凝汽器失去1/6循環(huán)冷卻水對(duì)機(jī)組的影響

曾衛(wèi)新 黃 強(qiáng)

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽314300）

2014年8月，某核電廠二號(hào)機(jī)組凝汽器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的一個(gè)二次濾網(wǎng)2CRF501FI故障（一臺(tái)機(jī)組共有6個(gè)），需要檢修，電廠將2CRF501FI對(duì)應(yīng)的凝汽器2CEX101CS的A列隔離（每一個(gè)凝汽器均有A、B兩列循環(huán)冷卻水），最后將汽機(jī)負(fù)荷從滿功率650MW降至630MW運(yùn)行。2CRF501FI檢修結(jié)束解除隔離投運(yùn)后，又升負(fù)荷至滿功率650MW運(yùn)行。本文通過比較檢修過程前后機(jī)組相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的變化，分析隔離凝汽器1/6的循環(huán)冷卻水后對(duì)機(jī)組重要參數(shù)及效率的影響。

1 隔離凝汽器1/6循環(huán)冷卻水對(duì)機(jī)組效率的影響

（1）2CEX101CS的A列隔離時(shí)：

方法一：直接計(jì)算效率

主控室顯示機(jī)組總熱功率為：Pth=1873.425MW

主控室顯示的機(jī)組電功率為：W=630MW

則效率：ηpl=ηb·ηp·ηt·ηoi·ηm·ηg=W/Pth=630/1873.425=33.63%

其中：ηpl：發(fā)電廠總熱效率；

ηb：設(shè)備熱效率，壓水堆核電廠一般為0.98～0.99；

ηp：管道熱效率，一般為0.98～0.99；

ηt：理論熱力循環(huán)效率，一般為0.4～0.5;

ηoi：汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效率，一般為0.85～0.87;

ηm：汽機(jī)組機(jī)械效率，一般為0.95～0.99;

ηg：發(fā)電機(jī)效率，一般為0.98～0.99。

方法二：由熱力參數(shù)校核計(jì)算效率（參數(shù)見表1）

Pth=Q*（h1-h0）

其中：Q=3793.61 t/h

查焓熵圖可得：h0=1001.79 kJ/kg；h1=2771.71 kJ/kg

則：Pth=Q*（h1-h0）=3793.61*1000÷3600*(2771.71-1001.79)=1865107.281kW=1865.11MW

則：ηpl=W/Pth=630/1865.11=33.77%

兩次計(jì)算結(jié)果的效率偏差很小，校驗(yàn)合格。

（2）2CEX101CS的A列解除隔離投運(yùn)且電功率恢復(fù)650MW后：

方法一：直接計(jì)算效率

主控室顯示機(jī)組總熱功率為：Pth=1864.953MW，

主控室顯示的機(jī)組電功率為：W=650MW

則效率：ηpl=ηb·ηp·ηt·ηoi·ηm·ηg=W/Pth=650/1864.953=34.85%

方法二：由熱力參數(shù)校核計(jì)算效率

Pth’=Q’*（h1’-h0’）

其中：Q’=3770.17 t/h

查焓熵圖得：h0’=999.52 kJ/kg；h1’=2771.34 kJ/kg

則：Pth’=Q’*（h1’-h0’）

=3770.17*1000÷3600*(2771.34-999.52)

=1855563.5kW=1855.56MW

則：ηpl=W/Pth’=650/1855.56=35.03%

兩次計(jì)算結(jié)果的效率偏差很小，校驗(yàn)合格。

2 隔離凝汽器1/6循環(huán)冷卻水對(duì)二回路重要參數(shù)的影響

經(jīng)過對(duì)2CEX101CS的A列隔離時(shí)與解除隔離后的相關(guān)重要參數(shù)的采集匯總及換算，將這些參數(shù)匯總在表一中。

由表中參數(shù)對(duì)比，可以看出：

新蒸汽的參數(shù)變化不大，焓值隔離解除前后分別為：h1=2771.71 kJ/kg，h1’=2771.34 kJ/kg；蒸汽流量變化不大，相差僅33t/h。

主給水參數(shù)變化不大，溫度隔離解除前后分別為：232.53℃和231.8℃；流量隔離前后相差105 t/h左右。

表1 凝汽器1/6循環(huán)冷卻水隔離和投運(yùn)的主要運(yùn)行參數(shù)

高壓缸各進(jìn)排汽及抽氣的參數(shù)也變化不大；查其焓熵圖，則焓的變化也很小。

凝結(jié)水進(jìn)入除氧器的流量隔離解除前后分別為：2460.23m3/h和2449.6m3/h，相差僅為10m3/h左右。

凝汽器參數(shù)變化：

1）隔離解除前凝汽器參數(shù)為：

壓力 P1=0.01134MPa.a

溫度 T1=48.29℃

比焓 H1=202.18 kJ/kg

比熵 S1=0.6816 kJ/(kg.℃)

比容 V1=0.0010114m3/kg

干度 X1=0.0000

2）隔離解除投運(yùn)后凝汽器參數(shù)為：

壓力 P2=0.00854MPa.a

溫度 T2=42.75℃

比焓 H2=179.05 kJ/kg

比熵 S2=0.6090 kJ/(kg.℃)

比容 V2=0.0010090m3/kg

干度 X2=0.0000

其△H=23.13 kJ/kg，相當(dāng)于隔離凝汽器1/6循環(huán)冷卻水后每千克蒸汽的做功能力減小了23.13 kJ/kg。

綜合以上參數(shù)對(duì)比可以看出，隔離凝汽器1/6循環(huán)冷卻水后對(duì)除氧器、高加、主給水和主蒸汽等的參數(shù)影響甚微，因此高壓缸內(nèi)部做功效率、高加的傳熱效率、除氧器除氧加熱效率變化其實(shí)都很小，導(dǎo)致機(jī)組效率下降、功率降低的主要影響因素在低壓缸和凝汽器。

3 總結(jié)

綜合效率計(jì)算和二回路各環(huán)節(jié)的參數(shù)計(jì)算對(duì)比，可知，該電廠二號(hào)機(jī)組的汽輪機(jī)組在隔離凝汽器1/6循環(huán)冷卻水的情況下能穩(wěn)定運(yùn)行，其效率稍有降低（大約降低1.2%）。但整個(gè)變化過程中，對(duì)高壓缸內(nèi)部做功效率、高加的傳熱效率、除氧器除氧加熱效率影響極其微小（基本上可以忽略），而主要的參數(shù)變化在低壓缸的5、6級(jí)后抽汽量、凝汽器的排汽壓力和最終的冷凝溫度，這些參數(shù)的變化才是導(dǎo)致機(jī)組效率下降的根本原因所在。