浅谈核电同火电汽轮机的比较

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核电厂常规岛与火电相比的主要差异

核电厂常规岛与火电相比的主要差异

核电厂常规岛与火电相比的主要差异(院内新员工参考教材)2010年9月济南核电厂常规岛与火电相比的主要差异山东电力工程咨询院张磊 2010年9月7日核电厂常规岛主要部分是汽机岛,它是在火电基础上发展起来的,与火电有许多共同点,下面仅论述两者的主要差异。

一、设计理念差异毫无疑问,核电厂常规岛与火电厂发电机组都将安全运行放在首位。

但核电厂更将安全运行放在压倒一切、重中之重的地位。

因为一旦发生核泄漏事故,其影响是长期的,甚至影响到几代人,其影响范围也是世界性的,这在我国火电机组众多事故案例中是没有先例的。

二、主设备上的差异下面均以国外×××核电厂1300MW机组与同容量的火电机组为例进行比较。

注:1、我国内陆核电厂地处温度、湿度较高地区,同容量机组的循环冷却水量更大,预计在220000t/h左右;2、造成上述各项差异的原因出自两者设计理念的差异,即前者强调运行安全,效率让位于安全,后者采用高转速、高参数的主设备,追求的则是更高的效率。

三、主厂房区域布置的不同点1、核电厂主厂房采用单元制布置,即每台机组的主厂房是独立的,彼此不接建;火电厂为运行管理方便,2台或几台机组的汽机房和锅炉房是相连的。

(见图1、图2、图3)图1 国外×××核电厂总平面布置立体图-图2 国外×××核电厂总平面布置平面图-图3 国外×××核电厂总平面布置侧向视图2、核电厂为安全起见,再热汽不采用进出反应堆进行再热,而用主汽进行再热。

核电厂除湿再热器(即汽水分离再热器)布置在汽机高中压缸两侧,而火电厂的再热器设在锅炉本体内部,汽机房没有再热器。

(见图4、图5)图意示程流汽热再汽主组机电核4图层转运组机电发轮汽厂电核×××外国5图3、核电厂汽轮发电机组的头部朝向核反应堆,而火电厂大型汽轮发电机组的头部不朝向锅炉,锅炉布置在汽轮发电机组的侧面。

