淺談核電站常規(guī)島技術(shù)方案

時間:2022-12-19 04:01:00

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淺談核電站常規(guī)島技術(shù)方案

經(jīng)初步研究,常規(guī)島部分可供選擇的國外主要設備潛在供貨商有:英法公司、美國西屋公司、日本三菱公司、美國公司等。到目前為止,公司已同中國東方集團公司進行合作,形成一個聯(lián)合體;美國西屋公司已同上海核電設備成套集團公司合資,組成西屋上海聯(lián)隊。其它公司到目前尚未進行合作。

根據(jù)公司、西屋公司、三菱公司和公司等核電設備制造商所提供的資料,按照堆型的不同和一回路的不同,可以形成四類技術(shù)方案:

方案一——三環(huán)路改進型壓水堆核電機組;

方案二——的系統(tǒng)型壓水堆核電機組;公務員之家版權(quán)所有

方案三——日本三菱公司的四環(huán)路壓水堆核電機組;

方案四——先進型沸水堆核電機組。

下面就各類技術(shù)方案分別進行分析。

三環(huán)路改進型壓水堆核電機組

此方案的一回路為標準的一個環(huán)路的三環(huán)路壓水堆。此類方案包括中廣核集團公司提出的、歐洲公司包括、、推出的和西屋上海聯(lián)隊推出的三種壓水堆核電機組。

與核電機組

由中廣核集團提出,以大亞灣核電站為參考站,并借鑒美國西屋公司和公司的部分先進的設計,有選擇地吸收了用戶要求文件的要求,形成以一條環(huán)路的技術(shù)方案。常規(guī)島部分,汽輪發(fā)電機組選用的型汽輪發(fā)電機組。

由歐洲制造商、、根據(jù)法國核電計劃及大亞灣核電站、嶺澳核電站等工程的設計、制造、安裝、運行及維修中積累起來的經(jīng)驗推薦給中國的核電機組。常規(guī)島部分的汽輪發(fā)電機組也以型汽輪發(fā)電機組作為推薦機組。

由于和的常規(guī)島部分的汽輪發(fā)電機組均為型,所以實際上為同一類核電機組。

在總結(jié)臺第代汽輪發(fā)電機組的運行經(jīng)驗基礎(chǔ)上,組合出了型汽輪發(fā)電機組,參考電站為臺機組已分別于年月月投入運行。

型汽輪發(fā)電機組的主要技術(shù)數(shù)據(jù)

最大連續(xù)電功率:;

轉(zhuǎn)速:;

機組效率:;

末級葉片長度:;

排汽面積:;

背壓:;

凝汽器冷卻面積:;

發(fā)電機額定輸出功率:;

發(fā)電機視在輸出功率:;

發(fā)電機額定功率因數(shù):;

發(fā)電機額定端電壓:。

型汽輪發(fā)電機組的主要特點

缸體結(jié)構(gòu):三缸四排汽×,汽輪機采用高中壓組合汽缸并直接和個雙流低壓缸相連接,含有流向相反的高壓和中壓蒸汽流道。低壓缸為雙流式,低壓外缸體支承在冷凝器上面,不是直接裝在汽機基礎(chǔ)上,軸承座和內(nèi)缸體直接座于汽機基礎(chǔ)上;

由于末級葉片比較長,具有較大的排汽面積,可使蒸汽膨脹過程加長,減少余速損失,提高機組效率;

由于蒸汽在高/中壓缸中膨脹過程是以干蒸汽單流方向進行,另外,在高、中壓排汽口加裝抽汽擴散器以增加效率,所以,型汽輪機的高中壓膨脹效率相對比較高;

發(fā)電機采用水氫氫冷卻方式,勵磁系統(tǒng)采用無刷勵磁方式。

核電機組

由西屋上海聯(lián)隊推出,由上海市核電辦公室牽頭,組織上海核工程研究設計院、華東電力設計院、西屋公司等單位聯(lián)合展開概念設計工作,并于年月份完成。

是建立在西屋公司成熟的、經(jīng)過設計、工程實踐驗證的技術(shù)上,以西班牙的Ⅱ為參考電站該電站已有以上的高利用率的運行業(yè)績,結(jié)合西屋先進型壓水堆機組技術(shù),并進行適當改進而來。

汽輪發(fā)電機組主要技術(shù)數(shù)據(jù)

汽輪機型式:單軸、四缸、六排汽、凝汽式、二級再熱裝置;

轉(zhuǎn)速:;

主蒸汽門前蒸汽壓力:;

主蒸汽門前蒸汽溫度:℃;

主蒸汽門前蒸汽流量:;

主蒸汽門前蒸汽濕度:;

回熱抽汽級數(shù):級級高壓加熱器級除氧器級低壓加熱器;

給水溫度:℃;

平均冷卻水溫度:℃;

末級葉片長度:;

排汽壓力:;

凈熱耗率:;

機組最大保證功率:;

發(fā)電機功率因數(shù):;

短路比:;

冷卻方式:水氫氫;

勵磁系統(tǒng):靜態(tài)勵磁系統(tǒng)。

汽輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)特點

汽輪發(fā)電機組采用個雙流式高壓汽缸及個雙流式低壓汽缸串聯(lián)組合,汽輪機末級葉片長度為,六排汽口,配置臺一級汽水分離以及兩級蒸汽再熱的汽水分離再熱器。

相對于Ⅱ的主要改進

核電機組最大保證出力由改為;

主汽門前蒸汽參數(shù)由、℃改為、℃;

平均冷卻水溫度由℃改為℃;

末級葉片長度由改為;

汽輪機旁路容量由額定汽量改為;

