t/h1.062MPa2/2/202368主蒸汽系統(tǒng)參數(shù)(續(xù))至4號(hào)加熱器的抽汽量管道設(shè)計(jì)壓力／溫度223.039t/h0.318MPa/171.8℃至3號(hào)加熱器的抽汽量管道設(shè)計(jì)壓力／溫度221.790t/h0.1MP/120℃至2號(hào)加熱器的抽汽量管道設(shè)計(jì)壓力／溫度164.518t/h-101.3kPa/90℃至1號(hào)加熱器的抽汽量管道設(shè)計(jì)壓力／溫度317.653t/h-101.3kPa/80℃冷再熱管道設(shè)計(jì)壓力／溫度1.15MPa/190℃主蒸汽管道設(shè)計(jì)壓力／溫度8.17MPa/316℃汽機(jī)旁路管道(閥前)設(shè)計(jì)壓力／溫度8.17MPa/316℃汽機(jī)旁路管道(閥后)設(shè)計(jì)壓力／溫度4.0MPa/250.4℃2/2/2023691.2汽水分離再熱器系統(tǒng)（SRS）系統(tǒng)功能系統(tǒng)描述主要設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行2/2/2023701.2.1系統(tǒng)功能壓水堆核電廠高壓缸排汽濕度通?？蛇_(dá)12%~14%，汽水分離再熱器MSR將高壓缸排汽中的水分去除并再熱。目的在于提高低壓缸排汽干度，提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。本機(jī)組設(shè)置兩級(jí)再熱器，以增大經(jīng)濟(jì)性提高的程度。2/2/2023711.2.2系統(tǒng)描述

在這個(gè)加熱系統(tǒng)中，高壓缸排汽進(jìn)入MSR，進(jìn)行汽水分離和再熱。二級(jí)加熱蒸汽由主蒸汽來提供，一級(jí)加熱蒸汽由高壓缸抽汽來提供。經(jīng)過汽水分離再熱的低壓過熱蒸汽進(jìn)入低壓缸，疏水被排到各自的疏水箱中。

在MSR的二級(jí)加熱蒸汽管道上布置了隔離閥，氣動(dòng)控制閥和旁路閥。主蒸汽壓力是隨電廠負(fù)荷的增加而降低的，氣動(dòng)控制閥可根據(jù)MSR的運(yùn)行方式調(diào)節(jié)進(jìn)入二級(jí)加熱管線的蒸汽的壓力，來控制再熱蒸汽的壓力和溫度，以防止進(jìn)入低壓缸的再熱蒸汽產(chǎn)生過大的溫度變化。

在MSR的一級(jí)加熱管道上布置了隔離閥和氣動(dòng)逆止閥以防止疏水倒流閃蒸而引起汽機(jī)超速。2/2/2023721.2.3主要設(shè)備每臺(tái)機(jī)組布置二套汽水分離再熱器系統(tǒng)，每套包括：汽水分離再熱器；2臺(tái)一級(jí)再熱器疏水箱；2臺(tái)二級(jí)再熱器疏水箱；1臺(tái)MSR殼體疏水箱；1臺(tái)MSR殼體疏水泵；相關(guān)儀表、管道和閥門。2/2/202373臥式汽水分離再熱器的設(shè)計(jì)改進(jìn)：早期臥式汽水分離再熱器的問題：水平管內(nèi)兩相流動(dòng)流型轉(zhuǎn)變═＞改進(jìn)的臥式再熱器管束流程1-工作蒸汽進(jìn)口；2-掃氣管束；3-主管束；4-工作蒸汽出口；5-加熱蒸汽進(jìn)口；6-高壓加熱器；7-疏水；8-給水箱2/2/202374MSR外觀簡圖2/2/2023751.2.4系統(tǒng)運(yùn)行正常運(yùn)行

冷啟動(dòng)時(shí),在凝汽器真空建立和汽輪機(jī)復(fù)位后，二級(jí)MSR預(yù)暖閥在汽輪機(jī)復(fù)位后打開，少量蒸汽被引入MSR用來加熱MSR和吹掃不凝結(jié)氣體。

在大于35%負(fù)荷時(shí)，二級(jí)MSR加熱蒸汽控制閥逐步打開，用來控制汽輪機(jī)低壓缸入口蒸汽溫度。在50%負(fù)荷時(shí)溫度控制結(jié)束，控制閥全開。

