船用核动力二回路热力系统动态仿真_张杨伟

第42卷增刊原子能科学技术

Vo l.42,Suppl.

2008年9月Atomic Ener gy Science and T echno logy Sep.2008

船用核动力二回路热力系统动态仿真

张杨伟,蔡 琦,蔡章生

(海军工程大学核能科学与工程系,湖北武汉 430033)

摘要:基于船用核动力装置运行安全分析,建立了二回路系统两相流通用仿真软件模型,实现了人工干预条件下复杂两相流流体网络系统的动态特性实时仿真,拓展了目前核动力装置通用安全分析程序的研究范围。以二回路快速降负荷为例,对仿真模型的性能进行了验证。结果表明:该软件模型能准确反映船用二回路系统的动态特性,可用于事故处置规程和控制系统功能的验证。该模型也可用于核电站饱和蒸汽系统仿真软件的开发。

关键词:船用核动力;饱和蒸汽;仿真模型;运行安全分析收稿日期:2008-06-26;修回日期:2008-07-26

作者简介:张杨伟(1978 ),男,浙江浦江人,讲师,博士研究生,核反应堆安全分析专业

中图分类号:T K 262

文献标志码:A 文章编号:1000-6931(2008)S0-0176-06

Simulation on Secondary Loop of Marine Nuclear Power

ZH A NG Yang -w ei,CAI Qi,CAI Zhang -sheng

(D ep ar tment o f N uclear Ener gy S cience and Engineer ing ,N aval Univer sity of Engineer ing ,W uhan 430033,China)

Abstract: Based on o perational safety analy sis of marine nuclear pow er,a g eneral tw o -phase flow simulatio n model for nuclear secondary loop system w as established,w hich

can fit the needs of rea-l time dynam ic sim ulation of com plex tw o -phase fluid netw o rks under m anual intervention conditio ns,and expand the r each field o f current g eneral safety analysis prog ram o f nuclear pow er plant.As an ex ample,the capability o f the

simulatio n model was validated by taking simulatio n o f r apidly pow er r educing co ndition of secondary loop.T he results indicate that the mo del reflects the dy nam ic character is -tics of seco ndary loo p system of m arine nuclear pow er properly ,and can be used to val-i date the accident treatm ent reg ulation and function o f contr ol sy stem.T he m odel can a-l

so fit the needs of dev elo ping saturated steam system sim ulation softw are of nuclear pow er station.

Key words:marine nuclear pow er;saturated steam;simulatio n m odel;operational safety analysis

核电厂二回路热力系统与反应堆一回路系统具有很大的耦合性,在分析系统运行安全性

时须考虑二回路系统动态过程对反应堆的影响。因此,在现有基础上开发配套的二回路热

力系统动态仿真软件成为一项重要的工作。尤其对船用核动力装置而言,受船体空间布置的局限及海洋机动条件下负荷剧烈变化的影响,核动力系统的安全与二回路热力系统运行状态的关系更为密切。以往相关文献[1-3]主要针对常规火电站蒸汽系统和压水堆电站二回路及核汽轮机的仿真研究,受对象和模型的限制,这些研究在处理船用核动力二回路热力系统两相流动问题和快速变负荷问题时存在一定的局限。本文针对运行安全分析的需要,研究船用核动力二回路热力系统的动态仿真。

1 仿真对象分析

受海洋条件和船舶机动状态的影响,船用核动力二回路系统在设备布置、运行管理等方面有其区别于常规电站蒸汽动力装置和核电站二回路系统。在对其进行仿真建模时,需解决以下问题。

1)系统的复杂性。船用二回路系统由蒸汽系统、凝给水系统、乏汽系统、疏水系统、滑油系统等几十个承担不同功能又相互关联的分系统组成,这就需建立多压力节点、多流线的计算模型,且各系统间不同的接口形式在仿真过程中必然需建立不同类型、复杂的接口边界。在建模过程中,还必须进行复杂系统的简化,在保证计算精度的基础上减小计算量,提高软件运行的可信度和可靠性。

2)设备的多样性。船用二回路系统包括各种类型的汽轮机、换热器、汽水分离器、汽动泵、电动泵、截止阀、安全阀、止回阀、管道等设备部件,不同的设备需分别建立不同的数学模型;在仿真计算过程中还须使用控制程序实现部分设备启动、运行、停止等不同运行状态间的转换。

3)主汽轮机运行工况快速变化带来的复杂的热工水力过程响应。与常规电站汽轮机系统或核电站二回路系统不同,船用二回路系统常处于快速的负荷变化状态,即具有高度的机动性要求。这种机动性要求对仿真软件的计算能力和模型的精度提出了更高的要求。

4)汽液两相流动模型。随工况的快速变化和能量的转换,饱和蒸汽的热力性质也将发生剧烈变化,汽水两相间的交替过程更为复杂。

因此,必须选用高效的两相流动模型,且能够处

理高速蒸汽流动中可能出现的临界流问题。

5)仿真软件的实时性和可交互性。与传统安全分析软件不同,运行安全分析仿真软件必须具备实时甚至超实时的运算能力,且在运行过程中根据需要随时实现人工干预。

6)高效准确的数值算法。多压力节点流体网络问题的计算过程必然生成大型的压力矩阵,且该矩阵的维数随节点划分数量的增加而增大。应用高效的数值算法求解压力矩阵能够保证计算分析所要求的精度和运算过程的实时性。上述问题既包含了核电厂二回路系统和船用核动力二回路系统仿真研究的共性特点,又反映了船用核动力二回路系统仿真的特殊性,本文仿真模型针对上述问题建立。

图1所示为本文仿真对象的流程示意图。为保持仿真对象的完整性,对与该流程相关的辅蒸汽系统及辅凝水系统也进行了建模,图中仅给出了接口边界。

图1 二回路仿真示意图

F ig.1 Scheme of seco ndar y lo op simulation

2 仿真模型及软件实现

2 1 基本守恒方程

将系统的管路、设备根据功能及连接关系分割成若干仿真控制体,各控制体间通过流线连接。对每个控制体分别建立不可凝气体质量方程,汽、液质量方程,汽、液动量方程,汽、液能量方程。

1)质量守恒方程

长度为z ,截面积为A 的封闭管道控制体流体连续方程为:

A

( )n t + F n

z

=

F bn z + n

z

(1)

177

增刊 张杨伟等:船用核动力二回路热力系统动态仿真

式中: 为流体成分份额; 为流体密度;z 为流向坐标;F bn 为边界流量; n 表示由于控制体内流体成分(如液相和汽相的交替)改变引起的流量。

2)能量守恒方程

A

( h )f t =- (hF )f

z

+

A( h sat + Q -W )f +

h s F bn

(2)

式中: h sat 为流体发生相变时产生的能量; Q 为控制体与外界的热量交换;W 为驱动外部机械(汽轮机等)做功时消耗的能量;

h s F bn 表

示控制体有边界时流体能量的交换。

3)动量守恒方程

控制体动量平衡受力示于图2

。

图2 动量平衡示意图

F ig.2 Scheme of mo mentum ba lance

动量守恒方程为:

d F f d t =- f A K u d p d z +f -f w +f -f f +K u f g - p pump +

F bn v s

(3)

其中:K u 为单位制转换因子;f -f w 为流体与壁面的摩擦系数;f -f f 为流体间的摩擦系数; p pump 表示流道上有泵等动力构件时对流体的作用; F bn v s 表示控制体有边界时与边界流体质量交换产生的作用。

在处理汽液两相问题时,为简化并保证计算过程的稳定性,假定汽液两相具有相同相速

度而不考虑汽液两相间的滑移效应,实践表明,这种假设能够满足动态仿真分析的精度要求。2 2 汽液两相界面的传热

假设汽液两相交界面内的工质对两相的热

流密度没有影响,即 Q I = Q II = Q Ig ,

Q I 为界面传热率; Q II 为液相向界面的传热率; Q Ig 为汽相向

界面的传热率。由此可得界面传热率:

