高温气冷堆氦气轮机基本特性研究

高温气冷堆氦气轮机循环被认为是将来核能发电领域中最有潜力的方案之一。首先对高温堆氦气轮机循环进行分析和优化 ,然后着重从热力学和气体动力学角度研究氦气轮机的基本特性。结果表明 ,氦气轮机有两个主要设计特点不同于通常的燃气轮机 :一个是叶片级数多 ;另一个是叶片高度低 ,这些特性分别由氦气的物性和闭式循环的高压所导致。     

高温气冷堆氦气透平直接循环启动参数分析计算

开发了包括堆芯、蒸汽发生器、透平、压气机及换热器等模块在内的高温气冷堆氦气透平直接循环系统的稳态计算程序。对系统的启动过程进行了模拟分析,并对压气机的喘振问题进行了分析,考虑了换热能力、温度和压力的影响。结果表明：在变负荷过程中压气机有足够的安全裕度。     

高温气冷堆氦气透平直接循环的Exergy分析

针对100MW电功率的氦气透平直接循环的设计，对循环各个部件分别进行了热力学第一和第二定律分析。给出了各个部件的输入和产出Exergy公式，计算了Exergy损失分布表，并和按照传统分析方法分析的结果进行了比较。结果表明，一半以上的Exergy损失发生在堆芯部分，而由预冷器、压气机和间冷器组成的压缩系统所占Exergy损失比重，比按照第一定律计算的能量损失份额结果小的多；循环Exergy损失主要原因是能量形式的转换和不可逆换热。系统Exergy效率略高于热效率。     

高温气冷堆氦气透平直接循环的实际特性研究

清华大学高温气冷堆氦气透平直接循环系统(HTR-10GT)的特性研究已经进行了很多,但大多是针对理论上的布雷登循环作特性研究,没有考虑系统中其他实际因素,如工质泄漏、管道摩擦等。工程中,泄漏是不可避免的问题,泄漏及泄漏位置的不同都会引起系统中参数的变化。主要工作是研究HTR-10GT氦气透平直接循环系统在泄漏条件下的实际布雷登循环特性。研究目的就是在建立泄漏的物理和数学模型的基础上,研究泄漏对工质的热力参数及其效率的影响,对比在考虑有无泄漏时系统循环特性曲线的不同,找出提高系统效率的途径。     

间接氦气透平循环高温堆紧急停堆动态仿真

通过对10 MW高温气冷堆氦气透平发电装置(HTR-10GT)的堆芯、热交换器和透平压气机组等主要设备的数学建模和程序编制,初步建立起了一套模拟该装置瞬态特性的仿真程序.通过对该装置于5s时刻堆内引入0.1$阶跃正反应性引发的紧急停堆事故的瞬态模拟,初步验证了该装置紧急停堆预案设置的安全性和合理性,证明了旁路快开阀的设...     

高温气冷堆气体透平循环方式的技术评价

气体透平循环被认为是高温气冷堆发电的发展方向。循环方式包括直接循环，开式间接循环和闭式间接循环，工质包括氦气，空气和氮气，对于每一种循环都进行了热力学分析和优化计算，并对透平压气机进行了气动设计，研究结果表明，氦气直接循环是一个理想的选择，但是基于现有技术水平难度较大，氦气和氮气闭式间接循环是目前比较现实的方案，可以实现气体透平循环的设想并为将来的直接循环做技术积累。     

高温气冷堆联合循环技术潜力研究

模块式高温气冷堆与燃气联合循环发电分别代表着当今核能界和常规发电界的最先进技术,两者的结合为提高核电的安全性和经济性提供了一条新的思路,是一个极具竞争优势的选择方案。本文通过分析高温气冷堆和联合循环的现状及发展趋势,着重从今后10～20年技术潜力的角度研究高温气冷堆联合循环技术,并给出各种堆芯出口温度条件下的循环方案。例如,堆芯出口温度为1050℃,循环效率可达51.4%。     

10MW高温气冷堆一回路氦气品质研究

10MW高温气冷堆以氦气作为冷却剂,氦气中含有H2O、CO2、H2、CO、CH4、N2、O2等7种影响氦气品质的杂质。分析反应堆在不同工况下的氦气品质数据的变化规律,可证明一回路氦气在反应堆功率运行过程中经氦气净化系统净化后,氦气品质能够满足技术规格书要求。但随一回路氦气平均温度的升高,氦气品质呈下降趋势,并可初步判断存在缓慢变化的杂质源项为水。     