电网电力行业的火电与核电发展

电网电力行业的火电与核电发展

电网电力行业的火电与核电发展近年来,随着能源需求的不断增加,火电与核电作为主要的电力发电方式,在电网电力行业中扮演着重要的角色。

本文将就电网电力行业的火电与核电发展进行探讨,以期对未来发展方向有所启示。

一、火电的发展状况与优势火电作为一种传统的发电方式,在电网电力行业中经历了长期的发展,其发电能力和技术水平已经相当成熟。

火电厂一般采用煤炭、天然气等化石燃料来发电,具有以下几个优势:首先,火电发电成本相对较低。

与其他发电方式相比,火电在设备建设、燃料采购和电力生产过程中的成本较为经济合理,能够为用户提供相对便宜的电力。

其次,火电弹性大、可调度性强。

由于火电厂采用常见的火力发电设备,具备快速响应的特点,可以根据电网负荷的变化进行电力调度,以保持电力供应的稳定性。

此外,火电在技术和运维方面也积累了丰富的经验,比如燃烧控制、废气治理等方面已有较为成熟的技术手段,能够保证电网电力系统的正常运行。

二、核电的发展趋势与潜力核电作为清洁、高效的电力供应方式,具有不可替代的优势,正在逐渐引起人们的关注。

随着技术的进步和安全性的提升,核电在电网电力行业中有着广阔的发展前景。

首先,核电是一种清洁能源,可以大幅减少对环境的污染。

相对于火电的燃煤、燃气排放,核电不产生温室气体和大量污染物,对环境的影响更小,符合可持续发展的目标。

其次,核燃料的储量丰富,可以提供长期的能源供应。

当前世界上已发现并开采的铀资源可满足数十年的核电发展需求,而核燃料的利用率也相对较高,使得核电在资源方面具备一定的优势。

此外,核电厂的运行成本相对较低,且发电效率高。

尽管核电厂的建设和运行成本较高,但核电的燃料费用相对较低,能够长期稳定地为电网电力行业提供经济高效的发电方式。

三、火电与核电的协调发展火电和核电作为电网电力行业的两种重要发电方式,应当以协调发展为目标,共同构建高效、可持续的电力供应系统。

首先,通过在区域规划中合理配置火电和核电项目,实现各种能源的优势互补。

汽轮机原理核电汽轮机讲解

汽轮机原理核电汽轮机讲解

重量与尺寸
核电站汽轮机
核电站汽轮机
侵蚀与腐蚀
核电站汽轮机
核电汽轮机大约2/3的作功在低压缸内完 成,核电汽轮机低压缸的排汽湿度较大,一 般高达12% 一14% 。
在给定的排汽湿度下, 叶顶速度的高低是 影响叶片侵蚀程度的主要因素,半速汽轮机 叶顶速度低, 叶片侵蚀小, 可靠性高。
汽缸稳定性
核电站汽轮机
级内除湿装置: 在汽轮机通流部分所采取 的去湿措施称为内部去湿 装置;
喷嘴叶片上缝隙式去湿装 置
汽缸和隔板外环上的沟槽 式去湿装置
外置式去湿装置或去湿再 热装置
防水蚀措施
核电站汽轮机
增加去湿,去除动叶片由于离心力的作用而 被甩到并聚集在隔板外缘延伸环上的水分。
增加动、静叶片之间的轴向间隙。 在叶片进汽边顶部进行防水蚀处理,如焊接
所以饱和蒸汽汽轮机的进、排汽尺寸要比常规电厂汽轮机 大得多, 导致高压缸采用双流道两个排汽口,低压缸采用多缸双流 道多个排汽口,末级采用更长的叶片。
饱和蒸汽核电站汽轮机特点
核电站汽轮机
1. 低蒸汽参数。 所以饱和蒸汽汽轮机的进、排汽尺寸要比常规电初参数 低,在一定背压的条件下,整机的理想比焓降小; 初参数低,整机的理想比焓降小,比体积大,在相等的 功率下,饱和蒸汽汽轮机的进汽体积流量要比常规火电厂 的汽轮机大2.5~3.5倍,排汽体积流量为1.65倍;
核电汽轮机
过热蒸汽和饱和蒸汽核电站汽 轮机
核电站汽轮机
过热蒸汽核电站汽轮机:
高温气冷堆和改进型石墨气冷堆的核电站汽轮机,它的进 汽参数已完全达到常规火电厂的标准,也可采用中间再热, 容量也已达到甚至超过常规火电厂。
饱和蒸汽核电站汽轮机: 饱和蒸汽汽轮机又称湿蒸汽汽轮机(包括微过热蒸汽汽轮 机)。目前饱和蒸汽汽轮机约占总核电站装机容量89%, 其中绝大部分机组是利用轻水堆(包括压水堆和沸水堆) 产生的蒸汽。

核电汽轮机与火电汽轮机比较分析

核电汽轮机与火电汽轮机比较分析

核电汽轮机与火电汽轮机比较分析摘要:在本篇文章中,主要从热力设计、结构性能和材料选择等多方面入手,全面论述了核电汽轮机和火电汽轮机之间存在的不同之处。

关键词:核电汽轮机;火电汽轮机;比较差别现阶段,伴随着社会经济的不断发展,核电领域运行进程逐渐加快,在这一背景下,人们逐渐加大了对核电方面的重视程度,对于核电以及火电来讲,两者均是借助汽轮机达到发电操作目的的,不过从核电汽轮机设计、制造以及安全等环节进行分析,和火电汽轮机相互比较来看还有着诸多的不同之处。

基于此,本文结合核电汽轮机以及火电汽轮机运行特征,全面分析以及探讨了两者之间存在的各项差别,得出结论,以此为后期核电汽轮机以及核电厂稳定运行提供良好依据。

1.对于核电汽轮机组特征的论述当核电站运行期间,因为和核电汽轮机相互配套的反应堆湿蒸汽参数处于较低的状态,同时单回路类型的工具有着独特性特征,放射现象极为明显,因此从目前汽轮机系列中分离出了核电汽轮机。

