壓水堆核電廠二回路管道系統熱經濟性分析

張海杰

中圖分類號：F272 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2018）2-000-01

摘 要 壓水堆核電廠當中，二回路管道系統的熱經濟性，直接關系到核電廠的整體運行效益。基于此，本文就壓水堆核電廠二回路管道系統熱經濟性進行分析，在明確壓水堆核電廠二回路管道系統熱效率計算方法的前提下，對影響二回路管道系統熱經濟性的幾點因素進行分析，并提出了相應的優化對策。

關鍵詞 壓水堆核電廠 二回路管道系統 熱效率

明確壓水堆核電廠管道熱效率的影響因素，有利于從中獲得減少管道熱損失的可靠途徑，進而降低核電廠的發電成本，提高電場運行的經濟性。由此可見，應該從多個角度出發，細致分析壓水堆核電廠二回路管道系統的熱經濟性，提升蒸汽發生器出口熱量的利用率，盡量降低管道中不可避免的熱損失，這對提升電場熱效率能夠起到重要作用。

一、壓水堆核電廠二回路管道系統熱效率計算

某壓水堆核電廠，采用990MW核電機組，其中二回路工質在蒸汽發生器的吸熱量，由兩部分組成，分別是主蒸汽和排污工質，熱效率計算公式如下：

QSG2=Dsg（hsg-hfw）+Dbl（hbl-hfw）

式中的Dsg與Dbl分別表示主蒸汽流量以及蒸汽發生器的排污水流量（單位：kg/s）；而hsg、hfw以及hbl，則分別表示蒸汽發生器的出口主蒸汽焓、入口給水焓和排污水的焓（單位：kJ/kg）。

而關于管道損失，計算公式如下：

ΔQP=ΔQP1+ΔQP2+ΔQP3+ΔQP4+ΔQP5

其中，ΔQP1、ΔQP2、ΔQP3、ΔQP4、ΔQP5分別表示主蒸汽管道散熱損失和疏水閥泄漏造成的熱損失、給水管道散熱損失、廠用蒸汽所產生的熱損失、蒸汽發生器排污產生的熱損失。

二、二回路管道系統熱經濟性的影響因素及優化對策

（一）二回路管道系統熱經濟性的影響因素分析

在系統運行過程中，蒸汽管道的泄漏量增加，會影響蒸汽動力轉換系統的循環熱效率隨之增加，進而降低管道的熱效率；當熱效率的降低幅度，大于循環熱效率的升高幅度時，壓水堆核電廠的全長熱效率就會呈現為下降趨勢。而主管道的散熱損失，則會同步影響二回路管道系統的循環熱效率與管道熱效率降低。廠用蒸汽所產生的熱損失，會造成二回路管道系統的管道熱效率降低，但蒸汽動力轉換裝置的循環熱效率會有一定程度的升高，與蒸汽管道泄露損失相同，當熱效率的降低幅度，大于循環熱效率的升高幅度時，壓水堆核電廠的全長熱效率就會呈現為下降趨勢。給水管道的散熱損失，僅僅會引發管道熱效率降低，對其余結構不會產生影響。若壓水堆核電廠二回路管道系統采用可再生熱交換器，當蒸汽發生器的排污量增加時，蒸汽動力轉換系統當中的循環熱效率將會隨之降低；若采用非再生熱交換器，熱效率則相應升高。與此同時，隨著排污量的增加，無論采用何種熱交換器，管道熱效率都會降低，但采用可再生熱交換器的系統，其熱效率降低幅度相對更小。

針對上述分析，能夠進一步理解各類管道損失對壓水堆核電廠，全場熱效率的影響激勵，有利于進一步挖掘該類電廠的節能潛力，明確節能技術研究與應用方向。

（二）蒸汽發生器排污熱量及其回收利用

壓水堆核電廠二回路管道系統中，管道效率與蒸汽動力轉換系統的循環熱效率，是影響系統經濟性的主要因素，而蒸汽發生器排污及其回收利用，是降低兩種熱損失的主要探究途徑。

首先，蒸汽發生器排污熱量的回收利用，需要通過蒸汽發生器排污水熱交換器來完成，對于可再生熱交換器與非可再生熱交換器的應用，相關優化策略存在一定差異。以現階段常用的可再生熱交換器為例，其熱平衡方程如下：

Dbl（hbl-hbl）=Df（hf-hf）

式中的Dbl表示蒸汽發生器的排污量（單位：kg/s）；hbl、hbl分別表示發生器的排污水焓值和熱交換器的排污水焓值（單位：kJ/kg）；Df表示可再生交換器的凝結水流量（單位：kg/s）；hf、hf則分別表示離開熱交換器的凝結水焓值和熱交換器入口的凝結水焓值（單位：kJ/kg）。

針對蒸汽發生器排污熱量及其回收利用的優化，經過長時間的經驗總結，與優化方案實踐對比，得出的對比結果顯示，當凝結水抽取量為1.5%時，同步實現排污熱量回收到除氧器，即可實現電場熱效率最高的節能優化效果[2]。綜合經濟性與安全性，控制凝結水抽取份額為2.5%，并將其經過可再生熱交換器加熱，最后將得到的凝結水打入除氧器，是最具可行性與經濟價值的優化方案。

三、結語

綜上所述，在壓水堆核電廠二回路管道系統當中，管道的熱效率受到多種因素的影響，有效控制蒸汽發生器排污量及其回收利用效果，能夠顯著提升系統的熱效益，提升節能效果，進而提升電場運行的經濟效益。因此，要重視壓水堆核電廠二回路管道系統當中蒸汽發生器排污量及其回收的有效優化，制定最佳方案，促使全廠熱效率，即熱經濟性得到綜合提升。

參考文獻：

[1] 朱鋼梁，常婷，湯玉平，楊宇.壓水堆核電廠二回路水壓試驗常見問題淺析[J].科技視界，2016（18）：241+255.

[2] 湯臣杭.壓水堆核電廠蒸汽發生器支承設計及特點[J].科技視界，2014（15）：264+318.