高溫氣冷堆氦氣輪機基本特性的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、高溫氣冷堆氦氣輪機是將氦氣輪機與模塊式高溫氣冷堆相結合,利用高溫氣冷堆產(chǎn)生的高溫氦氣直接推動渦輪做功進行高效率發(fā)電。目前,高溫氣冷堆能提供900℃的高溫熱源,蒸汽循環(huán)難以充分發(fā)揮高溫氦氣的優(yōu)勢,循環(huán)效率得不到提高。因此,高溫氣冷堆氦氣輪機成為發(fā)展的主要方向。高溫氣冷堆和氦氣輪機分別代表著當今核能和常規(guī)發(fā)電的先進技術。它是核電領域中的全新概念,為提高核電安全性和經(jīng)濟性能提供了新思路,有很強的競爭優(yōu)勢。常規(guī)蒸汽透平由于受工質溫度的限制,不能

2、有效地利用高溫氣冷堆的高溫潛力。氦氣輪機循環(huán)可以突破蒸汽動力循環(huán)的溫度限制,從而成為研究高溫氣冷堆高效率發(fā)電的一個重要方向。 本文以帶有回熱器、中冷器、預冷器的高溫氣冷堆氦氣輪機循環(huán)為研究對象,研究高溫氣冷堆氦氣輪機循環(huán)的基本特性;在循環(huán)研究的基礎上,研究適用于高溫氣冷堆氦氣輪機循環(huán)中的透平在氣體動力學方面的基本特性。 首先應用發(fā)動機熱力計算方法導出循環(huán)有效效率表達式和最佳增壓比解析式,然后對高溫氣冷堆氦氣輪機循環(huán)的熱力

3、過程進行分析,揭示了各參數(shù)之間的關系。另外,還對回熱器、中冷器進行了簡要分析并進一步優(yōu)化。得到了一個優(yōu)化設計方案。最后在循環(huán)研究的基礎上,對10MW高溫氣冷堆氦氣輪機循環(huán)的透平進行了一維設計,并對所設計的氦氣輪機葉柵進行了三維數(shù)值模擬。研究了氦氣透平在氣體動力學方面的基本特性。 氦氣透平的級數(shù)多和葉片高度小是設計上一個很大的難點。提高圓周速度和載荷系數(shù)可以減少透平的級數(shù),增加透平的轉速則可以提高葉片高度,同時也能減小透平的徑向尺

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