溫度控制結(jié)束后，控制閥的電動(dòng)旁路閥打開,以減少加熱蒸汽管線的摩擦損失，提高汽輪機(jī)低壓缸入口蒸汽溫度。2/2/202376電廠瞬態(tài)與事故當(dāng)汽機(jī)跳閘后，通過關(guān)閉MSR二級(jí)加熱蒸汽控制閥入口閥和它的旁路閥將MSR的二級(jí)加熱蒸汽隔離。系統(tǒng)異常工況MSR部分或全部退出運(yùn)行的異常運(yùn)行是可以接受的。在這些運(yùn)行工況，兩個(gè)加熱蒸汽管線（發(fā)電機(jī)側(cè)和調(diào)閥側(cè)）都應(yīng)隔離，一級(jí)再熱器加熱管線用手動(dòng)閥SRS-PL-V3002A或SRS-PL-V3002B進(jìn)行隔離，二級(jí)再熱器加熱管線用電動(dòng)閥MSS-PL-1002A、MSS-PL-1006A或MSS-PL-1002B、MSS-PL-1006B進(jìn)行隔離。2/2/202377

預(yù)警和限制

機(jī)組可以在下述限制條件下穩(wěn)定運(yùn)行：1）一級(jí)再熱器退出運(yùn)行

機(jī)組可以在額定工況下連續(xù)運(yùn)行。2）二級(jí)再熱器退出運(yùn)行

在MSR維修工作時(shí)（如，再熱器管泄漏維修時(shí)）若二級(jí)再熱器退出運(yùn)行，機(jī)組可以短期內(nèi)工作在額定工況下（2周內(nèi)）。為了避免低壓缸入口溫差的產(chǎn)生，兩個(gè)MSR的二級(jí)再熱器必須同時(shí)退出運(yùn)行。在機(jī)組二級(jí)再熱器退出運(yùn)行超過2周時(shí)，機(jī)組功率應(yīng)降至65%額定功率。二級(jí)再熱器長期退出運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)末級(jí)葉片嚴(yán)重沖蝕，原因是汽輪機(jī)低壓缸進(jìn)口溫度下降導(dǎo)致汽輪機(jī)末級(jí)葉片處蒸汽濕度上升，故應(yīng)限制運(yùn)行時(shí)間。3）一級(jí)和二級(jí)再熱器均退出運(yùn)行

運(yùn)行限制同2）中描述的二級(jí)再熱器退出運(yùn)行。2/2/202378系統(tǒng)參數(shù)2/2/2023791.3凝結(jié)水系統(tǒng)（CDS）系統(tǒng)功能系統(tǒng)描述系統(tǒng)參數(shù)主要設(shè)備2/2/2023801）安全相關(guān)功能無。2）其他非安全相關(guān)功能（1）蒸汽的冷凝及收集CDS冷凝低壓缸排汽和旁排閥排汽，并將凝結(jié)水收集在凝汽器熱阱中。CDS還收集來自于二次側(cè)的排水、排汽和疏水。（2）汽輪機(jī)凝結(jié)水裝量CDS保持二次側(cè)凝結(jié)水循環(huán)和給水裝量，并調(diào)節(jié)失水和電廠瞬態(tài)引起的水裝量變化。（3）凝結(jié)水水質(zhì)CDS通過除氧、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)（CPS）和常規(guī)島化學(xué)供給系統(tǒng)（CFS）的作用，凈化凝結(jié)水并保持凝結(jié)水水質(zhì)。（4）凝結(jié)水輸送CDS按所要求的流量為主給水系統(tǒng)和啟動(dòng)給水系統(tǒng)輸送高品質(zhì)的凝結(jié)水。（5）給水加熱CDS通過低加加熱凝結(jié)水，并帶走軸封冷卻器和蒸發(fā)器排污熱交換器的熱量。1.3.1系統(tǒng)功能2/2/202381凝結(jié)水系統(tǒng)流程簡圖12/2/202382凝結(jié)水系統(tǒng)流程簡圖22/2/202383凝結(jié)水系統(tǒng)流程簡圖32/2/2023841.3.2系統(tǒng)描述CDS主要包括1臺(tái)三殼體的凝汽器,3臺(tái)50%容量的凝結(jié)水泵,4級(jí)低壓加熱器,1臺(tái)除氧器，調(diào)節(jié)閥和相關(guān)的系統(tǒng)儀表。CDS的管道和設(shè)備都位于汽輪機(jī)廠房。蒸汽的冷凝及收集三殼體的凝汽器位于三臺(tái)低壓缸的排汽口下方。每臺(tái)凝汽器殼體包含兩條并列單流程循環(huán)冷卻水（CWS）管路。凝汽器的功能是作為熱交換器，用于冷凝汽機(jī)排汽，汽機(jī)旁排蒸汽，低壓缸抽汽，以及飽和疏水的閃蒸蒸汽。凝汽器收集蒸汽凝結(jié)水和各處來的疏水。正常功率運(yùn)行期間，來自1號(hào)低加（ME101A/B/C）的逐級(jí)疏水直接排入凝汽器；此外，來自于任何給水加熱器和MSR疏水罐的高位疏水根據(jù)需要也可以排入凝汽器。其它各種疏水也由凝汽器收集，包括來自TDS的蒸汽管線疏水。CDS的加熱器也有冷凝抽汽和閃蒸疏水的功能。低壓加熱器中冷凝的蒸汽和疏水由加熱器疏水系統(tǒng)（HDS）控制。凝結(jié)水收集在殼側(cè)的凝汽器熱阱中，通過連接熱阱的管道使熱阱內(nèi)的水位和壓力相等。當(dāng)在滿負(fù)荷設(shè)計(jì)工況和循環(huán)水入口溫度為16℃時(shí)，凝汽器有足夠的冷凝面積，保持在3.89kPa（a）的平均背壓下。凝汽器的性能在不超過汽輪機(jī)背壓極限的情況下，當(dāng)一個(gè)循環(huán)水泵跳閘時(shí)，保證機(jī)組滿功率運(yùn)行。功率運(yùn)行期間，如果凝汽器管束發(fā)生泄漏，可能需要部分隔離循環(huán)水。凝汽器的熱力性能受傳熱管結(jié)垢的影響。為了減少傳熱管的結(jié)垢，根據(jù)常規(guī)島化學(xué)藥劑供給系統(tǒng)（CFS）的規(guī)定，對(duì)循環(huán)水進(jìn)行化學(xué)處理。并設(shè)置了凝汽器傳熱管清潔系統(tǒng)（CES），包括膠球清洗和二次濾網(wǎng)。2/2/202385凝結(jié)水裝量