高温气冷堆氦气环境中电气设备绝缘设计研究

应用巴申定律研究了氦气的电气击穿特性,并与空气的绝缘特性进行比较。以高温气冷堆氦气透平发电系统电机腔室的设计参数为例,结合氦气的巴申曲线,对氦气条件下气体压力和极间距离的关系进行深入探讨,并提出氦气环境中电气设备绝缘设计需关注的问题。研究结果表明,氦气最小击穿电压为150~200V,绝缘特性较差,电气设备绝缘结构设计应考虑氦气环境压力的影响,现有针对压水堆电站电气设备绝缘结构的验收准则和试验方法并不完全适用于氦气环境。     

高温气冷堆联合循环发电的初步分析

对模块式高温气冷堆的氦气轮机与汽轮机联合循环方案以及氦气轮机进行初步的分析 ,揭示高温堆联合循环发电的一些基本设计特点     

高温气冷堆氦气轮机系统电磁轴承冷却方案设计

电磁轴承是高温气冷堆立式氦气轮机系统的重要组件之一。本文针对高温气冷堆氦气循环发电中的高温电磁轴承,设计了4种综合冷却方案;采用前处理软件GAMBIT对电磁轴承腔体进行三维建模,使用流体力学计算软件FLUENT对模型进行了分析。模拟结果表明,通过合理的设计及优化,腔体可以得到有效冷却,并能将腔体温度控制在设备运行要求范围之内。     

氦气试验回路中的氦净化

为了减少结构材料的腐蚀并验证高温气冷实验堆中的氦净化工艺，在氦气试验回路中设置了氦净化系统并进行了试验。试验结果表明，净化流量为５０ｍ＾３／ｈ的主要由分子筛和深活性炭床组成的氦净化系统，能把氦中２００００ｃｍ＾３／ｍ＾３的化学杂质净化到７６ｃｍ＾３／ｍ＾３以下。所采用的氦中痕量杂质分析测量技术达到１０＾－１ｃｍ＾３／ｍ＾３精度。     

我国高温气冷堆的发展

模块化高温气冷堆具有的固有安全特性、建造周期短和相处容量小等优势正好符合电力系统非管制化（Ｄｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）发展趋势对于发电厂的要求,清华大学核能设计研究院正在建造一座１０ＭＷ高温气冷实验堆。本文着重分析了高温气冷堆的安全特性和提高发电效率的氦循环方式。     

高温气冷堆回热循环及透平机组的初步研究

结合了模块式高温气冷堆与气体透平循环技术的高温堆气体透平循环是核电领域中的全新概念，为提高核电的安全性和经济性提供了新的思路，具有很强的竞争优势。其中，高温气冷堆回热循环是该方案的主流。在高温堆回热循环方案中，氦气透平机组的工作介质为氦气，其物性与空气有很大的不同，因此，氦气透平与燃气透平在热力参数、气动参数、尺寸、级数等方面有着较大的差别。本研究对回热循环以及氦气透平进行了初步分析，并通过与燃气透平的比较，揭示了回热循环与氦气透平的一些基本设计特点。     

10MW高温气冷堆热气导管高温性能试验

水平布置的同轴双层热气导管在１０ＭＷ在高温气冷实验反应堆中是连接堆芯和蒸汽发生器的重要部件， 外分别流过高温和低温氦气，在氦气工程试验回路上进行了热气导管热工性能试验，使用氦气介质，在３．０ＭＰａ，９５０℃温度下连续运行时间超过９８ｈ，ｄ３．０ＭＰａ７００℃以上温度条件下的热运行时间超过３５０ｈ，还在０．１－３．４ＭＰａ压力范围内进行了２０闪压力循环；在１００－９５０℃范围内，进行了１８次温度循     

高温和超高温气冷堆动力转换方案研究

动力转换单元是高温和超高温气冷堆的重要组成部分。本文对高温和超高温气冷堆的动力转换单元进行研究。从4个关键参数（反应堆出口温度、反应堆入口温度、压缩比和主蒸汽参数）入手,对5个循环方案进行比较分析。综合考虑各种工程因素,上位循环为简单氦气透平循环、下位循环为有再热的蒸汽轮机循环的联合循环方案是具有竞争力的,其中下位循环在高温气冷堆范围是亚临界参数循环,在超高温气冷堆范围是超临界参数循环。联合循环可实现高温和超高温气冷堆热量的高效率转化,且反应堆入口温度在反应堆压力壳材料允许的范围内,具有足够的安全性。     

HTR-10一体化换热装置和联合循环

10MW高温气冷实验堆 (HTR 10 )有两个突出的特点 :(1)采用气体轮机和汽轮机联合循环 ,可以提高其发电效率 ,并且能保持较低的堆芯入口温度 (30 0℃ )。 (2 )中间换热器和蒸汽发生器一体化设计 ,减少了一个壳体和一个热气导管 ,提高了安全性和经济性。描述了一体化的中间换热器和蒸汽发生器以及气体轮机和蒸汽轮机联合循环的设计特点。