大型核电汽轮机组热力系统热经济性优化研究

发布时间：2020-10-12 05:12

　　 随着大量高参数、大容量核电机组在我国的陆续投运,机组安全稳定运行的重要性远超常规发电机组。本文对汽轮机变工况级组压力计算经典公式弗留格尔公式做了相关改进,并针对某1400MW核电汽轮机组进行了系统结构和参数的优化设计工作,具体内容包括:首先,针对核电汽轮机高压缸蒸汽湿度较大的情况,对实际气体方程做了一定改进,并将其代替理想气体方程运用到弗留格尔公式的推导过程中,建立了更为合理的弗留格尔改进型计算模型。计算结果表明,本文提出的改进型公式有效地解决了蒸汽湿度过大的级的变工况计算精度问题。其次,对1400MW核电汽轮机进行了热力系统结构优化设计研究。从回热系统疏水方式和给水加热器回热级数两方面设计了四种系统结构改造方案,采用热平衡法对机组热经济性指标进行了定量的计算,并结合系统设备结构的复杂性和运行安全的可靠性将四种方案与原方案进行了对比分析,提出了1、2号低加增设疏水冷却器的改造建议,不仅提高了系统的热经济性,还对系统的安全运行有好处。然后,以改善低压缸的蒸汽湿度为目的设计了该核电机组的二次再热系统方案。计算研究表明,由于二次再热点的压力较低,导致吸热平均温度下降,采用中压缸第一级抽汽作为二次再热蒸汽时,低压缸的排汽干度提高了1.6%,但机组热耗率增大了0.21%;采用高压缸排汽作为二次再热蒸汽时,低压缸的排汽干度提高了0.59%,但机组热耗率增大了0.30%。因此,在当前的参数状态下,核电机组采用二次再热是不合适的。最后,采用传统热量法和遗传算法以及粒子群算法,以热耗率最小为目标,基于MATLAB程序对高压缸分缸压力和两级再热中间点温度两个方面进行了参数优化研究,探求分缸压力及中间点温度值对机组出力及热耗率的影响。其中,采用热量法建立了目标函数,分别采用遗传算法和粒子群算法实现了对目标函数的寻优。本文对热力系统的节能改造及经济运行具有重要的指导意义,可为热力系统的节能改造提供定量数据支持。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TM623
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 核电汽轮机的研究现状
    1.3 汽轮机通流部分变工况研究现状
    1.4 汽轮机热力系统的研究现状
    1.5 本文的研究内容
2 热力系统优化理论
    2.1 热量法理论
    2.2 遗传算法理论
    2.3 粒子群算法
    2.4 本章小结
3 核电汽轮机级组通流部分变工况研究
    3.1 某 1400MW核电汽轮机简介
    3.2 弗留格尔公式及其应用效果
    3.3 弗留格尔公式改进型Ⅰ及其应用效果
    3.4 弗留格尔公式改进型Ⅱ模型的建立
    3.5 弗留格尔公式改进型Ⅱ模型的计算实例分析
    3.6 本章小结
4 热力系统结构优化设计研究
    4.1 引言
    4.2 热耗率计算模型
    4.3 回热系统改造方案
    4.4 再热系统结构改造方案
    4.5 本章小结
5 热力系统参数优化设计研究
    5.1 高压缸分缸压力优化分析
    5.2 两级再热中间点温度优化分析
    5.3 目标函数建立过程
    5.4 遗传算法寻优
    5.5 计算结果分析
    5.6 粒子群算法寻优
    5.7 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文目录

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 饶宛;边岩;张旭瑞;方立军;高建强;;AP1 000核电汽轮机中压调节阀气动力矩数值模拟[J];汽轮机技术;2015年05期

2 周兰欣;李飞;付文锋;王庆五;;基于粒子群算法的压水堆核电机组回热系统优化[J];热力发电;2014年09期

3 石荣彦;;范德瓦尔斯方程的几点探析[J];物理通报;2014年09期

4 李强;;AP1000核电站常规岛低加疏水泵配置及选型优化[J];中国电力;2014年09期

5 戴明明;徐乔;;EPR核电机组低压加热器疏水经济性分析[J];能源工程;2013年02期

6 张伟波;潘宇超;崔志强;张卫东;;我国新能源发电发展思路探析[J];中国能源;2012年04期

7 周涛;张明;张蕾;冉刻;;中国核电汽轮机的参数及其发展趋势研究[J];中国电业(技术版);2012年02期

8 邓德兵;赵清森;陈伟;刘刚;;核电站汽轮机运行性能监测与诊断[J];动力工程学报;2011年08期

9 赵清森;邓德兵;陈伟;刘刚;刘勇;向军;徐大懋;;核电站二回路热力性能在线监测与诊断系统[J];发电设备;2011年03期

10 田松峰;李岩;刘哲;郝青哲;;低压加热器疏水方式热经济性分析[J];汽轮机技术;2010年06期

相关博士学位论文 前1条

1 赵宁;汽轮机变工况下流量与压比关系及热力参数应达值研究[D];华北电力大学（河北）;2008年

相关硕士学位论文 前1条

1 李清;汽轮机深度变工况的热力特性精确计算方法及应用研究[D];长沙理工大学;2012年

本文编号：2837693