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核电站主核风机

信息来源:发布时间:2020-07-28阅读:781

利用核能进行发电的电站称为核电站,核电站是将原子核裂变释放的核能转换成热能,再转变为电能的系统和设施。

核电站是一种高能量、少耗料的电站。以一座发电量为100万千瓦的电站为例,如果烧煤,每天需耗煤 7000~8000吨左右,一年要消耗200多万吨。若改用核电站,每年只消耗1.5吨裂变铀或钚,一次换料可以满功率连续运行一年。可以大大减少电站燃料的运输和储存问题。此外,核燃料在反应堆内燃烧过程中,同时还能产生出新的核燃料。核电站基建投资高,但燃料费用较低,发电成本也较低,并可减少污染。

核电站的主要工艺流程见下图:

核电站与火电站最主要的不同是蒸汽供应系统。核电站利用核能产生蒸汽的系统称为核蒸汽供应系统,这个系统通过核燃料的核裂变能加热外回路的水来产生蒸汽。从原理上讲,核电站实现了核能---热能---电能的能量转换。从设备方面讲,核电站的反应堆和蒸汽发生器起到了相当于火电站的化石燃料和锅炉的作用。

核电站中的能量转换借助于三个回路来实现。

一回路:反应堆冷却剂在主泵的驱动下进入反应堆,流经堆芯后从反应堆容器的出口管流出,进入蒸汽发生器,然后回到主泵。

二回路:在循环流动过程中,反应堆冷却剂从堆芯带走核反应产生的热量,并且在蒸汽发生器中,将热量传递给二回路的水。二回路水被加热,生成蒸汽,蒸汽再去驱动汽轮机,带动与汽轮机同轴的发电机发电。

三回路:作功后的乏蒸汽在冷凝器中被海水或河水、湖水冷却水冷凝为水,再补充到蒸汽发生器中。以海水为介质的三回路的作用是把乏蒸汽冷凝为水,同时带走电站的弃热。

 主氦风机是核电站非常重要的设备之一。主核风机位于核电系统的一回路,见下图:

主氦风机的功能相当于高温堆核电站的心脏”,htrpm为例,球床模块式高温气冷堆核电站(high temperature reactor-pebblebed modules),是我国十二五重大专项工程,htr-pm主核风机在工作中,氦气加压到70个大气压后作为冷却剂,将反应堆堆芯产生的热量带走。随后氦气流经蒸汽发生器,再次加压后返回反应堆堆芯,从而实现能量交换。由于氦气的惰性特点,当杂质保持足够低的水平时,冷却剂不会造成对反应堆内燃料元件和其它构件的化学侵蚀。氦气不吸收中子,也没有显著的反应性效应。氦气的这些特点,使得由于冷却剂产生的废物量也相对少。

主核风机的介质为高温氦气,htr-pm主核风机的主要参数:

风机型式:离心风机

进口压力:7 mpa

质量流量:96 kg/s

压升:200 kpa

气体温度:250

气体密度:6.33kg/m3

额定转速:4000 rpm

调节方式:变频调节

调节范围:25%~105%

叶轮级数:1

电机额定功率:4500 kw

额定电压:6000 v

 

主核风机为立式结构,见下图,主核风机是单级离心风机,整体置于一回路压力壳内,位于蒸汽发生器的冷端。电机内置,风机叶轮与电机同轴,叶轮悬挂与电机主轴的一端。电机通过蜗壳与蒸汽发生器的额壳体相连,上侧为电机腔,下侧为风机腔,风机入口与蒸汽发生器氦气侧的出口管道相连,风机进出口设有蝶阀。

由哈电集团佳木斯电机股份有限公司总承包的主氦风机与2019年通过验收,它的成功研制,打破了国外技术垄断,攻破了多项关键技术难题,并填补了多项中国技术空白,为全球首台高温气冷堆核电站早日投产发电奠定了基础。

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