通过相关探究得出,核电汽轮机组具备的特征一般表现在以下几方面。

其一,蒸汽参数不高,有着非常大的湿度。

首先,带有湿润度的饱和蒸汽压力大约是4.0~7.0MPa,湿度大约表现为0.40%左右,温度不超出300℃,该项参数远远低于常规类型的火电汽轮机。

常规火电机组中包含的蒸汽一般处于过热蒸汽现象,通常是处于低压缸末几级中出现湿蒸汽现象。

而核电汽轮机的过热现象则是在低压缸前几级状态下体现出来,剩下的部分呈现出了饱和状态之下的湿蒸汽情况。

其二,不管是进汽数量还是容积流量等,都是非常大的,因为核电汽轮机初参数不高,有效焓降只占据常规火电汽轮机的一半比例,使得相同功率的机组中核电汽轮机进气量上升,在火电机组中占据了较高比例,并且疏水量也逐渐提高,容积流量扩大。

其三,单机功率非常大,可以有效承载相关负荷。

从核电站实际运行情况来看,存在着运行费用较低以及投资成本非常高的现象,因此可以将核电汽轮机设计成非常大的功率,可以有效承载着电网中的相关负荷。

能源技术中的火电和核电比较

能源技术中的火电和核电比较

能源技术中的火电和核电比较随着工业和人类生活的不断发展,对能源的需求也逐渐增大。

而在现代工业中,火电和核电成为最主要的两种能源形式,它们将带给人们无限的能量,同时也给环境和人类带来了无限的负面影响。

那么,我们应该如何进行比较和取舍呢?一、火电与核电的基本原理火电和核电的基本原理可以说是完全不同的。

火电是借助化学的反应将化石燃料的化学能转化为热能,再利用热能转化为电能。

而核电是利用核反应产生的能量进行发电的。

火电属于化学反应产生的能源,而核电属于物理反应产生的能源。

二、火电与核电的优劣比较1. 环境影响火电站的主要排放物是二氧化碳、氮氧化物和氧化物等有害气体,这些气体对大气环境产生了极大的压力,引发了雾霾等恶劣的气象现象。

而核电站则是通过核反应产生的能量,彻底避免了对大气的污染,但是核电站需要妥善处理废物以避免核泄漏的风险,这也是一个重大的环境问题。

2. 安全和安保火力发电站的安全和安保性较低,因为火电站需要借助极度高温的火焰来转化能量,这可能引发爆炸等安全问题。

而核电站由于蕴含着极其强大的核能,所以安全问题也是非常重要的。

但是相比于传统的火电站而言,全球范围内核能事故发生的频率还是非常低的。

3. 经济效益火电站需要大量的燃料,这就需要大量的采购流程,同时运行火电站时也不断产生费用,影响其经济效益。

而核电站则是不需要大量燃料的,所以它的经济效益相对更好。

但是要注意的是,核电站建造和运营所需要的成本也是非常高的。

三、总结和展望通过以上的比较,我们可以看出,无论是火电还是核电,它们都有其利弊之处,都存在安全和环境等等问题。

从长远的角度而言,还是应该寻求一种可持续的能源。

新能源的发电方式越来越成熟,比如风力发电、太阳能发电等等,这些新型能源可以取代火电和核电,并且不会造成太多的负面影响。

因此,我们需要抛弃之前的不良行为,转向更加可持续的能源形式,让人类共同保护我们的地球。

电力行业中的火力发电和核电技术比较

电力行业中的火力发电和核电技术比较

电力行业中的火力发电和核电技术比较一、引言电力是现代社会的基础能源之一,其中火力发电和核电技术都是主要的发电方式。

本文将对这两种技术进行比较,分析它们在电力行业中的优劣势。

二、火力发电技术概述火力发电是指利用燃料燃烧产生高温、高压蒸汽推动汽轮机发电的过程。

火力发电技术相对成熟,燃料种类广泛,包括煤炭、天然气、石油等。

火力发电厂建设相对简便,总体投资成本相对较低。

三、核电技术概述核电技术是指通过核裂变或核聚变反应产生热能,驱动蒸汽轮机发电。

核电技术具有高效、清洁、低碳的特点。

核燃料的供应相对稳定,燃料利用率高。

然而,核电技术的建设和运营成本较高,并伴随着一定的安全风险。

四、性能比较1. 发电效率火力发电技术的发电效率通常较低,约为30%~40%,而核电技术的发电效率可达到40%~50%以上。

核电技术利用核裂变或核聚变反应产生的热能更为高效。

2. 燃料消耗火力发电技术使用常规燃料,如煤炭和天然气,燃料消耗相对较高,且受能源资源的限制。

而核电技术使用核燃料,如铀或钚,燃料资源相对充足,且核燃料的能量密度高,燃料消耗量较小。

3. 环境影响火力发电技术在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳和其他污染物,对环境造成较大影响。

