高温气冷堆氦气轮机性能的初步研究

结合了模块式高温气冷堆与气体透平循环技术的高温气冷堆氦气轮机循环是核电领域中的全新概念,为高核电的安全性和经济性提供了新思路,具有很强的竞争优势。首先对高温气冷堆氦气轮机进行了初步研究,表明氦气轮机叶片级数多,叶片高度低。然后应用商业软件NUM ECA对平面叶栅在相同的进出口条件下分别以氦气和空气为工质进行了二维数值模拟计算,并进行了流场分析,揭示了氦气轮机与燃气轮机的区别。     

闭式循环高温气冷堆氦气轮机的性能优化

1前言高温气冷堆氦气轮机是将氦气轮机与模块式高温气冷堆相结合,利用高温气冷堆产生的高温氦气直接推动涡轮做功进行高效率发电。与目前的蒸汽轮机相比较,氦气轮机发电系统结构紧凑,都安装在一回路压力边界内,采用中间冷却和回热等技术后热效率高。氦气的比热容大(约为空气的5     

氦气轮机装置的高温材料

1前言德国、俄罗斯、南非、日本等一些国家从20世纪70年代起开展了HTGR-GT发电装置的研究工作。2004年,我国正式启动与10 MW的HTGR直接连接的闭式循环氦气轮机装置的研制。中船重工第七○三研究所承接了“高温气冷堆-氦气轮机直接发电试验项目”中的研制和生产氦气轮机工作。20     

额定165MW和41％效率的闭式循环核装置

据《Gas Turbine World》2007年3～4月号报道，南非Eskom拟2008年建造一台165MW闭式循环氦气轮机示范装置，于2012年启动运行，该装置将由高温氦气冷却卵石床模块式反应堆供给动力。     

氦气轮机高温气冷堆(GT-HTGR)

氦气轮机高温气冷堆(GT-HTCR)就是在一回路直接采用氦气闭式循环燃气轮机(CT)的高温气冷核反应堆(HTGR)；氦气既是核反应堆的冷却剂，又是闭式循环燃气轮机的工质；这个闭式循环燃气轮机通常由高、低压压气机、涡轮、预冷器、间冷器、回热器组成，并采用电磁轴承。选择氦气为工质，是因为氦气具有很高的比热和导热系数，同时又是惰性气体。     

模块式高温气冷堆的特点与发展

在简述气冷堆技术的发展历程基础上,总结了模块式高温气冷堆的技术特点:采用耐高温的陶瓷型包覆颗粒燃料元件,以化学惰性和热工性能良好的氦气作为冷却剂,以耐高温的石墨作为慢化剂和堆芯结构材料,堆芯出口温度可高达1000℃,在任何情况下都不会出现堆芯融化的事故,是国际上公认的具有固有安全性的先进核反应堆;具有更高的发电效率,氦气透平循环发电效率可达50%;可以提供900~950℃的高温工艺热和540℃以下各种参数的工业蒸汽,在核能供热、核能制氢方面具有广泛的应用前景。经过近40年的发展,我国在高温气冷堆技术这一领域处于世界领先地位,我国目前已经具有自行设计、自行制造、自行建造、自行营运高温气冷反应堆的能力,首座我国自主研发、拥有自主知识产权的高温气冷堆核电站示范工程已经正式开工建设,预计于2017年前后实现并网发电。     

信息综述

我国欲建高温气冷堆电站　　中国华能集团公司、中国核工业建设集团公司、清华大学日前签署建设高温气冷堆示范电站合作意向书。这标志着我国将成为继美、英、德、日后第五个掌握并建设这种国际公认的新一代先进反应堆的国家。高温气冷堆效率高、安全性能好、可利用率高。目前国际上已建成5座高温气冷堆、2座电功率为30万kW级的高温气冷堆示范电站。我国第一座10MW高温气冷实验堆由清华大学核能技术设计研究院自主设计、建设,于2003年1月建成并网发电成功,主要技术指标达到设计要求,现运行状况良好。国产首座大型商用核电站并网发电　　20…     