Q I =A I h I g

k I

X 0

k I X 0

+h Ig (T l -T g )(4)

式中:h Ig 为汽相和界面的传热系数;k I /X 0为液相和界面的传热系数;计算中,假设传热界面的厚度X 0为恒定。

受汽液两相的体积及流体流速的影响,准确计算相间换热面积A I 很难。本文运用大型热工水力分析程序RETACT 中的方法进行估算:A I =

K g (1.0- g )

2

V

R d

(5)其中:K =3 0为面积常数;V 为流道体积;分散

相的粒度Rd 则由下式计算:

Rd =0.5W e crit l v 2

avg

(6)

Rd =m ax (0.0015,m in (Rd ,

1

2

D h ))(7)其中:We crit =5为临界韦伯数; 为液相表面张力;v avg 为流体平均流速。

2 3 两相流传热系数模型

两相传热系数与密度、速度、导热率等物性

参数有关,并由控制体的物理状态(压力、焓)决定。考虑两相传热的复杂性,在计算流体壁面传热系数时,根据流体状态将传热过程沿流道分区,根据运算精确度与实时性的要求分别对不同的传热区域进行计算。

单相汽(液)强迫对流传热系数的计算选用

Dittus -Boelter 公式,泡核沸腾传热系数的计算选用Chen 公式[4]

,膜态沸腾传热系数的计算选用Bailey 公式,冷凝传热系数采用Boyko -Kruzhilin 公式[5],同时,考虑流体的自然对流换热。2 4 临界流模型

在蒸汽管路的某些节流区或高压管路发生破口事故时,可能出现临界流动现象。本文在计算临界流动过程时,根据流体质量含汽率将临界流动模型分为欠热喷放区、两相混合喷放区、过渡喷放区和单相汽体喷放区,每区使用不同公式计算临界流量。2 5 设备模型

根据设计和工作原理,对系统中的各种设

178

原子能科学技术 第42卷

备分别建立计算模型,包括汽轮机功率模型[6]

、

换热器换热模型、离心式凝水泵模型、汽轮给水泵模型、止回阀模型、截止阀模型、射汽抽气器模型、汽水分离器模型等。其中,部分泵、阀可根据目前仿真分析程序中通用的模型进行计算,而一些特殊设备如射汽抽气器,则根据其原理及工作特性单独建立计算模型。

2 6 物性方程

流体的物性参数如压力、温度、密度是反映热工流体网络运行状态的重要参数,也是进行质量、能量和动量传递的基本参数。物性方程的建立基于基本守恒方程。

气液混合管道流体的压力主要受气相成分压力的影响,可认为气相压力即为管道流体压力。气体混合物的压力由不同成分各种气体的分压力决定,总压力等于各分压力之和。

在热不平衡状态下,管道中混合物流体气相的温度和液相的温度可以不同,所以,在计算流体温度时,对气相和液相分别建立计算模型。其中气相温度根据不可凝气体和水蒸气的不同特性分别建模。

根据液相温度对应的焓在饱和参数表中求得可饱和液相密度,通过液相可压缩度的修正求得液相压力;气相密度通过平均气体常数R avg (T )求得。

2 7 数值解法

根据已求得的参数通过插值法在水或蒸汽参数表中计算水和蒸汽的热力学参数。如计算沸腾流动饱和物性参数时,认为汽液两相的饱

和焓、饱和温度是流体总压力p t 的函数,则根据p t 在饱和水和饱和蒸汽参数表中插值求得上述物性参数。

求解矩阵方程时,不可凝气体、蒸汽的质量守恒方程,混合物体积流量计算的数值解法为显式有限差分法,液相的质量守恒方程的求解采用隐式差分法,能量守恒方程的求解采用半隐式差分法。

2 8 软件结构及计算流程

软件采用Fortran77语言编程。为减小压力矩阵求解各节点压力的计算量,将二回路根据功能分成主蒸汽系统、辅蒸汽系统、主凝水系统、辅凝水系统、给水系统等子系统,各子系统编写对应的子程序。子程序间通过边界接口程序和存储数据库传递计算信息,并由共同的主控调度程序统一分配计算序列。子程序中包含实现不同计算功能的程序模块,这些模块划分为子系统热力性质专用计算模块和供各子程序调用的通用设备计算模块。图3示出软件的结构组成示意图,图4为子程序的计算流程简图。

2 9 人机交互

为实现软件运行过程中设备的启停、主机转速控制、故障和事故插入、主要过程参数显示等功能,使用C++Builder 语言开发了人机交互界面,并通过VC ++语言编写的通讯模块实现界面与计算程序间的数据交换。通过交互界面,可方便、实时地实现各种运行工况下的人

工干预。

图3 软件结构F ig.3 So ftw are structure

179

增刊 张杨伟等:船用核动力二回路热力系统动态仿真

图4 子程序计算流程

Fig.4 Compution flo w chart o f subro utine

3 算例分析

快速变负荷是船用二回路系统具有代表性的典型运行工况,变负荷过程中系统运行参数变化剧烈,相关控制系统连续响应动作,对仿真软件的计算能力提出了很高的要求。本文模拟

了主汽轮机功率减小85%的系统响应。

系统初始状态为100%额定功率运行,仿真过程中,相关调节系统投入自动运行状态,满功率运行10s 后开始关小进汽阀开度,并于17s 减小至设定小开度。主要仿真结果示于图5。

由图5a 可看出:由于汽轮机进汽流量减小,新蒸汽压力迅速上升,达到蒸汽安全定值时排放,压力继续上升至最高值后,因反应堆功率下降,压力缓慢下降,并最终保持在某一比满功率压力较高的值。左右环路蒸汽压力在变功率过程中变化趋势基本一致。

由图5b 可看出:蒸汽流量持续下降并最终达到低功率水平下对应的低流量值;给水流量最初受蒸汽压力上升引起的汽轮给水泵转速的

上升而增大,随后下降至低流量值,并受给水调节系统自动控制。

由图5c 可看出:主机功率随蒸汽流量的减小迅速降低至低功率值。

由图5d 可看出:冷凝器压力受排入冷凝器蒸汽量的影响较大。压力的改变引起饱和温度的改变,从而引起冷凝器内部压力的波动。平衡后保持在低真空值。

图5 新蒸汽压力(a)、蒸汽流量及给水流量(b)、主汽轮机功率(c)和冷凝器压力(d)的仿真结果Fig.5 Simulation results of pressure of fr esh steam (a),flow of steam and feedw ater (b),

pow er o f main steam t ur bine (c)and pressure of condenser (d)

a: 左环路; 右环路

b : 左环路蒸汽流量; 右环路蒸汽流量; 左环路给水流量;▼ 右环路给水流量

180

原子能科学技术 第42卷

以上结果较好地反映了实际快速降负荷过程。

利用本文软件对其它正常及异常工况的运行特性进行了模拟分析,结果与实际装置运行过程相符。限于篇幅,本文不作详细阐述。

4 结论

建立适用于船用二回路系统特点的实时动态仿真软件模型是进行运行安全仿真研究的前提之一,也是本文的主要内容。针对船用二回路系统的特点,本文对其动态过程进行了仿真研究,建立了动态仿真模型,开发了仿真分析软件。该软件满足核动力二回路系统两相流动、临界流动等复杂现象的仿真分析需求,并实现了人工干预和控制系统调节作用下系统的复杂响应,是对船用核动力系统运行安全分析软件的一个重要补充,目前已成功应用于两型船用核动力仿真模拟器及安全分析机二回路系统的开发上,取得了很好的效果。本文建立的仿真模型是面向核饱和蒸汽热力系统的一种通用模型,其应用范围可扩展到核电站蒸汽热力系统运行仿真分析软件的开发上。

参考文献:

[1] 刘笑驰,蔡瑞忠,吕崇德.大型蒸汽管网的在线

仿真研究[J].系统仿真学报,2002,14(3):

397-399.