CDS與DWS(除鹽水輸送和貯存系統(tǒng))的凝結(jié)水箱(CST)相連，以保持二回路的水裝量。凝結(jié)水、給水、加熱器疏水的溫度變化會(huì)引起水容積的膨脹和收縮，CDS可對(duì)水裝量進(jìn)行調(diào)節(jié)。蒸汽發(fā)生器內(nèi)含汽率的變化(膨脹或收縮)也會(huì)引起水裝量的變化。CDS響應(yīng)上述各種瞬態(tài)，補(bǔ)償二回路水裝量損失。

水裝量的補(bǔ)充和溢流由補(bǔ)水閥和溢流閥控制，這些閥門連接到流入/流出凝結(jié)水箱的一根單獨(dú)管道上。閥門由凝汽器熱阱水位自動(dòng)控制。

進(jìn)入凝汽器除氧段的凝結(jié)水正常補(bǔ)水量是68t/h(補(bǔ)水率1%)，這與電廠負(fù)荷每分鐘1%的遞減相適應(yīng)。正常補(bǔ)水流量滿足蒸汽發(fā)生器排污流量的需求。在凝汽器真空正常時(shí)，最大補(bǔ)水流量可達(dá)340t/h，這與電廠負(fù)荷每分鐘5%的遞減相適應(yīng)。最大補(bǔ)水流量滿足蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)(SGS)大氣釋放閥排放需求，并且在異常工況下，例如停堆時(shí)，可以限制熱阱水位下降。