而核电技术在运行过程中不会产生二氧化碳和大量的污染物,对环境较为友好。

4. 安全风险火力发电技术在燃烧过程中存在一定的安全风险,如燃料泄漏和火灾等。

而核电技术在设计和运营过程中需要高度的安全措施,尽管核电有一定的风险,但现代核电技术已经具备较高的安全性。

5. 应对气候变化火力发电技术使用化石燃料,会产生大量的温室气体,加剧气候变化。

而核电技术作为一种清洁能源,可以有效应对气候变化,减少温室气体排放。

五、发展前景和优化选择火力发电技术在目前仍然是电力行业中的主要发电方式之一,但受到环境问题的限制日益减少。

核电技术则作为一种低碳、高效的发电方式,具备可观的发展前景。

然而,在选择何种发电方式时需综合考虑多项因素。

核电与火电等的比较

核电与火电等的比较

煤炭是一种不可再生的化石燃料,总量有限,而且随着石油的枯竭,煤炭将成为重要的化工燃料,作为燃料使用是一种巨大的浪费。

以前由于煤炭的价格低,核电与火电相比没有成本优势,但是由于近年来煤炭价格上涨,核电在成本上已经可以和火电竞争,。

火电也面临着严重的环境问题,煤炭的运输问题,温室气体的排放,引起全球变暖,排放大量的氮氧化物和硫化物,导致严重的酸雨,采煤区也有地表下沉的问题,而且火电排放的粉尘也有放射性问题,在这方面火电的辐射污染超过核电,你可能不信,但这是事实。

水电要建在大江大河的上游,地理位置受限,也受季节影响。

水电虽然没有污染物的排放,但是也破坏生态环境,兴建水坝会改变江河河道改变,形成水库,改变当地的小气候,可能诱发地震,改变了生物原来的栖息环境,导致一些物种较少甚至灭绝。