L IU Xiaochi,CAI Ruizhong,L U Cho ng de.Sim-

ulatio n investig ation of larg e-scale steam heating

netwo rk[J].Journal of Sy stem Simulation,

2002,14(3):397-399(in Chinese).

[2] 于明义,黄善衡,翁史烈.核蒸汽轮机系统数模混

合实时仿真[J].热能动力工程,1997,12(6):

434-437.

YU M ing y i,H U A NG Shanheng,W ENG Shilie.

T he hy br id real time simulat ion of a nuclear

steam tur bine system[J].Jo ur na l o f Eng ineering

for T herma l Energ y and Pow er,1997,12(6):

434-437(in Chinese).

[3] 李运泽,严俊杰,林万超,等.压水堆核电机组二

回路的线性单元分析法[J].热能动力工程,

2000,15(5):544-547.

LI Y unze,Y A N Junjie,LI N Wanchao,et al.A

linear element metho d for analy zing the seco ndary

circuit of a pr essurized water reactor nuclear

po wer plant[J].Jo urnal of Eng ineering fo r T her-

mal Energ y and Pow er,2000,15(5):544-547(in

Chinese).

[4] CH EN J C.A co rr elation for boiling heat tr ans-

fer to saturat ed liquid in co nv ect ive flow[J].

I&EC P rocess Desig n and Dev elopment,1966,

5:322-329.

[5] BOY K E L D,K RU ZH IL IN G N.H eat t ransfer

and hydraulic r esist ance during co ndensation o f

steam in a hor izontal tube and in a bundle o f

tubes[J].Inst o f H eat M ass T r ansfer,1967,

10:361-373.

[6] 张杨伟,蔡琦,于雷.船用核汽轮机装置仿真研

究[J].汽轮机技术,2006,48(1):40-43.

ZH AN G Y ang wei,CA I Q i,YU L ei.Study o f

marine nuclear steam tur bine plant simulation

[J].T urbine T echnolog y,2006,48(1):40-43

(in Chinese).

181

增刊 张杨伟等:船用核动力二回路热力系统动态仿真

压水堆核电厂二回路热力系统课程设计

1．设计目的和要求 本课程设计是学生在学习《核电站系统及运行》课程后的一次综合训练，是实践教学的一个重要环节。通过课程设计使学生进一步巩固、加深所学的理论知识并有所扩展；学习并掌握压水堆核电厂二回路热力系统拟定与热平衡计算的方法和基本步骤；锻炼提高运算、制图和计算机应用等基本技能；增强工程概念，培养学生对工程技术问题的严肃、认真和负责态度。 通过课程设计应达到以下要求： （1）了解、学习核电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则； （2）掌握核电厂原则性热力系统计算和核电厂热经济性指标计算的内容和方法； （3）提高计算机绘图、制表、数据处理的能力； （4）培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力，掌握工程设计说明书撰写的基本原则。 2．任务和内容 本课程设计的主要任务，是根据设计的要求，拟定压水堆核电厂二回路热力系统原则方案，并完成该方案在满功率工况下的热平衡计算。 本课程设计的主要内容包括： （1）确定二回路热力系统的形式和配置方式； （2）根据总体需求和热工约束条件确定热力系统的主要热工参数； （3）依据计算原始资料，进行原则性热力系统的热平衡计算，确定计算负荷工况下各部分汽水流量及其参数、发电量、供热量及全厂性的热经济指标； （4）编制课程设计说明书，绘制原则性热力系统图。

3．热力系统原则方案确定方法 3.1 热力系统原则方案 电站原则性热力系统表明能量转换与利用的基本过程，反映了发电厂动力循环中工质的基本流程、能量转换与利用过程的完善程度。为了提高热经济性，压水堆核电厂二回路热力系统普遍采用包含再热循环、回热循环的饱和蒸汽朗肯循环，其典型的热力系统组成如图1所示。 图1 典型压水堆核电厂二回路热力系统原理流程图 3.1.1 汽轮机组 压水堆核电厂汽轮机一般使用低参数的饱和蒸汽，汽轮机由一个高压缸、2~3个低压缸组成，高压缸、低压缸之间需要设置外置式汽水分离器。高压缸发出整个机组功率的40%~50%，低压缸发出整个机组功率的50%~60%。最佳分缸压力=（0.1~0.15）蒸汽初压。

最新工程热力学课程 高中其它科目课件教案

高等职业教育教学课程标准工程热力学 适用专业：化工机械 2006年4月

一、课程性质与任务 工程热力学课程是化工机械专业的一门专业基础课，是研究物质的热力性质、热能与其它能量之间相互转换规律的科学，是培养化机专业技术人员的一门重要技术基础课，它以热力学基本作为基础，通过物质的压力、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为，对宏观现象和热力过程进行研究，同时探讨各种热力过程的特性，达到提高热能利用率和热功转换效率的最终目的。 本课程的任务是使学生掌握能量转换与利用的基本定律及其运用，掌握工质的热力性质分析，了解工程中节能技术的热力学原理及其分析方法，以实现能量转换的高效性和经济性，并为学习其他有关课程及从事有关生产技术工作打下必要的基础。 二、课程教学目标 工程热力学是研究热能与其他形式的能量（尤其是机械能）之间相互转换规律的一门学科。通过热能利用在整个能源利用中地位的阐述,使学生认识研究热能利用和学习工程热力学的重要性, 并注意渗透思想教育，逐步培养学生的辩证思维能力，加强学生的职业道德观念，向学生渗透爱课程、爱专业教育。通过对我国能源及其利用现状的介绍,增强学生对我国能源问题的忧患意识和责任意识,激发学生为解决我国能源问题而努力学习的热情。初步形成解决实际问题的能力，为学习专业知识和职业技能打下基础。 三、理论教学内容和要求 1 教学内容体系结构 课程体系结构为： (1) 研究能量转化的宏观规律，即热力学第一定律与第二定律。这是工程热力学的理论基础。其中热力学第一定律从数量上描述了热能和机械能相互转换时的关系；热力

学第二定律从质量上说明了热能和机械能之间的差别，指出能量转换的方向性。 (2) 研究工质（能量转换所凭借的物质）的基本热力性质。 (3) 研究常用典型热工设备中的工作过程。即应用热力学基本定律，分析工质在各种热工设备中经历的状态变化过程和循环，并探讨和分析影响能量转换效果的因素，以其提高转换效果的途径。 从工程应用角度，全部教学内容紧紧围绕热能与机械能的相互转换规律和提高转换效率途径的研究主题。 2 课程要求 通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： (1)掌握热力学基本定律及其运用； (2)理解工质的热力性质及各种机械装置中热力过程和热力循环的基本原理，正确运用各种公式和图表。 (3)从课程内容的角度，学生在学习了热力学第一定律与第二定律，初步了解和掌握了理想气体热力性质和过程基本规律之后，可以应用这些基本知识分析、解决一些实际问题，达到对所学知识的第一次初步理解和应用。然后，在进一步学习了实际气体热力性质和过程之后，更深层次的应用前面所学的基本知识，深入分析实际装置中的热力过程和多种循环，从而达到能在更高的认知层面上进一步综合、灵活应用工程热力学的知识去解决实际问题。(4)从研究方法的角度，像其他学科一样，在工程热力学中，普遍采用抽象、概括、理想化和简化的方法。这种略去细节、抽出共性、抓住主要矛盾的处理问题的方法，这种科学的抽象，不但不脱离实际，而且更深刻地反映了事物的本质，是科学研究的重要方法。 (5) 本课程的教学内容分为基础模块和选学模块两个部分。基础模块是本课程的必修内容，为最低要求必学内容。选学模块是根据学期学时、学生基础好坏以及本届学