除氧器的容積滿足正常工況下約4分鐘的滿負(fù)荷給水流量，同時(shí)還需留有多余容積以便在水位升高時(shí)，區(qū)分各控制功能的設(shè)定點(diǎn)。2/2/202386凝結(jié)水水質(zhì)凝結(jié)水在凝汽器和除氧器中進(jìn)行除氣。在正常功率運(yùn)行期間，除氧器供向FWS系統(tǒng)的給水的溶解氧含量不能超過5ppb。凝結(jié)水精處理單元位于凝結(jié)水泵出口母管的下游，凝結(jié)水進(jìn)入凝結(jié)水精處理系統(tǒng)(CPS)的前置陽床+混床精處理單元進(jìn)行處理。CPS的容量能滿足100%的凝結(jié)水負(fù)荷。在向蒸汽發(fā)生器供水之前，CDS系統(tǒng)和FWS系統(tǒng)提供了三條再循環(huán)管線用以加快系統(tǒng)凈化和水質(zhì)調(diào)整。熱阱再循環(huán)管線從軸封加熱器下游引出，通過流量調(diào)節(jié)閥(V1024)回到凝汽器殼側(cè)。熱阱再循環(huán)管線能為軸封加熱器和凝結(jié)水泵的運(yùn)行提供最小流量。2/2/202387凝結(jié)水輸送凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)有三臺(tái)容量各為50%凝結(jié)水泵。正常滿功率運(yùn)行期間，兩臺(tái)泵運(yùn)行，第三臺(tái)泵備用。各泵出口設(shè)有逆止閥(V1002A/B/C)和隔離閥(V1001A/B/C&V1003A/B/C)。每臺(tái)泵都有排氣管線連至凝汽器。當(dāng)泵隔離維修時(shí)，排氣管線入口隔離閥(V1104A/B/C)關(guān)閉。泵出口凝結(jié)水流至一根單獨(dú)的供水總管。來自DWS(除鹽水輸送和貯存系統(tǒng))的支管為每臺(tái)泵的機(jī)械密封供應(yīng)初始密封注入水。系統(tǒng)提供一條與凝結(jié)水調(diào)節(jié)閥并聯(lián)的小旁路管線，使產(chǎn)生水錘和熱沖擊的可能性降到最小。此旁路也可在停機(jī)或泵意外關(guān)閉后，對(duì)系統(tǒng)的下游部分緩慢充水。如果除氧器的水位達(dá)到高-高水位整定值，1#低加的入口電動(dòng)隔離閥(V1012A/B/C)自動(dòng)關(guān)閉，切斷主凝結(jié)水流量，與除氧器相連的疏水調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。一旦高-高水位信號(hào)消除，疏水調(diào)節(jié)閥恢復(fù)正常運(yùn)行，但是1#低加入口電動(dòng)隔離閥必須在控制室手動(dòng)復(fù)位。當(dāng)除氧器水位達(dá)高3值時(shí)，除氧器抽汽電動(dòng)隔離閥(MSSV1501)和相連的逆止閥(MSSV508)自動(dòng)關(guān)閉以保護(hù)主汽輪機(jī)。相連的抽汽管線疏水閥自動(dòng)打開。在某些異常工況下，例如高加危急疏水或MSR疏水箱排水到凝汽器時(shí)，CDS可將凝結(jié)水以超過正常滿負(fù)荷流量的速率(125%)送至除氧器。當(dāng)?shù)匠跗鞯牧髁康突驗(yàn)榱銜r(shí)，熱阱再循環(huán)管線提供一個(gè)最小流量以保護(hù)凝結(jié)水泵。2/2/202388凝結(jié)水加熱在FWS給水泵之前，CDS系統(tǒng)具有包括除氧器和低加在內(nèi)的五級(jí)加熱器，其中#1、#2低壓加熱器位于凝汽器的喉部，采用三列式布置。#3、#4低壓加熱器采用雙列布置。各列低加都允許在出現(xiàn)故障時(shí)臨時(shí)解列。#3、#4低加有旁路管，以便兩列故障時(shí)同時(shí)解列。除氧器加熱蒸汽來自高壓缸排汽，所有低加的加熱抽汽皆來自低壓缸。

#3、#4低加疏水在疏水箱匯集后，閃蒸的蒸汽引入#3低加汽側(cè)，疏水用疏水泵打入#3低加出口。#2低加疏水自流到#1，#1自流到凝汽器。每個(gè)低壓加熱器和除氧器持續(xù)將不凝性氣體排往凝汽器。TDS也提供從殼側(cè)安全閥到汽機(jī)廠房屋頂?shù)闹苯优欧殴芫€。各加熱器應(yīng)能滿足AP1000熱平衡汽機(jī)VWO工況規(guī)定的熱負(fù)荷和流量。在設(shè)計(jì)條件和不超過5%堵管的情況下，低加運(yùn)行端差不大于2.2℃。凝結(jié)水應(yīng)以全流量冷卻軸封加熱器。在啟動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行中，必須向軸封冷卻器提供最少為860t/h的凝結(jié)水流量。在流向除氧器的流量較低或無流量時(shí)，應(yīng)利用熱井再循環(huán)管路，將凝結(jié)水再循環(huán)到凝汽器。主凝結(jié)水供給管道的一條支路向蒸發(fā)器排污系統(tǒng)(BDS)的排污熱交換器供應(yīng)冷卻水，每臺(tái)換熱器要求凝結(jié)水流量最高達(dá)61.89m3/h。一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(V1021A&V1021B)用于調(diào)節(jié)進(jìn)入除氧器的凝結(jié)水量，凝結(jié)水通過噴霧器排入除氧器的汽空間。調(diào)節(jié)閥位于熱交換器下游，靠近除氧器，以便保持低加水側(cè)的較高凝結(jié)水壓力，將汽蝕的危害降到最低。2/2/2023891.3.3系統(tǒng)參數(shù)凝泵入口管道和部件(不含凝汽器)的設(shè)計(jì)壓力為0.35MPa。從凝泵下游到除氧器的凝結(jié)水入口管嘴的設(shè)計(jì)壓力為4.2MPa,此壓力足夠承受凝泵的關(guān)斷壓力。2/2/2023901.3.4主要設(shè)備1）低壓加熱器(ME101A/B/C，102A/B/C，103A/B&104A/B)2/2/2023911）低壓加熱器