核电现在主要的问题是核废料的处理,核电站产生的核废料有很强的放射性,而且几百万年内都会这样,存储是个问题。

但是随着核技术的发展,特别是新型反应堆(快中子堆),这些核废料可以变废为宝,转化成核燃料使用。

日本因为大地震而出现的核电危机,起码影响核电利用的进程。

人们目光马上回到风能水能等环保型电力行业上。

但问题是,在日益工业化的中国,风电能解决什么?水电又能解决什么?风电小范围解决问题尚可,但不能满足工业化要求。

水电在中国排在火电核电之后,能解决较大的用电问题,但因为水资源的缺乏同样给用电带来问题。

这样,传统火电可能仍为中国近期发展取向。

加上自07年开始火电因为梳硫等大量投入导致行情一直低迷,股价也回到了合理区,未来出现一波向上行情是可以预期的。

目前电力行业动态市盈率在27倍上下,5元以下个股有9个。

其中国电电力(600795)、华电国际(600027)勉强在3元附近,不及ST个股。

5元以下的个股大都是国有大型电力股,其价值也出现了较大的低估。

而同为电力板块的水电股,价格都在第一梯队。

水电是一种上佳的能源利用,但可惜不可能成为主流。

核电汽轮机与火电汽轮机比较分析

核电汽轮机与火电汽轮机比较分析

1 核 电汽轮机 与常规火 电汽轮机 的差异
核电汽轮 机的结构 和原理基本 上与火 电汽 轮机相 同, 在 系统组成 与设计上也 大致相似 , 但在设备 的设计 方面却存 在
汽轮机 的进 汽量是火 电机组的 2 , 积流量则为 4倍 一 倍 而容
6倍 。蒸 汽的容积流量增 大 , 这就要 求核 电机组 的通流面积
( 尔滨汽轮机厂有限责任公 司, 尔滨 10 4 ) 哈 哈 5o 6
摘要 : 通过 与火电汽轮机在热力设计 、 结构特性 、 材料 选用 和运 行等方 面的 比较 分析 , 阐述 了核 电汽 轮机的设计 特
点 以及 与火 电汽轮机 的差别 。 关键词 : 汽轮机 ; 比较 ; 差别 分 类号 :K 6 T 29 文献标识码 : B 文章编号 :0 15 8 (06)600 -3 10 -8 4 20 0 - 40 4
Ke r s t r i e c mp rs n; i e e c y wo d :u b n ; o a io d f r n e
1 1 核 电汽轮机热 力设计参本 热 力参 数 的 差剐 ..

压水 堆核 电机组与火 电机组相 比初参数 低得多且 湿度 在核 电站 中由于与核 电汽轮 机配套 的反应堆湿 蒸汽参 数低 , 以及单回路的工 质具有 放射 性等特 点 , 以把 核 电汽 所 轮机从现有汽轮机 系列 中分 出来 。
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1 12 蒸 汽 热 力 过 程 的 差 别 ..
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浅谈核电同火电汽轮机的比较
我国第一座核电站始建于上世纪50年代,核电发展历经60年。

我国核电发展在前期速度较慢,随着近年来经济的飞速发展科学技术的不断进步,核电发展速度正逐渐提升。

由于核电汽轮机的配套反应湿蒸汽参数低,具有放射性的特点,因此,需要将核电汽轮机组与火电汽轮机组加以区别。

本文将从热力参数、结构特性、流通设计和运行方式等方面对核电汽轮机和火电汽轮机进行比较分析。

一、热力设计参数不同
由于当前大部分核电站采用的是压水堆,压水堆核电站汽轮机的热力设计设计参数特点为:流量大、焓降小、蒸汽参数低、效率低。

反应堆供给汽轮机的蒸汽参数低,通常为5~7MPa,湿度在0.25~0.41%之间,温度在270~285℃之间,显示为略带湿度和蒸汽饱和状态。

当核电汽轮机与火电汽轮机排气压力相同时,核电汽轮机做功是有效焓降低,大约为火电汽轮机焓降的一半。

火电汽轮机窝炉则是采用的燃煤、燃气和燃油等燃料。

主蒸汽高温、高压的过热蒸汽。

二、结构特性不同
由于热力设计参数不同,核电汽轮机与火电汽轮机在设计结构也有所不同,具体差异如下:
(一)外形尺寸差异
相比火电汽轮机,核电汽轮机的进气参数低、比容大,具体进气容量约为相同功率火电的火电汽轮机机的一倍,这就要求核电汽轮机进气管、阀门以及汽缸尺寸比常规汽轮机要大,高压缸叶片要长于一般汽轮机。

另外,在相同功率的条件下,核电汽轮机末级叶片比火电汽轮机的末级叶片药长、外形尺寸大、排气面积大。

(二)汽水分离、再热器(MSR)的设置存在差异
核电汽轮机的工作蒸汽为饱和蒸汽,该蒸汽通过高压锅做工之后,产生的排气湿度较大,如果直接将蒸汽排入低压缸,将会导致汽轮机的某些零部件因水侵蚀而损坏。

因此,为了降低汽轮机低压缸的蒸汽湿度,就需要提高低压缸的蒸汽温度,这样就可以确保核电汽轮机具有一定的过热度,热力循环效率得到相应的
提高,低压缸的工作环境和条件得到改善。

在汽轮机的高压缸和低压缸设置汽水分离器,这样可以有效的防止和减轻湿蒸汽对汽轮机低压缸零部件的腐蚀与损坏。

(三)低压缸的进气截止阀和调节法设置不同
由于核电汽轮机的进汽参数低,比容较大,所以高压缸、MSR以及管道内会存有大量的蒸汽与水,一旦发生机械故障或者甩负荷时,主汽阀的就会自动关闭,压力也会随着降低,而高压缸、MSR和管道内的水将会在短时间内成为蒸汽,导致汽轮机忽然启动进行超速运转,影响汽轮机的运行安全。