工程热力学第七章水蒸气教案

1） 第七章 水蒸汽 ） 水蒸气是工程上应用较广泛的一种工质，例如蒸汽动力装置、压气式 制冷装置都是以水蒸气作为工质来实现热能→机械能相互转化的。这些动力装置也可用燃气或其他工质代替，那为什么要用水蒸汽呢？原因如下 ） 1、水蒸气容易获得，只要通过水的定性加热即可获得。 ） 2、有事宜的热力状态参数，靠卡诺循环、朗肯循环 ） 3、不会污染环境 ） 由于水蒸汽处于离液态较近的状态，常有集态现象而且，物理性质也很复杂，所以不能把它看作是理想气体，理想气体的状态方程式以及由它推导的其他计算公式一般都不能用来分析和计算水蒸汽。所以必须对水蒸汽的性质另行研究。 ） 这章重点研究：1、水蒸汽产生的一般原理 ） 2、水蒸汽状态参数确立 ） 3、水蒸汽图表的结构及应用 ） 4、计算水蒸汽热力过程中的,q w ） ） 7—1 基本概念和术语 ） 1、汽化：物质有液态转化为气态的过程。 ） 蒸发：在液态表面上进行的汽化过程，在任何温度下进行 ） 汽化的形式 沸腾：在液体内部和表面同时进行剧烈的汽化现象。沸腾时温度保持不变 解释：蒸发在任何温度下都可进行，它是由于液体表面总有一些能量较高的分子，克服临近分子的引力而脱离叶面，逸入液体外的空间，t 越高，能量较大的分子越多，蒸发愈激烈，汽化速度取决于温度。 沸腾时，实在液体内部产生大量的汽泡。汽泡上升到液面，破裂而放出大量的蒸汽， 工业上用的蒸汽都是通过沸腾的方式获得，液体在沸腾时温度不变，虽加热也保持不变，且液体和气体的温度相同。沸腾时的温度叫沸点。()ts f p = 2、液化：蒸汽转变为液体的现象，液化和汽化时相反的过程，他取决于(p) 3、饱和状态：当液体和蒸汽处于动平衡的状态 解释：当液体在有限的密闭空间里汽化时，不仅液体表面的液体分子蒸发到空间去，而空间的蒸汽分子也会因分子密度大，压力增大，撞击到液体表面回到液体中， 当液面上空的蒸汽分子密度达到一定程度时，在单位时间内逸出液面和回到液面的分子数相等时，蒸汽和液体的无量保持不变，汽、液两相处于动平衡状态。 4、饱和温度：当汽体和液体处于饱和状态时，液体和汽体温度称饱和温度 5、饱和压力：()s ts f p = 6、饱和蒸汽：处于饱和状态的蒸汽 7、饱和液体：处于饱和状态的液体 8、温饱和蒸汽：饱和液和饱和蒸汽的混合物，称温饱和蒸汽

第五章 压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统

核电厂系统与设备 2015/11/11 11 第五章二回路凝结水系统及 给水系统 2015年秋季 核电厂系统与设备 2015/11/11 2 5.1 凝结水抽取系统 第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统 5.1.1 系统功能 可概括为：凝结、除气、抽真空、收集、输送等功能，即： ——作为热力循环的冷源，将汽轮机排汽冷凝成凝结水，并进行除氧，经4级低压加热器送到除氧器； ——与汽轮机抽汽系统一起为汽轮机建立和维持一定的真空； ——向蒸汽旁路系统、汽轮机排汽口喷淋系统等提供冷却水及向一些泵提供轴封水； ——接收各处来的疏水并维持系统的凝结水量。 系统主要由凝汽器、凝结水泵、给水管线（去低压加热器）、疏水接收罐等组成。 核电厂系统与设备 2015/11/11 3 1、凝汽器工作原理简图 第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统 5.1.2 凝结水抽取系统描述 核电厂系统与设备 2015/11/11 4 第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统 5.1.2 凝结水抽取系统描述 1、凝汽器工作原理 凝汽器（又称冷凝器）实际上是一种表面式热交换器，循环冷却水（海水）在管束内流过，使在管束外流动的蒸汽冷凝，在热力循环中它起着冷源的作用。 在凝汽器蒸汽凝结空间为汽水两相共存，其压力是蒸汽凝结温度下的饱和压力。一般情况下，蒸汽凝结温度接近环境温度，如40℃的蒸汽凝结温度所对应的饱和压力为0.0075MPa ，远低于大气压力。因此，形成了高度真空。同时凝汽器抽真空系统及时抽出凝汽器内不凝结气体，维持凝汽器内的压力恒定不变。 核电厂系统与设备 2015/11/11 5第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统 5.1.2 凝结水抽取系统描述 2、凝汽器 大亚湾核电站每台机组设置了三台单独的凝汽器，分别安装在三个低压缸的下部。每台凝汽器由壳体、膨胀连接件、管板、管束、水室、热阱等部分组成。 表面式凝汽器：由于饱和蒸汽轮机的排气量要比同容量的常规汽轮机大得多，因此，核电厂的凝汽器也比较大。它的设计容量为85%的额定新蒸汽流量，在额定负荷下工作压力是43×10-4MPa。 核电厂系统与设备 2015/11/11 6 第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统 5.1.2 凝汽器结构简图 1）壳体：壳体顶部汽入口通过橡胶膨胀件与低压缸排汽口相连。 2）哑铃状橡胶膨胀件； 3）管板：为双层管板结构，内层管板材料为碳钢，外层管板材料为铝青铜，以防止海水腐蚀。管板尺寸为 5526mm ×2488mm ×35mm ； 4）管束：有两组独立的换热管束，每组管束有6808根，传热管外径25.5mm ，厚0.71mm 、长16700mm 。 5）水室和热阱：每组管束都有相同且相对独立的进、出口水室，每个凝汽器有一个收集凝结水的热阱。

大亚湾核电站二回路系统图

一．蒸汽系统： 1主蒸汽系统 2汽轮机旁路排放系统 2.1向冷凝器排放系统 2.2向除氧器排放系统 2.3向大气排放系统 3汽水分离再热器系统（2个）功能：1.除去高压缸排气中约98%的水分2.提高进入低压缸的蒸汽温度，使之成为过热蒸汽 3.1再热蒸汽系统 3.2抽泣再热系统（来自高压缸） 3.3汽水分离器 3.4再热器放弃系统 3.5再热器泄压系统 5 汽轮机轴封系统功能：汽轮机启动时，向主汽轮机的高压缸，低压缸端部轴封，给水泵汽轮机端部轴封及汽轮机截止阀和调节阀密封供汽，防止空气进入气缸影响抽真空 5.1压力控制器 5.2分离器 5.3轴封蒸汽凝汽器 5.4轴封蒸汽凝汽器疏水箱 5.5排气风机 5.6调节风门 5.7管线 6汽轮机蒸汽和疏水系统功能：（1 向汽轮机高压缸公报和蒸汽2把高压缸排气送到汽水分离再热器3自汽水分离再热器想低压缸供过热蒸汽4启动时排除暖机过程中形成的水5连续运行时排除验证其流动方向分离出的水6在瞬态过程中排出饱和蒸汽形成的水） 6.1蒸汽回路系统 6.2疏水回路系统 7 蒸汽转换器系统功能（） 8 辅助蒸汽分配系统 二．给水加热系统（功能：（1 与冷凝器抽中控系统CVI和循环水系统CRF一起为汽轮机建立和维持真空2 将进入冷凝器的蒸汽凝结成水3 将凝结水从冷凝器热井中抽出，生涯后经低压加热器送到除氧器4接受各疏水箱来的水5 向其他设备提供冷却水和轴封用水） 1凝结水抽取系统 1.1三台并联冷凝器 1.2三台凝结水泵 1.3两个疏水接受箱 1.4汽轮机疏水箱 1.5凝结水过滤器 1.6除氧气水位控制阀 1.7再循环控制阀 1.8冷凝器补水控制阀 2低压给水加热器系统功能：利用汽轮机低压缸抽汽加热给水，提高记住热力循环的效率2.1凝结水系统 2.2抽气系统

《工程热力学A》(含实验)课程教学大纲.

