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摘要：本文介绍了一种核电机组热力性能评估的新方法，并与国内常用的不确定性理论测试方法进行了比较，对结果进行了分析。结果表明：对于核电机组，新方法的准确度高于传统方法，考虑到新方法测试仪器的数量，测点布置和计算方法复杂，如果不是刻意追求较低的测试不确定度，建议不要采用核电厂核试验方法。
关键词：核电机组；热力性能；试验结果；分析
核电机组与传统的火电机组不同。大多数汽轮机在湿蒸汽区域工作。由于蒸汽湿度难以测量，目前在我国采用基于ASMEPTC6协议中最终水流量的测试方法（常规方法），对核电机组性能测试。一家外资公司最近提出了一种将主凝液流量作为参考流量（新方法）用于除氧器的测试方法，本文介绍了该方法，并根据不确定性理论对两种测试方法进行了计算分析和综合比较，为核电机组的选择和验收以及性能测试方法的选择提供参考。
1、核电机组热力性能试验的必要性
汽轮机是核电厂的重要发电设备，汽轮机的运行直接关系到核电厂的安全和经济。因此，确保汽轮机安全是整个汽轮机操作人员的重要职责。由于核电发电机组的技术精度，系统和结构，为确保安全和经济的运行，必须掌握其热力特性，并且必须通过热测试获得热力特性。因此，热测试必须在设备大修后、小修之后以及在新的安装单元投入使用之前进行。
（1）通过试验确定机组的热力特性，对核电厂负荷进行经济分析，为制定生产指标提供依据。
（2）通过热测试获取汽轮机组的各种特性数据，据此可以对机组的运行情况进行监测分析。
（3）通过试验和分析，改进机组或热力系统，用以制定检修计划或评估重大维修后的影响。
（4）常规例行试验，对结果分析，用于确定汽轮机通流部分的工作状态，以决定是否继续运行或立即停止检查。
（5）将通过试验获得的热特性数据与制造商数据进行比较，以验证设计和制造是否符合保证经济指标，作为用户验收设备的基础，为制造商提供有效的信息来改进设计和加工流程。
通过热力性能试验，可以获得满负荷范围内设备的最佳运行模式。在机组的部分负荷下，进行微增力测试和循环泵功耗测试，建立冷凝器变工况性能计算模型和机组最佳真空计算模型，得到最佳冷却水进口温度和不同机组负荷，以最佳操作模式运行真空泵相应的循环水泵。
2、核电机组热力性能试验结果
2.1、试验结果分析
在上面的表中，列出了本次试验的主要计算结果。从表中数据来看，两个工况的燃机修正后电功率平均值为76213kW，比保证值74917kW高1296kW（高1.73%）；两个工况的燃机修正后热耗率平均值为10186kJ/kWh，比保证值10294低108kJ/kWh（低1.05%），燃机的出力、热耗率均可以达到合同保证值。两个工况的汽机修正后出力平均值为40095kW，比保证值37850kW高2245kW（高5.93%），汽机的出力可以达到合同保证值。
2.2、试验期间发现的问题
试验过程中发现，余热锅炉排热区测温点与烟囱上方温度测点存在明显的异常温度倒挂现象，反复确认测量环节准确后，判断部分废热锅炉未经受热面，直接绕过烟囱。停止检查后，是余热锅炉受热面鳍片与管壁间隙过大，密封不够严，导致部分锅炉烟气绕过后部烟道。这部分锅炉烟气没有通过各个受热面，对机组的正常运行造成了明显的不利影响。这部分旁路烟气导致汽轮机排气压降的急剧下降，汽轮机的主蒸汽流量减少，低压主蒸汽流量增加。此操作缺陷必须得到消除，进而提高机组运行的经济效益。
3、常用性能试验方法分析及对比
根据EPＲITＲ－107397导则，常用的热交换器性能测试方法包括功能测试方法、传热系数法、温度效应法、温差监测法、压降监测法和目视检查法，目视检查方法通常用作直接检查方法。因此，本文涉及的性能测试方法主要是指传热系数法，温度效应法，功能测试法，温差监测法和压降监测法。
3.1、功能试验法
测量温度的方法提供了使用整个热交换器期间性能下降的指标，并将其与由验收标准确定的温度进行比较。主要适用条件：
（1）测试条件必须与极端条件类似，测试条件包括质量流量，温度和热负荷；
（2）验收标准明确要求将“感兴趣温度”作为验收条件；
（3）测试条件必须是稳态条件。
3.2、传热系数法
在测试条件下，通过计算传热系数、热阻等参数确定换热器的传热能力，并计算极限工况下的传热能力。主要适用条件：
（1）测试流程条件和极限工作条件保持不变；
（2）取热负荷或传热系数作为验收条件；
（3）测试条件必须是稳态条件
3.3、温度效应法
使用测试条件下的温度影响因子来预测在已知参考点（限制条件，设计条件等）下热交换器的温度指标，并将其与验收标准的温度进行比较。主要适用条件：
（1）测试条件和参考点条件相同的质量流量（偏差5％以内）；
（2）测试条件和参考点条件之间不得有相变变化。
（3）测试条件必须是稳态条件。
3.4、温差监测方法
监测冷却流体感兴趣的的温度与入口温度之间的关系，以提供热交换器性能随时间降低的指标。
3.5、压降监测方法
在与验收标准相同的流量条件下监测热交换器的压降。
3.6、目视检查法
也可以根据检查结果（例如清洁）对热交换器冷却流程侧和工艺流程侧的内表面进行定期检查。传热系数法、温度效应法和功能测试法是最常用的性能测试方法。性能监测通常采用温差法和压降法。最常用的性能测试方法可以定量评估热交换器的性能。传热系数法对测试条件的要求最低，应用范围最广。功能测试方法和温度效应方法对试验工况的要求高。
4、热力性能试验的应用前景
通过对机组检修前后稳定工况下热力性能评估试验结果的对比分析，分析了机组热工性能的完善程度和机组的热能效率，其结果不能反映特定参数的偏差。能量损失引起的变化和缺乏时效性，对于分析不同工况下机组的运行过程没有指导意义。
未来二次回路热力系统设备性能实时监测分析系统的开发和应用，将大大提高电厂计算机数据采集系统的功能，为运营商提供优化运营的方案、诊断设备故障以及分析运营经济。
结束语：汽轮机热力学性能测试是一种工业测试，在特定的热力学循环测量方法中，在特定的操作条件下测量蒸汽轮机的热特性。汽轮机热力性能测试主要包括数据采集和性能计算两个过程。为了得到真实可靠的分析结果，这两方面的工作必须按照试验程序进行，以确保核电机组的安全稳定运行。
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论文作者:王彤臣,赵岳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/26
标签：机组论文; 热力论文; 测试论文; 核电论文; 条件论文; 汽轮机论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;