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压水堆核电机组常规岛的闭式循环冷却水系统是保障汽轮发电机组及其辅助设备安全稳定运行的关键系统,其为众多重要设备冷却器提供冷却水,再通过海水将设备热量排入大海,但传统的工艺流程浪费了许多热能.本研究以 VVER 型压水堆核电机组为对象,提出了一种闭式循环冷却水余热利用方案,在传统闭式循环冷却水系统基础上,增设 1 台 U35F 型高压板式换热器,在每年 10 月至次年 5 月,利用循环水温度低,凝汽器背压低,凝结水温度低的特性,可以使用凝结水代替海水作为冷源,回收利用闭式循环冷却水中的热量,提高凝结水温度,排挤原本用于加热凝结水的部分汽轮机抽汽,使其继续在汽轮机内膨胀做功,提升机组发电功率.结果表明,单台机组整个寿期内,累计可产生经济效益约 5 364 万元,同时可减少温排水约6×108 t,减少二氧化碳排放约 4.25×104 t,实现了节能减排的目的.
余热利用闭式循环冷却水凝结水
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大型核电汽轮发电机组轴系较长,且存在多个低阶扭转固有频率,易在电网扰动下激发扭振,会威胁机组安全.为评估典型电网扰动对 1 000 MW 核电汽轮发电机组转子寿命的累积影响,本文建立了该机组轴系的有限元模型,且进行了扭转模态分析,识别出潜在共振风险的低阶固有频率.本文选取典型电网扰动工况,计算了瞬态电磁转矩,并开展了轴系扭振瞬态动力学分析,结合振型和应力集中分析确定疲劳危险截面,并基于局部应力应变法、材料 S-N 曲线及运行数据估算的扰动频次,评估了累积疲劳损伤.结果表明,在该典型扰动工况下,危险截面应力低于疲劳极限,长期累积疲劳损伤可忽略不计,轴系具有足够的疲劳强度储备.研究为该类型机组在类似电网波动下的安全运行评估提供了依据.
电网扰动扭振汽轮发电机疲劳
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为准确计算核电厂热力系统与内外电网之间的相互作用,需建立核电厂热力系统与电力系统之间的耦合分析模型.由于RELAP5 热工水力系统程序不具备电力系统暂态仿真分析功能,而Simulink具备强大的电力系统暂态仿真分析功能.据此本文提出将RELAP5 中的汽轮机模型与Simulink中的同步发电机模型进行耦合从而实现核电厂热力系统与电力系统联合仿真计算功能,精确计算热力系统和电力系统瞬态过程相互扰动和影响,同时利用现场实验数据对耦合仿真模型进行了验证,结果表明:所采用的耦合计算方法可以准确模拟热力系统和电力系统瞬态过程参数变化趋势及规律,研究成果可拓展RELAP5 应用功能并更好地完善核电厂仿真模型.
REALP5程序Simulink程序耦合仿真电力系统汽轮机发电机组
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[目的]浮动式核电站具有可移动,灵活布置,受地震,海啸影响更小,不占用陆地面积,受厂址条件影响小等优点,可有效支撑海上资源开发和海岛能源供应,是当今核能利用的热点方向之一.汽轮发电机组作为常规岛最重要的设备,它的结构型式、参数选择直接影响到电站的安全稳定运行.[方法]文章以ACP100S反应堆为基础,从汽轮机排汽方向、轴系数量、背压、末级叶片、再热参数、回热级数、发电机冷却方式方面,论述海上浮动核能平台汽轮发电机组技术方案.[结果]推荐选用单轴、下排汽、节流配汽、1个单流高压缸模块和1个单流低压缸模块组成的汽轮机;低压缸叶片采用1200 mm长叶片,热力方案为1级再热4级回热,凝汽器采用单流程,发电机选用全空气冷却.[结论]研究结果可为后续浮动式核电站系统设计以及汽轮发电机组相关设计参数提供参考.