《工程热力学A》(含实验)课程教学大纲 课程编码：08242025 课程名称：工程热力学A 英文名称：Engineering Thermodynamics A 开课学期：4 学时/学分：54 / 4 （其中实验学时：6 ） 课程类型：学科基础课 开课专业：热能与动力工程（汽车发动机方向）、热能与动力工程（热能方向） 选用教材：陈贵堂《工程热力学》北京理工大学出版社，1998； 陈贵堂王永珍《工程热力学》（第二版）北京理工大学出版社，2008 主要参考书： 1．陈贵堂王永珍《工程热力学学习指导》北京理工大学出版社，2008 2．华自强张忠进《工程热力学》.高等教育出版社.2000 3．沈维道，蒋智敏，童钧耕．工程热力学．第三版．北京：高等教育出版社，2001 4．曾丹苓，敖越，张新铭，刘朝编．工程热力学．第三版．北京：高等教育出版社，2002 5．严家马录．工程热力学．第三版．北京：高等教育出版社，2001 执笔人：王永珍 一、课程性质、目的与任务 该课程是热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业基础课，是本专业学生未来学习、生活与工作的基石。通过它的认真学习可以可使学生了解并掌握一种新的理论方法体系，了解并掌握关于能量转换规律及能量有效利用的基本理论、树立合理用能思想，并能应用这些理论对热力过程及热力循环进行正确的分析、计算，为学生学习专业课程提供充分的理论准备，同时培养学生对工程中有关热工问题的判断、估算和综合分析的能力，为将来解决生产实际问题和参加科学研究打下必要的理论基础。 二、教学基本要求 通过本课程的学习可使学生了解并掌握关于能量转换规律及能量有效利用的基本理论、树立合理用能思想，并能应用这些理论对热力过程及热力循环进行正确的分析、计算。同时学生还可了解并掌握一种新的理论方法体系——外界分析法（The Surrounding Analysis Method, SAM），有利与开阔学生分析问题、解决问题的思路，有利于培养学生对工程中有关热工问题的判断、估算和综合分析的能力与素质，为将来解决生产实际问题和参加科学研究打下必要的理论基础。 三、各章节内容及学时分配 绪论introduction（1学时） 主要内容是让学生了解工程热力学的研究对象及研究方法、经典热力学理论体系的逻辑结构、SAM体系的逻辑结构及其主要特点。 一、热力学的定义、研究目的及分类Definition, Purpose, Classification 二、本门课的主要内容Contents 三、本门课的理论体系theory systems 第一章基本概念及定义Basic Concepts and Definitions（3学时，重点） 1-1 热力学模型The Thermodynamic Model of the SAM System 让学生了解并掌握热力学系统、边界、外界等概念，了解并重点掌握外界分析法的基本热力学

船用核动力二回路热力系统动态仿真_张杨伟

第42卷增刊原子能科学技术 Vo l.42,Suppl. 2008年9月Atomic Ener gy Science and T echno logy Sep.2008 船用核动力二回路热力系统动态仿真 张杨伟,蔡 琦,蔡章生 (海军工程大学核能科学与工程系,湖北武汉 430033) 摘要:基于船用核动力装置运行安全分析,建立了二回路系统两相流通用仿真软件模型,实现了人工干预条件下复杂两相流流体网络系统的动态特性实时仿真,拓展了目前核动力装置通用安全分析程序的研究范围。以二回路快速降负荷为例,对仿真模型的性能进行了验证。结果表明:该软件模型能准确反映船用二回路系统的动态特性,可用于事故处置规程和控制系统功能的验证。该模型也可用于核电站饱和蒸汽系统仿真软件的开发。 关键词:船用核动力;饱和蒸汽;仿真模型;运行安全分析收稿日期:2008-06-26;修回日期:2008-07-26 作者简介:张杨伟(1978 ),男,浙江浦江人,讲师,博士研究生,核反应堆安全分析专业 中图分类号:T K 262 文献标志码:A 文章编号:1000-6931(2008)S0-0176-06 Simulation on Secondary Loop of Marine Nuclear Power ZH A NG Yang -w ei,CAI Qi,CAI Zhang -sheng (D ep ar tment o f N uclear Ener gy S cience and Engineer ing ,N aval Univer sity of Engineer ing ,W uhan 430033,China) Abstract: Based on o perational safety analy sis of marine nuclear pow er,a g eneral tw o -phase flow simulatio n model for nuclear secondary loop system w as established,w hich can fit the needs of rea-l time dynam ic sim ulation of com plex tw o -phase fluid netw o rks under m anual intervention conditio ns,and expand the r each field o f current g eneral safety analysis prog ram o f nuclear pow er plant.As an ex ample,the capability o f the simulatio n model was validated by taking simulatio n o f r apidly pow er r educing co ndition of secondary loop.T he results indicate that the mo del reflects the dy nam ic character is -tics of seco ndary loo p system of m arine nuclear pow er properly ,and can be used to val-i date the accident treatm ent reg ulation and function o f contr ol sy stem.T he m odel can a-l so fit the needs of dev elo ping saturated steam system sim ulation softw are of nuclear pow er station. Key words:marine nuclear pow er;saturated steam;simulatio n m odel;operational safety analysis 核电厂二回路热力系统与反应堆一回路系统具有很大的耦合性,在分析系统运行安全性 时须考虑二回路系统动态过程对反应堆的影响。因此,在现有基础上开发配套的二回路热

工程热力学课程教案完整版

工程热力学课程教案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

《工程热力学》课程教案 *** 本课程教材及主要参考书目 教材： 沈维道、蒋智敏、童钧耕编，工程热力学（第三版），高等教育出版社，2001.6手册： 严家騄、余晓福着，水和水蒸气热力性质图表，高等教育出版社，1995.5 实验指导书： 华北电力大学动力系编，热力实验指导书，2001 参考书： 曾丹苓、敖越、张新铭、刘朝编，工程热力学（第三版），高等教育出版社，2002.12 王加璇等编着，工程热力学，华北电力大学，1992年。 朱明善、刘颖、林兆庄、彭晓峰合编，工程热力学，清华大学出版，1995年。 曾丹苓等编着，工程热力学（第一版），高教出版社，2002年 全美经典学习指导系列，[美]M.C. 波特尔、C.W. 萨默顿着郭航、孙嗣莹等 译，工程热力学，科学出版社，2002年。 何雅玲编，工程热力学精要分析及典型题精解，西安交通大学出版社，2000.4 概论（2学时） 1. 教学目标及基本要求 从人类用能的历史和能量转换装置的实例中认识理解：热能利用的广泛性和特殊性；工程热力学的研究内容和研究方法；本课程在专业学习中的地位；本课程与后续专业课程乃至专业培养目标的关系。 2. 各节教学内容及学时分配 0-1 热能及其利用（0.5学时） 0-2 热力学及其发展简史（0.5学时） 0-3 能量转换装置的工作过程（0.2学时） 0-4 工程热力学研究的对象及主要内容（0.8学时） 3. 重点难点 工程热力学的主要研究内容；研究内容与本课程四大部分（特别是前三大部分）之联系；工程热力学的研究方法 4. 教学内容的深化和拓宽 热力学基本定律的建立；热力学各分支；本课程与传热学、流体力学等课程各自的任务及联系；有关工程热力学及其应用的网上资源。 5. 教学方式 讲授，讨论，视频片段 6. 教学过程中应注意的问题