汽輪機回熱系統(tǒng)由不設除氧器改為帶除氧器;

發(fā)電機電壓擬由改為;

凝汽器壓力由改為;

汽輪機凈熱耗率由降到以下;

加大凝結(jié)水精處理裝置容量;

常規(guī)島儀表控制采用微機分散控制系統(tǒng)。

的系統(tǒng)型壓水堆核電機組

方案也是壓水堆機組,較三環(huán)路方案不同之處是核島部分為雙蒸發(fā)器,由美國燃燒工程公司開發(fā)而成。此方案也為韓國核電國產(chǎn)化方案,核島部分為的系統(tǒng)反應堆,相匹配的常規(guī)島部分為美國公司的汽輪發(fā)電機組。參考電站為韓國靈光⒊機組。

靈光⒊機組經(jīng)過~的運行,設備運行狀況良好。

目前由于還沒有收集到公司關(guān)于靈光⒊機組常規(guī)島部分的詳細資料,汽輪發(fā)電機組的技術(shù)參數(shù)、型式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及熱力系統(tǒng)等還暫時不能描述。

日本三菱公司的四環(huán)路壓水堆核電機組

此方案亦屬成熟技術(shù)的壓水堆機組,其技術(shù)的先進性與安全水平與三環(huán)路和雙蒸發(fā)器方案相當。日本三菱公司推薦的四環(huán)路壓水堆核電機組方案,是以日本大飯⒊機組作為參考電站。

大飯⒊機組采用了美國西屋公司的的標準設計,與大飯⒈號機組完全一致大飯⒈號機組均為西屋公司設備,是一個技術(shù)成熟的、有豐富運行經(jīng)驗的機組。大飯⒊號機組已分別于年和年投入商業(yè)運行。

三菱公司提供的汽輪發(fā)電機組的主要技術(shù)數(shù)據(jù)

發(fā)電機端額定出力:;

汽輪機型式:;

轉(zhuǎn)速:;

主汽門前蒸汽參數(shù):壓力絕對壓力,溫度℃,濕度,額定出力時蒸汽流量;

給水溫度:℃;

凝汽器壓力:絕對壓力;

低壓缸總的排汽面積:;

發(fā)電機冷卻方式:水氫氫;

勵磁方式:無刷勵磁。

機組的主要特點

熱力系統(tǒng)

熱力系統(tǒng)為壓水堆機組典型的熱力系統(tǒng),再熱為兩級。汽輪機為個高壓缸和個低壓缸?;責嵯到y(tǒng)為級高壓加熱器級除氧器級低壓回熱器。

廠房布置

機組布置為平行式,即反應堆的軸線與汽輪發(fā)電機組的軸線平行,這樣的布置比較緊湊,汽機房體積小,行車可以共用,電纜長度短,機組之間的交通方便,只需要在汽機房墻的設計上考慮葉片飛射物的保護厚度即可。

先進型沸水堆核電機組

此方案為美國通用電氣公司推出的先進型沸水堆核電機組,能滿足用戶要求文件。以日本東京電力公司的柏崎⒍號機組作為參考電站。

柏崎⒍號機組是目前世界上唯一獲得美、日兩國設計批準的、已建成并投入商業(yè)運行的改進型沸水堆核電機組。反應堆和汽輪發(fā)電機組均由美國通用電氣公司生產(chǎn),柏崎號機是世界上第個機組,于年月開始建設,年月竣工投入商業(yè)運行。

沸水堆核電機組是以美國通用電氣公司為主進行開發(fā)的。年首臺沸水堆核電機組投入運行,其后,經(jīng)過多年的改進,從到,最后到。公務員之家版權(quán)所有

汽輪發(fā)電機組主要技術(shù)數(shù)據(jù)

額定功率:;

汽輪機型式:;

汽缸結(jié)構(gòu):四缸六排汽;

主汽門前主蒸汽壓力:;

主汽門前主蒸汽流量:;

主汽門前主蒸汽濕度:;

低壓缸末級葉片長度:;

回熱系統(tǒng):級低壓加熱器級高壓加熱器無除氧器。

核電機組的主要特點

熱力系統(tǒng)

熱力系統(tǒng)為直接循環(huán)系統(tǒng),冷卻劑直接作為汽輪機的工質(zhì),將核電機組中的一回路和二回路并為個回路。

和的汽輪機回熱抽汽系統(tǒng)沒有什么兩樣,其參數(shù)相似,主蒸汽壓力略高于,的再熱采用兩級,以提高熱效率,級低加、級高加,不設除氧器。加熱器的疏水泵將疏水打入前級凝結(jié)水管。

廠房布置

由于是反應堆核蒸汽直接通到汽輪機,因此汽機廠房需要考慮防放射性的措施,汽機高壓缸、、高壓加熱器均用屏蔽墻隔離,運行期間人員不能進入。汽輪機的抽汽機排汽需經(jīng)過過濾排入排汽筒,整個汽機車間是閉式通風系統(tǒng)。主蒸汽通過的安全殼兩側(cè)都有開關(guān)隔離閥。在正常運轉(zhuǎn)時,如核燃料包殼不破損,主蒸汽攜帶放射性核元素主要是,的半衰期僅。新蒸汽部分,即高壓缸部分、、高壓加熱器部分是帶放射性的,需要屏蔽,而低壓缸、凝結(jié)水部分是不帶放射性的,不做特殊屏蔽。

結(jié)束語

以上四類技術(shù)方案的核電機組均是目前世界上技術(shù)比較先進和成熟的機組,其參考電站均有良好的運行業(yè)績,四類方案都是可以供我國將來核電站選擇的常規(guī)島技術(shù)方案。