核能浮动式电站ACP100S汽轮发电机组空冷发电机
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[目的]核聚变作为一种新型核能利用形式,其清洁绿色特性被视为人类未来的"终极能源",也是我国在能源发展道路上的必经之路.在热核聚变发电厂中,中国聚变工程实验堆(CFETR)聚变反应堆具有一定周期性、脉冲式的输出特性,而汽轮发电机组的运行是稳定、连续的,因此核岛和常规岛之间需配有储能岛以进行储能缓冲;为实现其储能缓冲的功能,储能系统需选择合适的运行模式.[方法]核岛与常规岛耦合运行或解耦运行,对应着储能系统不同的运行模式;文章基于CFETR核岛侧的功率输出特性,从系统配置、设备选型和运行控制等方面对储能系统运行模式的不同方案进行分析和对比.[结果]研究结果表明,核岛与常规岛的解耦运行模式在常规岛发电效率、设备设计技术成熟性和机组运行控制上都更具优势,因此推荐热核聚变发电厂储能系统采用解耦运行模式.[结论]储能系统解耦的运行模式方案大都采用成熟技术,可进行规模化的商业应用,因此可为实现热核聚变发电厂的商业化设计提供支撑.
核聚变核电厂储能运行模式常规岛
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与法国 CPY 机组相比,CPR1000 机组辅助给水系统 (ASG)和水压试验泵汽轮发电机组(LLS)进行了设备换型,其运行参数和驱动方式相应改变,与之相关的全厂断电事故后备模式存在优化空间.本文通过分析全厂断电事故后果及处理策略,制定后备模式确定原则,提出 CPR1000 机组全厂断电事故后备模式参数优化方案.分析表明,将全厂断电事故后备模式的温度参数下调,可为核电厂应急组织多争取额外40 min以恢复电源,有利于提升机组的安全水平.
全厂断电后备模式冷端温度LLSASG
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为确保汽轮发电机组的安全稳定运行,核电厂常规岛厂房的重要交流负载一般采用不间断电源供电方式,在日常运行时减少交流市电带来的谐波干扰,以及应急情况下重要负载的可靠供电,UPS的运行状况也将直接影响到整个机组的运行状况.文章通过秦山第二核电厂扩建机组常规岛220V交流不间断电源系统技术改造以及改造后的运行情况,说明了改造后的常规岛UPS从外部电源、自身性能以及负荷供电方面的可靠性有了较大的提高,为新建核电站的非安全级UPS电源设计安装提供参考.
核电厂不间断电源运行可靠性技术改造
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2021 年1 月30日,华龙一号全球首堆福清核电5 号机组投入商业运行,汽轮发电机组出力优于合同保证值,各项技术指标均符合设计要求,运行状态良好.
这标志着东方电气具有完全自主知识产权、性能世界一流的百万千瓦等级核电汽轮发电机组自主研制工作取得圆满成功.也标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列,成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家,我国核电技术水平和综合实力已跻身世界第一方阵,建设核工业强国迈出了坚实一步.
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凝汽器是汽轮机组重要的、必不可少的冷端设备,对汽轮发电机组的高效、稳定运行起到重要作用,凝汽器的稳定运行及膨胀是汽轮发电机组安全可靠运行的重要因素.本文介绍了凝汽器与排汽缸布置方式;针对汽轮机排汽缸支撑形式给出了凝汽器支撑、凝汽器与排汽缸连接形式的选型;还介绍了几种凝汽器联合支撑形式及其在凝汽器支撑计算中应当着重注意的问题.
凝汽器支撑连接形式支座真空力
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汽轮机润滑油系统直接影响到汽轮发电机组轴瓦的工作性能.通过与传统润滑油系统多方面对比分析,得出上汽1000 MW超超临界机组润滑油系统具有结构紧凑、 运行可靠等独特优势.结合某电厂新建机组润滑油系统的调试流程,剖析了该类型润滑油系统启动调试的几个关键技术要点及常见问题,为同类型发电机组润滑油系统的启动调试提供参考.
润滑油启动调试调试流程技术要点