工程热力学课程教学大纲

《工程热力学》课程教学大纲 一、课程的性质和任务 本课程是建筑环境与能源应用工程及能源与动力工程专业必修的一门专业基础课。 本课程的任务是：通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，培养学生运用热力学的定律、定理及有关的理论知识，对热力过程进行热力学分析的能力；初步掌握工程设计与研究中获取物性数据，对热力过程进行相关计算的方法。 二、课程的基本内容及要求 1、绪论 了解热能及其利用，热能装置的基本工作原理。 掌握工程热力学的研究对象、研究内容、研究方法及发展概况。 2、基本概念 了解工程热力学中一些基本术语和概念：热力系、平衡态、准平衡过程、可逆过程等。 掌握状态参数的特征，基本状态参数p，v，T的定义和单位等。 熟练应用热量和功量过程量的特征，并会用系统的状态参数对可逆过程的热量、功量进行计算。 3、气体的热力性质 了解理想气体与实际气体、混合气体的性质、气体常数、通用气体常数、比热容等。 掌握气体的状态方程及其应用。 熟练应用气体状态方程解决气体的变化过程参数的变化。 4、热力学第一定律 了解能量、储存能、热力学能、迁移能、膨胀功、技术功、推动功的概念，深入理解热力学第一定律的实质。 掌握热力学第一定律及其表达式、掌握体积变化功、推动功、轴功和技术功

的概念及计算式。注意焓的引出及其定义式。 熟练应用热力学第一定律表达式来分析计算工程实际中的有关问题。 5、理想气体的热力过程及气体压缩 了解理想气体热力学能、焓和熵的变化。了解活塞式压气机的余隙影响及多级压缩的过程 掌握正确应用理想气体状态方程式及4种基本过程以及多变过程的初终态基本状态参数p，v，T之间的关系。 熟练应用4种基本过程以及多变过程系统与外界交换的热量、功量的计算。能将各过程表示在p-v图和T-s图上，并能正确地应用在p-v图和T-s图判断过程的特点。 6、热力学第二定律 了解用可用能、有效能的概念及其计算。在深刻领会热力学第二定律实质的基础上，认识能量不仅有"量"的多少，而且还有"质"的高低。 掌握热力学第二定律的表述和实质，掌握熵的意义、计算和应用；掌握孤立系统和绝热系统熵增的计算，从而明确能量损耗的计算方法。 熟练应用孤立系统熵增原理、可用能的损失及计算对热力过程进行热工分析，认识提高能量利用经济性的方向、途径和方法。 7、水蒸气 了解水蒸相变过程、蒸气图表的结构及有关蒸气的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸气、饱和液体、饱和温度、饱和压、三相点、临界点、汽化潜热等。 掌握水蒸汽的定压汽化过程及水蒸汽的P—V图和T—S图。 熟练应用水蒸气图表分析水蒸气基本热力过程中热量及功量的变化。 8、湿空气 了解湿空气的组成，及焓湿图的绘制方法、了解实际应用的湿空气过程。 掌握湿空气状态参数的意义及其计算方法，并能区别哪些参数是独立参数，哪些参数存在相互关系。熟练掌握相对湿度、绝对湿度、含湿量等概念。 熟练应用含湿图分析湿空气的状态变化过程。 9、气体和蒸汽的流动

压水堆核电厂二回路热力系统

哈尔滨工程大学本科生课程设计（二） 压水堆核电厂二回路热力系统 初步设计说明书 2013 年6 月

目录 摘要 (2) 1 设计内容及要求 (2) 2 热力系统原则方案确定 (3) 2.1 热力系统原则方案 (3) 2.2 主要热力参数选择 (4) 3 热力系统热平衡计算 (5) 3.1 热平衡计算方法 (5) 3.2 热平衡计算流程 (6) 3.3 计算结果及分析 (8) 4 结论 (8) 附录 (8) 附表1 已知条件和给定参数 (8) 附表2 选定的主要热力参数汇总表 (9) 附表3 热平衡计算结果汇总表 (13) 附图1 原则性热力系统图 (15)

摘要 二回路系统是压水堆核电厂的重要组成部分，其主要功能是将反应堆一回路系统产生并传递过来的热量转化为汽轮机转动的机械能，并带动发电机组的转动，最终产生电能。 该说明书介绍了一个1000MWe核电厂二回路热力系统设计及其设计过程。该设计以大亚湾900MWe核电站为母型，选择了一个高压缸，三个低压缸，设有两级再热器的汽水分离器，四个低压给水加热器，一个除氧器，两个高压给水加热器。蒸汽发生器的运行压力为6.5MPa，高压缸排气压力为0.78MPa，一级再热器抽汽压力 2.8MPa，低压缸进口过热蒸汽压力为0.7045MPa,温度为265.9℃，冷凝器的运行压力为 5.9kPa，给水温度为224.69℃。高压给水加热器疏水逐级回流送入除氧器，低压给水加热器疏水逐级回流送入冷凝器。排污水经净化后排进冷凝器。各级回热器和再热器的蒸汽分配合理，经过加热器后，蒸汽全部冷凝成疏水，整个系统电厂效率为30.04%。 1、设计内容及要求 本课程设计的主要任务，是根据设计的要求，拟定压水堆核电厂二回路热力系统原则方案，并完成该方案在满功率工况下的热平衡计算。 本课程设计的主要内容包括： （1）确定二回路热力系统的形式和配置方式； （2）根据总体需求和热工约束条件确定热力系统的主要热工参数； （3）依据计算原始资料，进行原则性热力系统的热平衡计算，确定计算负荷工况下各部分汽水流量及其参数、供热量及全厂性的热经济指标； （4）编制课程设计说明书，绘制原则性热力系统图。

核电厂系统与设备电子书思考题

第二章压水堆核电厂 从电能生产的观点看，压水堆核电厂有那些部分组成？各自作用是什么？从热力循环的观点看，压水堆核电厂有几个回路组成？各自作用是什么？与沸水堆电厂相比，压水堆核电厂热力循环有何特点？这样做有何利弊？核电厂的厂址须满足什么要求？ 核电厂厂区分哪几部分？平面布置应考虑哪些因素？ 核电厂主要有哪些厂房？ 什么叫T 形布置？什么是L 形布置？各有何利弊？核电厂系统和设备及构筑物的安全分级、抗震分类、质保分组是如何规定的？解释名词：多道屏障；纵深防御；单一故障准则；安全功能。 第三章反应堆冷却剂系统与设备 为什么一回路系统的压力选得那样高？ 试述稳压器的工作原理。轴封式反应堆冷却剂泵是如何解决冷却剂沿轴的泄漏问题的？ 为什么一回路运行在160C以下时应投入余热排除系统？ 什么是汽蚀？它对泵的工作有何危害？如何防止发生汽蚀？ 什么是比转数？一台泵有几个比转数？按比转数范围划分，反应堆冷却剂泵属于那一类？其特性曲线有何特点？ 蒸汽发生器二次侧工质的流程如何？为什么给水环作成倒“J”形？沿给水环周向给水分配均匀吗? 循环倍率对传热、流动和汽水分离效果有哪些影响？为应付断电事故，一回路系统及设备设计上采取了哪些措施？ 解释名词： 无延性转变温度；必须汽蚀余量；可用汽蚀余量；比转数；循环倍率。 第四章一回路主要辅助系统 为什么一回路运行在160C以下时应投入余热排除系统？