高温气冷堆(HTR)的发展前景应予以关注

自美国三哩岛和前苏联切尔诺贝利核事故后，实现反应堆的固有安全成了核电站设计的关键问题。高温气冷堆是一种具有固有安全性、可用于高效发电和高温供热的先进反应堆，是当今世界第四代核能系统的首选堆型之一。我国在该领域的技术开发已经取得了突破性进展并已进入工业应用实施阶段，其安全性和经济性已经引起国内外高度关注。     

用于高温气冷堆发电设备的闭式循环氦气轮机装置

对HTGR-CT发电装置中的氦气轮机装置作了简要介绍．叙述其循环、工质以及影响循环效率的关键因素,并分析HTGR-CT发电装置布雷顿循环系统当前和近期的参数值。针对氦气轮机装置,论述了涡轮、压气机、热交换器、转子、轴承和热氦气管道等主要部件的设计和结构特点,并简要介绍了应用于氦气轮机的材料。最后指出在开发HTGR-CT发电设备中要重视两个关键技术问题：一是开发出用于大功率机组的安全、可靠的磁性轴承;二是免除放射性污染能进行安全运行和有效维护的问题。     

英文摘要

用于高温气冷堆发电设备的闭式循环氦气轮机装置;A Closed Cycle Helium Gas Turbine Plant Used for a High-temperature Gas Cooled Reactor-based Electric Power Generation Unit[刊,汉]//PSR波纹板片的热强度分析=Thermal Strength Analysis of the Corrugated Plates of Primary Surface Recuperators (PSR)[刊,汉]//PG6581B燃气轮机构成燃煤联合循环系统的性能分析=Performance Analysis of a PG6581B Gas Turbinebased Coal-fired Combined Cycle System[刊,汉]。     

用于支撑HTR_10GT氦气轮机的磁力轴承设计研究

介绍了10 MW高温气冷堆氦气透平发电项目(HTR -10GT)磁力轴承的设计原理及技术特点,给出了磁力轴承的详细结构设计及关键设计参数.氯气轮机转子采用立式一体化布置的结构方式,由两个径向磁力轴承和一个轴向磁力轴承支撑.轴向磁力轴承的设计承载力为9.800 kN,气隙为0.7 mm.径向磁力轴承的设计承栽能力为1.9...     

哈锅签订国内首台第四代核电技术蒸汽发生器和AP1000首台国产化蒸汽发生器

日前,国家高科技重大专项高温气冷堆核电站示范工程揭牌暨华能石岛湾核电厂核岛EPC总承包协议和主设备供货合同签字仪式在北京钓鱼台宾馆举行,哈锅与华能山东石岛湾核电有限公司、中核能源科技有限公司正式签订了高温气冷堆核电站示范工程一期2台蒸汽发生器设备供货合同,这标志着哈锅成为国内首台第四代核电技术蒸汽发生器设备的供应商,对哈锅制造水平的提高和今后核电市场开发意义重大。高温气冷堆核电站示范工程是我国第一台拥有自主知识产权的20万千瓦高温气冷堆核电站,具有固有安全性、发电效率高、用途广泛等特点,是国际上公认的具有先进技术特征的新型核反应堆。2006年,《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020)》将高温气冷堆核电站列为国家“十一五”重大专项,2008年2月15日国务院常务会议通过了高温气冷堆核电站重大专项总体实施方案。示范工程一期规划建设1台高温气冷堆核电机组,是在由清华大学自主设计、建造和运营的10兆瓦高温气冷实验堆的技术基础上建设,工程计划于明年9月开工建设,2013年11月投产发电。哈锅签订国内首台第四代核电技术蒸汽发生器和AP1000首台国产化蒸汽发生器     

依靠自主技术创新,推动我国核电事业的科学发展——论高温气冷堆核电站在我国的商业化前景

本文在对高温气冷堆发电技术的特点、发展现状进行介绍基础上,分析探讨了具有我国自主知识产权的高温气冷堆核电站商业推广的现实意义和市场前景,最后通过介绍正在建设中的高温气冷堆核电示范工程的进展情况,总结提出了高温气冷堆核电站将是我国的能源供给的又一重要选择,它的发展会极大带动和促进我国核电技术的创新和发展。     

