压水堆核电厂二回路管道系统热经济性分析

张海杰

中图分类号：F272 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2018）2-000-01

摘 要 压水堆核电厂当中，二回路管道系统的热经济性，直接关系到核电厂的整体运行效益。基于此，本文就压水堆核电厂二回路管道系统热经济性进行分析，在明确压水堆核电厂二回路管道系统热效率计算方法的前提下，对影响二回路管道系统热经济性的几点因素进行分析，并提出了相应的优化对策。

关键词 压水堆核电厂 二回路管道系统 热效率

明确压水堆核电厂管道热效率的影响因素，有利于从中获得减少管道热损失的可靠途径，进而降低核电厂的发电成本，提高电场运行的经济性。由此可见，应该从多个角度出发，细致分析压水堆核电厂二回路管道系统的热经济性，提升蒸汽发生器出口热量的利用率，尽量降低管道中不可避免的热损失，这对提升电场热效率能够起到重要作用。

一、压水堆核电厂二回路管道系统热效率计算

某压水堆核电厂，采用990MW核电机组，其中二回路工质在蒸汽发生器的吸热量，由两部分组成，分别是主蒸汽和排污工质，热效率计算公式如下：

QSG2=Dsg（hsg-hfw）+Dbl（hbl-hfw）

式中的Dsg与Dbl分别表示主蒸汽流量以及蒸汽发生器的排污水流量（单位：kg/s）；而hsg、hfw以及hbl，则分别表示蒸汽发生器的出口主蒸汽焓、入口给水焓和排污水的焓（单位：kJ/kg）。

而关于管道损失，计算公式如下：

ΔQP=ΔQP1+ΔQP2+ΔQP3+ΔQP4+ΔQP5

其中，ΔQP1、ΔQP2、ΔQP3、ΔQP4、ΔQP5分别表示主蒸汽管道散热损失和疏水阀泄漏造成的热损失、给水管道散热损失、厂用蒸汽所产生的热损失、蒸汽发生器排污产生的热损失。

二、二回路管道系统热经济性的影响因素及优化对策

（一）二回路管道系统热经济性的影响因素分析

在系统运行过程中，蒸汽管道的泄漏量增加，会影响蒸汽动力转换系统的循环热效率随之增加，进而降低管道的热效率；当热效率的降低幅度，大于循环热效率的升高幅度时，压水堆核电厂的全长热效率就会呈现为下降趋势。而主管道的散热损失，则会同步影响二回路管道系统的循环热效率与管道热效率降低。厂用蒸汽所产生的热损失，会造成二回路管道系统的管道热效率降低，但蒸汽动力转换装置的循环热效率会有一定程度的升高，与蒸汽管道泄露损失相同，当热效率的降低幅度，大于循环热效率的升高幅度时，压水堆核电厂的全长热效率就会呈现为下降趋势。给水管道的散热损失，仅仅会引发管道热效率降低，对其余结构不会产生影响。若压水堆核电厂二回路管道系统采用可再生热交换器，当蒸汽发生器的排污量增加时，蒸汽动力转换系统当中的循环热效率将会随之降低；若采用非再生热交换器，热效率则相应升高。与此同时，随着排污量的增加，无论采用何种热交换器，管道热效率都会降低，但采用可再生热交换器的系统，其热效率降低幅度相对更小。

针对上述分析，能够进一步理解各类管道损失对压水堆核电厂，全场热效率的影响激励，有利于进一步挖掘该类电厂的节能潜力，明确节能技术研究与应用方向。

（二）蒸汽发生器排污热量及其回收利用

压水堆核电厂二回路管道系统中，管道效率与蒸汽动力转换系统的循环热效率，是影响系统经济性的主要因素，而蒸汽发生器排污及其回收利用，是降低两种热损失的主要探究途径。

首先，蒸汽发生器排污热量的回收利用，需要通过蒸汽发生器排污水热交换器来完成，对于可再生热交换器与非可再生热交换器的应用，相关优化策略存在一定差异。以现阶段常用的可再生热交换器为例，其热平衡方程如下：

Dbl（hbl-hbl）=Df（hf-hf）

式中的Dbl表示蒸汽發生器的排污量（单位：kg/s）；hbl、hbl分别表示发生器的排污水焓值和热交换器的排污水焓值（单位：kJ/kg）；Df表示可再生交换器的凝结水流量（单位：kg/s）；hf、hf则分别表示离开热交换器的凝结水焓值和热交换器入口的凝结水焓值（单位：kJ/kg）。

针对蒸汽发生器排污热量及其回收利用的优化，经过长时间的经验总结，与优化方案实践对比，得出的对比结果显示，当凝结水抽取量为1.5%时，同步实现排污热量回收到除氧器，即可实现电场热效率最高的节能优化效果[2]。综合经济性与安全性，控制凝结水抽取份额为2.5%，并将其经过可再生热交换器加热，最后将得到的凝结水打入除氧器，是最具可行性与经济价值的优化方案。

三、结语

综上所述，在压水堆核电厂二回路管道系统当中，管道的热效率受到多种因素的影响，有效控制蒸汽发生器排污量及其回收利用效果，能够显著提升系统的热效益，提升节能效果，进而提升电场运行的经济效益。因此，要重视压水堆核电厂二回路管道系统当中蒸汽发生器排污量及其回收的有效优化，制定最佳方案，促使全厂热效率，即热经济性得到综合提升。

参考文献：

[1] 朱钢梁，常婷，汤玉平，杨宇.压水堆核电厂二回路水压试验常见问题浅析[J].科技视界，2016（18）：241+255.

[2] 汤臣杭.压水堆核电厂蒸汽发生器支承设计及特点[J].科技视界，2014（15）：264+318.