现代核电厂化容系统对于降低放射性水平效果如何？为什么？ 为净化一回路水, 化学和容积控制系统采取了那些措施? 设备冷却水系统在何种工况下的负荷最大？为什么? 利用硼酸进行反应性控制有何特点和局限？ 化容系统是如何实现容积控制的? 反应堆停闭 3 个小时了, 这时剩余发热由什么系统带走? 核岛的最终热阱是什么?废热如何排到热阱? 用于正常停堆后余热排出的系统有哪些？ 现代压水堆核电厂停对后热量排出系统由哪些? 第五章专设安全设施系统 专设安全设施系统在设计上有何特殊要求？ 对于设计基准事故，安全注入系统的设计的验收标准有哪些？ 发生大破口失水事故后，安全注入系统有哪些响应？为什么要采用冷 -热端同时再循 环注入？ 什么是非能动系统？采用非能动系统对安全设施系统设计有何意义？发生失水事故后安全壳内氢气的来源有哪些？如何控制安全壳内氢浓度？专设安全设施系统设计中，为保证管线打开或关闭成功，往往采用什么办法？简述辅助给水系统的功能、设置、动力源特点。 安全壳喷淋系统的作用、系统设置、启动条件和运行方式。 第六章核电厂热力学 最简单的蒸汽动力装置的热力循环是什么循环？它由哪些过程组成？在压水堆核 电厂各过程什么设备中进行？ 在P-V图，t-s图及h-s图上画岀饱和蒸汽理想朗肯循环。 相同温度限下以卡诺循环的热效率最高，为什么采用饱和蒸汽的热力循环不能采用卡诺循环？

工程热力学教学大纲-山东大学课程中心

山东大学 “工程燃烧学I”课程教学大纲 课程号：0183100310 课程名称：工程燃烧学I 英文名称：Engineering CombustionⅠ 总学分：2 总学时：34 授课学时：30 实验学时：4 上机学时：0 适用对象：热能与动力工程专业 先修课程：大学物理高等数学热工学流体力学 使用教材及参考书： 1、汪军，工程燃烧学，中国电力出版社，2008.7 2、霍然等，工程燃烧概论，中国科学技术大学出版社，2001.9 3、岑可法等，高等燃烧学，浙江大学出版社，2002.12 4、严传俊，范玮等，燃烧学（第2版），西北工业大学出版社，2008.7。 5、刘联胜，燃烧理论与技术，化学工业出版社，2008.6 6、黄勇，燃烧与燃烧室，北京航空航天大学出版社，2009.9 7、（美）特纳斯著，姚强，李水清，王宇译，燃烧学导论：概念与应用（第2版），清华大学出版社，2009.4 8、C. K. Law, Combustion Physics, Cambridge University Press, 2006. 9、Poinsot, T. and Veynante, D., Theoretical and Numerical Combustion, 2005. 10、Irvin Glassman, Richard A. Yetter, Combustion, 4th Edition- Elsevier,2008 11、徐通模，燃烧学，机械工业出版社，2010.7 * 在教材及主要参考资料中第1项为教材，其它为主要参考资料。 一、课程教学目的 工程燃烧学是热能与动力工程专业的一门重要的技术基础课，也是该专业的必修主干课。本课程的授课对象是热能与动力工程专业本科生，属热动类专业基础必修课。课程主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生对燃烧现象和基本理论的认识。通过本课程的学习掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。掌握热能与动力机械工程中典型燃料的特性、燃烧特点和规律，包括着火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理、新型燃烧技术等。通过本课程的学习，能对锅炉、内燃机、涡轮机、火灾、家用炉灶、焊枪等燃烧现象从宏观上能有所认识，微观上能有所解释。为改进燃烧设备、提高能源利用率、分析有害排放物的生成机理和过程、避免不正常的燃烧现象、控制和降低有害排放物的生成，具有一定的基本理论知识。为今后从事工程技术工作、科学研究及开拓新技术领域，打下坚实的基础。 二、课程教学基本内容和要求 本课程由燃烧热力学、燃烧反应动力学、着火理论、火焰传播与稳定性、煤燃烧原理与技术、燃烧污染物控制技术、新型燃烧技术等部分组成。学完本大纲规定的内容后，应达到下列基本要求：

《工程热力学》课程教案

《工程热力学》课程教案 *** 本课程教材及主要参考书目 教材： 沈维道、蒋智敏、童钧耕编，工程热力学（第三版），高等教育出版社，2001.6手册： 严家騄、余晓福著，水和水蒸气热力性质图表，高等教育出版社，1995.5 实验指导书： 华北电力大学动力系编，热力实验指导书，2001 参考书： 曾丹苓、敖越、张新铭、刘朝编，工程热力学（第三版），高等教育出版社，2002.12 王加璇等编著，工程热力学，华北电力大学，1992年。 朱明善、刘颖、林兆庄、彭晓峰合编，工程热力学，清华大学出版，1995年。 曾丹苓等编著，工程热力学（第一版），高教出版社，2002年 全美经典学习指导系列，[美]M.C. 波特尔、C.W. 萨默顿著郭航、孙嗣莹等译，工 程热力学，科学出版社，2002年。 何雅玲编，工程热力学精要分析及典型题精解，西安交通大学出版社，2000.4 概论（2学时） 1. 教学目标及基本要求 从人类用能的历史和能量转换装置的实例中认识理解：热能利用的广泛性和特殊性；工程热力学的研究内容和研究方法；本课程在专业学习中的地位；本课程与后续专业课程乃至专业培养目标的关系。 2. 各节教学内容及学时分配 0-1 热能及其利用（0.5学时） 0-2 热力学及其发展简史（0.5学时） 0-3 能量转换装置的工作过程（0.2学时） 0-4 工程热力学研究的对象及主要内容（0.8学时） 3. 重点难点 工程热力学的主要研究内容；研究内容与本课程四大部分（特别是前三大部

分）之联系；工程热力学的研究方法 4. 教学内容的深化和拓宽 热力学基本定律的建立；热力学各分支；本课程与传热学、流体力学等课程各自的任务及联系；有关工程热力学及其应用的网上资源。 5. 教学方式 讲授，讨论，视频片段 6. 教学过程中应注意的问题 特别注意：本课程作为热能与动力工程专业学生进入专业学习的第一门课程（专业基础课），要引导学生的学习兴趣和热情。另，用例应尽量采用较新的事实和数据。 7. 思考题和习题 思考题：工程热力学的宏观研究方法与微观方法的比较 作业: （短文，一、二页即可）网络文献综述——能源利用与工程热力学8. 师生互动设计 讲授中提问并启发讨论： 从本课程教材的四大部分的标题看，对于工程热力学的研究内容有没有一个初步的认识（可以“猜想”）？ 知道热力学第一、第二定律吗？第三、第零定律呢？ 请举例并比较：宏观研究方法和微观研究方法。 你认为你（本专业的学生）将来会“干什么”？ 9. 讲课提纲、板书设计 绪论 0-1 热能及其利用 ★视频片段：人类用能历史 能源——为人类生产与日常生活提供各种能量和动力的物质资源 自然能源——风能，水能，太阳能，地热能，潮汐能，核能，燃料化学能等可见：从自然能源中获取能量的主要形式是热能（仅风能、水能、潮汐能是机械能形式—指流体的动能和位能） 热能利用的两种基本方式： ——直接利用[举例和请学生举例]

压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

工程大学本科生课程设计 压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

目录 目录 (1) 摘要 (2) 1、设计容及要求 (2) 1.1设计要求 (2) 1.2设计容 (2) 2、热力系统原则方案 (2) 2.1汽轮机组 (3) 2.2蒸汽再热系统 (3) 2.3给水回热系统 (3) 3、主要热力参数选定 (4) 3.1一回路冷却剂的参数选择 (4) 3.2二回路工质的参数选择 (4) 3.2.1蒸汽初参数的选择 4 3.2.2蒸汽终参数的选择 4 3.2.3蒸汽中间再热参数的选择 4 3.2.4给水回热参数的选择 5