高温气冷堆氦气透平循环工质的热物性

在高温气冷堆氦气透平直接循环中,氦气既是堆芯的冷却剂,又是循环工质。氦气热物性数据来源多样且互相不一致,对目前应用较多的5种氦气热物性参数计算方法进行了比较分析。     

全球首座高温气冷堆商用核电站DCS设备出厂

正总部位于深圳的中国广核集团有限公司(简称中广核集团)4月6日通报表示,全球首座高温气冷堆商用核电站华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆示范工程的数字化仪控系统(DCS)顺利通过出厂验收.此次出厂交付的设备包括非安全级控制系统(NC-DCS)、多样性驱动系统(DAS)、虚拟控制系统(VDCS),以及与之实现一体化设计的汽轮机数字电液控制系统(DEH).核电DCS是负责整个核电站运行监控、操作控制和管理的核心装备,是保障核电站运行安全的关     

基于He-N2混合工质的闭式Brayton循环系统及设备的优化设计

对以He-N_2混合气体为工质的闭式Brayton循环系统进行了优化分析,获得循环最高效率下系统各组成设备的性能参数。以此优化结果为目标,设计了轮机和换热器的初步方案。以纯氦气工质时轮机和换热器的成本为基准,利用设备成本与几何参数之间的近似关系,获得不同氦气摩尔分数下轮机和换热器的相对成本。通过Brayton循环中轮机与换热器的成本权重分配,得到不同氦气摩尔分数下Brayton循环的相对总成本。结果表明:当氦气摩尔分数为50%～60%时,存在一个相对总成本的最小值,与纯氦气时相比,其相对总成本降低了12%左右,这对于闭式Brayton循环系统工质的选择具有一定的指导意义。     

单级轴流氦气压气机空气模拟气动性能数值分析

HTGR-10模块式高温气冷堆作为第四代反应堆型具有系统简单、安全可靠和经济性能优越等特点。而氦气循环透平发电机组的氦气压缩机性能,将成为发电是否高效的决定因素之一。本文利用Numeca数值模拟软件对一亚音速轴流氦气压气机试验机进行了气动性能及准数关系研究,分析了气流在叶栅中的流动机理,探讨了等雷诺数下相似准数对压气机叶片性能的影响。结果表明:采用空气工质模拟氦气压缩,在马赫数小于0.4工况下对压气机的通流流动影响很小,基本可以忽略;采用大于0.5的反动度,增加正预旋可以使效率维持较高的水平;在马赫数较小的情况下,绝热指数k不会对相似模拟产生大的影响。     

时局·举要

高温气冷堆核电项目重启 12月21日,国家科技重大专项华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆核电站示范工程核岛底板第一层混凝土浇筑圆满完成。该电站是在我国“863计划”高科技攻关项目10兆瓦高温气冷实验堆基础上的产业化示范项目、世界首台模块式高温气冷堆核电站,是我国在核电领域的一项重大自主创新工程。     

世界首座高温气冷堆核电站年内开建

具有我国自主知识产权的山东荣成石岛湾20万kW高温气冷堆核电站示范工程．将于今年内开工建设,预计在“十二五”后期建成运营。届时,该核电站将成为世界上首座商业化运营的模块式高温气冷堆核电站。     

体心立方球床高温气冷堆流动及传热数值模拟

在规则球床模块式高温气冷堆中,氦气在规则燃料球之间流动,并对燃料球进行冷却。将燃料球分为发热区和石墨包壳,考虑了燃料球内部热传导。以三个规则燃料球为一组,对氦气在燃料球中的流动与传热进行数值模拟,获得氦气在燃料球孔隙间的流场,以及燃料球与氦气的温度分布;并将燃料球出口边界的流动和传热参数传递给下一组燃料球入口边界,以实现大规模规则燃料球模块化高温气冷堆的数值模拟,预测燃料球与氦气的升温速率和压降率。