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核电汽轮机的特点 第一节 核电汽轮机的应用 一、概述 饱和蒸汽的产生： （1）压水堆和沸水堆核电站 （2）利用余热发电的余热锅炉 （3）利用地热发电的闪发装置 压水堆的基本热线图 一回路工作压力一般达到13.72～15.68MPa； 一回路饱和温度为335℃～346℃； 反应堆出口温度为300℃～315℃。 二回路侧饱和蒸汽压力4.9～6.86MPa； 第二节 湿蒸汽在通流部分的流动 汽轮机通流部分内的凝结过程的复杂性主要是由于流动的三元特性造成的，不存在一个明显的凝结面。湿蒸汽中所携带的水滴一般分为两类： （1）饱和蒸汽在整个通流部分内不断生成和凝结长大的小水滴，占整个湿度质量的90％，侵蚀作用小，但可能因碰撞而聚集形成水膜； （2）喷嘴叶片表面上的水膜在高速汽流携带作用下，从出口边上撕裂而成的水滴，占10％左右，侵蚀作用大，对叶片的制动作用大； 第三节 饱和蒸汽对汽轮机设计的影响 一、饱和蒸汽参数低 饱和蒸汽参数为2.5～6.0MPa,当汽轮机的排汽压力相近时，核动力汽轮机的可用焓降只是高参数、再热式常规电站汽轮机可用焓降的一半左右。直接影响是： (1)核动力汽轮机的级数少而没有中压汽缸。 (2)低压缸功率占全部功率的比例增大，约为50％一60％，因 此，低压汽轮机的经济性对整个汽轮机有重要影响。 (3)汽轮机的排汽损失、分离再热器和进、排汽管道的压力损 失对核动力汽轮机的经济性影响增大。 二、蒸汽容积流量大 核动力汽轮机在结构上有下列特点： (1)进汽管道和阀门的重量、尺寸大。 (2)当功率增大到500～800MW时高压缸要做成双流路的。 (3)高压缸叶片高，扭叶片数量增多，增加了设备的投资额。 (4)由于叶片高度增大，增加了调节级设计的困难；低负荷时 叶片的弯曲应力增大，尽量避免采用喷嘴调节。 (5)出口蒸汽容积流量大，不仅使末级叶片增高（加大汽轮机 径向尺寸），还要采用多排汽口结构，使汽轮机结构复 杂，重量、尺寸大。 (6)冷凝器换热面增大，循环水量几乎增加一倍，这也是核电 站厂址选择时需特殊考虑的问题之一。 三、蒸汽的湿度大 一般可近似地认为级的平均湿度增大1％，级的内效率降低1％，所以蒸汽湿度的增加降低了级的效率。 目前得到广泛应用的去湿方法有： (1) 内部分离去湿法：在汽缸内壁、隔板外环采用的沟槽式分 离，喷嘴叶片的缝隙式抽吸分离，增大轴向间隙去湿，抽汽去湿等。 (2) 外置式分离器或分离再热器 以上方法确保末级的蒸汽湿度不超过12％，提高了级的效率。 四、增大单机功率 (1)增大排汽口的通流能力，主要受最末级的排汽面积影响。 (2)相同末级叶片高度时，提高排汽压力或增大排汽损失都能 明显增大单机功率，但将损失汽轮机的经济性。 (3)采用半转速汽轮机，但在实际应用中受到汽轮机结构尺寸 和制造工艺上的限制，所以在低速汽轮机中叶片高度和平 均直径只增大50％左右。 五、核电汽轮机的可靠性 (1)在设计时要有较大的安全系数，使受力部件工作更可靠。 (2)采用质地更好的结构材料，不仅许用应力大，有更高的抗蠕变性能。 (3)设计效率高、受力条件更好的喷嘴叶栅和工作叶栅。 (4)采用高效的内除湿措施和外置式分离器，有效的减少级的蒸汽湿度。 (5)对工作叶片进汽边背弧的顶部、缝隙、弯头等易受水滴冲刷侵蚀部位、采用有效的防护措施。 六、对汽轮机甩负荷特性的影响 甩负荷特性：汽轮机突然甩掉负荷时，工作转速仍控制在超 速11％～12％范围内的能力。 (1)汽缸内、蒸汽管道内及分离再热器内残存的大量汽体，流 向冷凝器时仍可发出功率，不能使汽轮机转子马上停下来。 (2)汽缸内转子和静子的表面都存在水膜，凹坑及中间汽水分 离器内部存在有水份，闪蒸现象产生大量的汽体，使转子在 甩负荷后转速可能继续增加到15％～25％。 可采取的措施 (1)在分离再热器后，蒸汽进入低压缸前的蒸汽管道上加装速关阀门，但这种大尺寸、要求关闭动作迅速的阀门，制造起来难度较大。 (2)减少高、低压缸之间的管道尺寸，提高分缸压力，把分离再热器设计在一个壳体内。 (3)减少汽缸内的凹坑，加强汽缸和管道内的疏水工作。 七、 剂量防护 正常工况下二回路不会产生放射性物质，汽轮机放置在常规岛内； 对二回路水要进行放射性监测； 对沸水堆工作的汽轮机要采用密封外壳，并提高法兰的严密性，并且汽轮机外部密封的封汽要用专门的锅炉产生的清洁蒸汽供应； 第四节 饱和汽轮机的内部去湿装置 分离系数 内部去湿装置：在汽轮机通流部分所采取的去湿措施。 分类：（1）喷嘴叶片上的缝隙式去湿装置