3.3 主要参数汇总表................................................................... . (5) 4、热力计算方法与步骤 (9) 4.1计算步骤如下面的流程图 (9) 4.2根据流程图而写出的计算式 (10) 5、程序及运行结果 (12) 6、热力系统图 (19) 7、结果分析与结论 (20) 8、参考文献 (20) 摘要 该说明书介绍了一个1000MW核电厂二回路热力系统设计过程。该设计以大亚湾900MW核电站为母型，选择了一个高压缸，三个低压缸，设有两级再热器的汽水分离器，四个低压给水加热器，一个除氧器，两个高压给水加热器。蒸汽发生器的运行压力为 5.8MPa，高压缸排气压力为0.77MPa，一级再热器抽汽压力2.76MPa，低压缸进口过热蒸汽压力为0.74MPa,温度为259.34℃，冷凝器的运行压力为5.32kPa，给水温度为216.53℃。高压给水加热器疏水逐级回流送入除氧器，低压给水加热器疏水逐级回流送入冷凝器。各级回热器和再热器的蒸汽采用平均分配，抽汽流过高、低压热器后，蒸汽全部冷凝成疏水，疏水为对应压力下的饱和水。 进行热力计算时，采用热平衡求出各设备的耗汽量，再采用迭代法，根据电功率要求可求出蒸汽发生器蒸汽产量，进而求出堆芯热功率，即可得出电厂效率。

哈工大工程热力学教案

绪论 (2学时) 一、基本知识点 基本要求 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 ·理解热能利用的两种主要方式及其特点 ·了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1．什么是工程热力学 从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。 电能一一机械能 锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一(直接利用) 供热 锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一汽轮机一一 (间接利用)发电 冰箱一一-(耗能) 制冷 2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3. 热能及其利用 （1）.热能：能量的一种形式 （2）.来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。

如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。 （3）.利用形式： 直接利用：将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大) 间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能， 4．.热能动力转换装置的工作过程 5．热能利用的方向性及能量的两种属性 过程的方向性：如：由高温传向低温 能量属性：数量属性、,质量属性 (即做功能力) 注意： 数量守衡、质量不守衡 提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。 6．本课程的研究对象及主要内容 研究对象：与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。 研究内容： （1）．研究能量转换的客观规律，即热力学第一与第二定律。

（2）．研究工质的基本热力性质。 （3）．研究各种热工设备中的工作过程。 （4）．研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。 7．.热力学的研究方法与主要特点 （1）宏观方法：唯现象、总结规律，称经典热力学。 优点：简单、明确、可靠、普遍。 缺点：不能解决热现象的本质。 （2）微观方法：从物质的微观结构与微观运动出发，统计的方法总结规律,称统计热力学。 优点：可解决热现象的本质。缺点：复杂，不直观。 主要特点：三多一广，内容多、概念多、公式多。 联系工程实际面广。条理清楚，推理严格。 二、重点、难点 重点：热能利用的方向性及能量的两种属性 难点：使学生认识到学习本课程的重要性，激发学生的学习兴趣和学习积极性，教会学生掌握专业基础课的学习方法。 四、德育点

工程热力学课程教案

工程热力学课程教案 Prepared on 24 November 2020

《工程热力学》课程教案 ***本课程教材及主要参考书目 教材： 沈维道、蒋智敏、童钧耕编，工程热力学（第三版），高等教育出版社，手册： 严家騄、余晓福着，水和水蒸气热力性质图表，高等教育出版社， 实验指导书： 华北电力大学动力系编，热力实验指导书，2001 参考书： 曾丹苓、敖越、张新铭、刘朝编，工程热力学（第三版），高等教育出版社， 王加璇等编着，工程热力学，华北电力大学，1992年。 朱明善、刘颖、林兆庄、彭晓峰合编，工程热力学，清华大学出版，1995年。 曾丹苓等编着，工程热力学（第一版），高教出版社，2002年 全美经典学习指导系列，[美].波特尔、.萨默顿着郭航、孙嗣莹等译，工程热力学，科学 出版社，2002年。 何雅玲编，工程热力学精要分析及典型题精解，西安交通大学出版社， 概论（2学时） 1.教学目标及基本要求 从人类用能的历史和能量转换装置的实例中认识理解：热能利用的广泛性和特殊性；工程热力学的研究内容和研究方法；本课程在专业学习中的地位；本课程与后续专业课程乃至专业培养目标的关系。 2.各节教学内容及学时分配 0-1热能及其利用（学时） 0-2热力学及其发展简史（学时） 0-3能量转换装置的工作过程（学时） 0-4工程热力学研究的对象及主要内容（学时） 3.重点难点 工程热力学的主要研究内容；研究内容与本课程四大部分（特别是前三大部分）之联系； 工程热力学的研究方法 4.教学内容的深化和拓宽 热力学基本定律的建立；热力学各分支；本课程与传热学、流体力学等课程各自的任务及联系；有关工程热力学及其应用的网上资源。

压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

压水堆核电厂二回路热力系统初步设计说明书

目录 目录 (1) 摘要 (1) 1、设计要求 (1) 2、设计内容 (1) 3、热力系统原则方案 (2) 3.1 汽轮机组 (2) 3.2 蒸汽再热系统 (2) 3.3 给水回热系统 (2) 4、主要热力参数选定 (3) 4.1 一回路冷却剂的参数选择 (3) 4.2 二回路工质的参数选择 (3) 4.2.1 蒸汽初参数的选择 (3) 4.2.2 蒸汽终参数的选择 (3) 4.2.3 蒸汽中间再热参数的选择 (3) 4.2.4 给水回热参数的选择 (3) 5、热力计算方法与步骤 (4) 5.1 计算步骤如下面的流程图 (4) 5.2 根据流程图而写出的计算式 (5) 6、你热力计算数据 (8) 6.1 已知条件和给定参数 (8) 6.2 主要热力参数选定 (9) 6.3 热平衡计算结果表格 (13) 6.4 程序及运行结果 (14) 6.4.1 用MA TLAB程序如下。 (14) 6.4.2 运算结果如下图所示。 (17) 7、热力系统图 (21) 8、结果分析与结论 (22) 9、参考文献 (22)

摘要 二回路系统是压水堆核电厂的重要组成部分，其主要功能是将反应堆一回路系统产生并传递过来的热量转化为汽轮机转动的机械能，并带动发电机组的转动，最终产生电能。 二回路系统的组成以郎肯循环为基础，由蒸汽发生器二次侧、汽轮机、冷凝器、凝水泵、给水泵、给水加热器等主要设备以及连接这些设备的汽水管道构成的热力循环，实现能量的传递和转换。反应堆内核燃料裂变产生的热量由流经堆芯的冷却剂带出，在蒸汽发生器中传递给二回路工质，二回路工质吸热后产生一定温度和压力的蒸汽，通过蒸汽系统输送到汽轮机高压缸做功或耗热设备的使用，汽轮机高压缸做功后的乏汽经汽水分离再热器再热后送入低压缸继续做功，低压缸做功后的废气排入冷凝器中，由循环冷却水冷凝成水，经低压给水加热器预热，除氧后用高压给水加热器进一步加热，后经过给水泵增压送入蒸汽发生器，开始下一次循环。 关键字：热平衡做功循环 1、设计要求 了解、学习核电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则； 掌握核电厂原则性热力系统计算和核电厂热经济性指标计算的内容和方法； 提高计算机绘图、制表、数据处理的能力； 培养学生查阅资料、合理选择和分析数据的能力，掌握工程设计说明书撰写的基本原则。 2、设计内容 根据设计的要求，拟定压水堆核电厂二回路热力系统原则方案，并完成该方案在满功率工况下的热平衡计算。 本课程设计的主要内容包括： 确定二回路热力系统的形式和配置方式； 根据总体需求和热工约束条件确定热力系统的主要热工参数： 依据计算原始资料，进行原则性热力系统的热平衡计算，确定计算负荷工况下各部分汽水流量及其参数、发电量、供热量及全厂性的热经济指标； 编制课程设计说明书，绘制原则性热力系统图.