要想避免汽轮机发生超速现象,就必须设置相应的截止阀和调节阀。

相对与核电汽轮机组,火电汽轮机组的参数高,高压缸内的存水较少,超速运转的可能性大大降低。

所以,火电机组在低压缸的进气部分没必要设置相应的截止阀和调节阀,而需要在低压缸进气部分设置相应供热蝶阀。

(四)调节方式的不同
火电汽轮机通常采用的是喷嘴调节配气方式,该配气方式在实践操作过程中,开启最后一组调节阀时,汽轮机产生的气流会受到节流的影响,节流所导致的能量损失相对较小,所以采用喷嘴调节配气方式进行变工况运行是火电汽轮机组最佳的配气方式。

相对于火电汽轮机组,核电汽轮机组的蒸汽参数低、流量大,如果采用嘴喷的调节配气方式调节级动叶片,将会产生较大的应力,由于湿蒸汽在喷嘴出口会发生“凝结激波”,造成叶片的出汽出产生裂纹,从而影响汽轮机组的安全运行。

而节流配气方式在在阀门全开,达到较高的节流额定负荷时,该配气方式要比喷嘴配气方式的效率高。

因此,带一定符合的核电汽轮机组通常会采用节流调节。

三、通流设计不同
当前大多数企业采用的可控涡流设计和全三元流设计法来进行通流部分与叶片在设计,尤其是在低压缸和通流和末级长叶片设计方面。

将动叶子和转子论缘限定在较低水平,可以确保叶片的安全可靠运行。

另外,对于运转温度较低的动叶片,可以参考应力数据预测允许应力。

核电汽轮机在运转所产生的湿度要高于火电汽轮机,所以更容易产生腐蚀裂纹。

对于不调频叶片,则应该计算叶轮槽倒角半径处的峰值应力,核电汽轮机组在低压过渡区的不调频叶片的安全系数大约是火电机组的2两倍。

在汽轮机低压缸中,当饱和线以下的湿蒸区长时间工作时会产生大量的蒸汽,蒸汽过热膨胀进入饱和区时会释放一定的能量,进而出现过冷现象,蒸汽中的第一次成核和第二次成核,会产生相应的凝结。

两相流对核电机组低压缸的影响比对火电机组低压缸的影响大,两相流也是动叶片设计时需要着重考慮的因素。

四、运行方式的不同
常规火电站的运行过程中,若汽轮机一直能保持正常的运行工况,新蒸汽参数通常是不会发生改变的,锅炉出口参数保持稳定状态,所以火电站锅炉管理人员的主要责任就是排除锅炉安全隐患,在运行过程中始终保持锅炉出口新蒸汽参数为额定值。

在压水堆核电站的运行过程中,由于运行方式与常规火电站不同,所以,对蒸汽参数的计算也有所不同,核电汽轮机组蒸汽发生器的热平衡方程式为:方程式中的P表示为蒸汽发生器产生的热功率,k、F表示蒸汽发生器飞传热系数和传热面积,Tavg便是反应堆冷却剂的平均温度,Tsg是指蒸汽发生器内蒸汽温度。

从方程式中可以观察得出,在提升汽轮机功率的前提下,如果仍要保持新蒸汽参数恒定不变,就需要提升反应堆的平均温度Tavg,要求管理人员根基反应堆平均温度Tavg的变化,设定较大的Tavg变化范围。

核电机组的回路系统中则应该具备一定体积补偿能力和温度反应性补偿能力,避免回路设计过程中出现不必要的麻烦。

若要保持一回路平均温度不变,提升核电汽轮机功率,则应该在汽轮机组负荷较高的情况下,降低二回路新蒸汽参数,要避免因蒸汽湿度增加而对汽轮机的安全平稳运行产生影响。

火电汽轮机没有汽水分离再热器,核电汽轮机组中安装了汽水分离再热器以满足其运行需求。

核电汽轮机由于受到核岛反应堆的限制,升负荷速率往往会比火电汽轮机低。

五、结束语
综上所述,本文结合实际的核电汽轮机与火电汽轮机的运行状况,将核电汽轮机与火电汽轮机相比较,分析得出核电汽轮机与火电汽轮机在热力设计参数、结构特性、通流设计和运行方式等方面均有所不同。

为核电汽轮机与火电汽轮机的比较提供科学的参考。

参考文献
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