核动力装置典型4个方案各方案优缺点分析_项目方案优缺点对比表

核动力装置典型4个方案各方案优缺点分析由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“项目方案优缺点对比表”。

各方案优缺点分析：

1、冷却剂平均温度恒定：

由图中曲线可以看出，随着装置负荷的变化，一回路测冷却剂在反应堆出口和入口的温度呈线性变化，二回路侧的蒸汽温度Ts也近似呈线性规律变化。当装置负荷降低时，蒸汽温度升高，因而蒸汽压力也随之升高。这种运行方案的主要优点是，反应堆在没有外部控制时，反应堆冷却剂能够自己稳定在某一平均温度，并可自动适应功率的需要。例如，当装置负增加时，蒸汽发生器出口冷却剂温度（反应堆入口温度）降低，引起平均温度降低，由于反应堆具有负温度系数，导致堆芯反应性增加,反应堆由临界状态暂时成为超临界状态，输出功率增加，使反应堆出口冷却剂温度（蒸汽发生器入口温度）升高，反应堆又回到临界状态，而冷却剂平均温度则恢复到原来数值。由此可见，假如不考虑燃耗和中毒的效应，在正常运行时可以不需要堆外控制系统，反应堆只依靠负温度系数就可以保持稳定工作。该方案的另一优点是压力控制系统中的稳压器尺寸可以最小。由于运行过程中Tav保持恒定，一回路冷却剂体积随负荷的波动最小，所以稳压器的体积可小一些。另外，该方案使装置中热应力变化也变小，负荷响应快，负荷波动后恢复到整定值所需要的时间也较少。这种运行方案的主要缺点是二回路侧蒸汽参数随输出功率变化幅度很大，尤其是在低功率运行时，蒸汽压力较高，要求二回路蒸汽管道、阀门、汽轮机等设备的承压能力较高。船舶核动力装置为满足机动性的要求，工况变化较为频繁，功率变化幅度较大，低负荷下运行的时间也较长，因此这种运行方案的缺点显得更加突出。

2、反应堆出口温度不变运行方案

由图中曲线可以看出，随着装置负荷的变化，Tci、Tav呈线性变化，Ts也近似呈线性规律变化。随着装置负荷的降低，蒸汽压力和温度相应升高。如果设计工况下的平均温度与Tav恒定运行方案相同，则在此运行方案下可使部分负荷时冷却剂的平均温度提高，二回路侧蒸汽参数随负荷降低而增高，二回路侧蒸汽参数随负荷降低而增高得更快。核动力装置采用这种运行方案，在整个稳定功率运行范围内反应堆出口温度都保持在某一固定的最大值，不会出现反应堆出口温度超温的情况，可以很好地满足反应堆设计的热工安全准则，同时对材料强度也是有利的。但是，由于Tav变化较大要求稳压器尺寸也较大，而且反应堆必须设置一个外部控制系统，以满足功率水平改变的需要。这种运行方案的突出问题是二回路侧蒸汽参数随装置负荷的降低升高很快，对二回路蒸汽系统和用气设备的设计、运行要求显著提高。

3、蒸汽压力恒定运行方案

由图中曲线可以看到，随着装置负荷的降低，反应堆进、出口温度以及冷却剂平均温度也相应降低。由于二次侧蒸汽参数不变，给二回路系统和主要用气设备的设计、运行和管理带来许多方便。例如，可以不用蒸汽自动调压阀来稳定二回路蒸汽压力，或不需要使用特殊要求的汽轮机；由于给水泵的扬程基本不随装置负荷变化，在不同工况下给水泵叶轮进出口的压差基本不变，大大改善了给水泵的运行特性，不需要特殊设计。但是，在整个稳定功率运行范围内Tav的变化很大，由于温度效应而引起的堆芯反应性扰动也较大，一方面要求稳压器具有更大的容积补偿能力，重量尺寸增大；另一方面也要求反应堆功率控制系统频繁移动控制棒以补偿堆芯反应性的变化，给一回路系统的设计和运行带来一定的困难。

4、折中运行方案

如图所示，装置负荷在50%FP时，冷却剂流量降低为额定流量的1/2或1/3，Tav随装置负荷的而减小而线性降低，使得二次侧蒸汽压力和温度升高的幅度显著减小。这种运行方案的提出，是因为前面所述几种基本运行方案的优点和缺点都过于突出，有的方案对一回路有利，给二回路的设计、运行带来较大困难，有的方案则正好相反，主要限制因素是反应堆出口温

度Tco、冷却剂平均温度Tav及二回路侧蒸汽压力Ps变化范围不应太大。这种方案实际上是将设计、运行和管理的困难由一、二回路共同承担，对于一、二回路都较为有利，但是增加了控制环节，增大了系统的复杂性。