赵海峰， 张小波， 王鑫， 高展羽

（东方电气集团东方汽轮机有限公司， 四川 德阳， 618000）

1 前言

当前全球兴起的能源变革和转型对发电设备提出了新的要求， 发电装备的发展面临着推动绿色低碳发展和能源结构升级的新任务。 传统燃煤发电污染重、 煤耗高， 核电虽然节能减排， 但核电汽轮机成本投入高， 循环效率低， 经济性低。在新一代高效机型基础上， 利用核能与燃煤耦合循环技术， 全新研究开发了核煤耦合循环汽轮机组， 不仅提高了传统核电汽轮机的循环效率， 同时也相对降低了传统燃煤汽轮机的高煤耗、 高污染问题。

2 核煤耦合循环热力系统

目前主流的大型发电用反应堆所产生的蒸汽均为饱和蒸汽， 如图1 所示， 其循环过程为1-2-3-4-5-6-7-1， 其主要吸热段为7-1， 吸热温度为主汽压力对应的饱和温度， 相对来说， 整体循环效率较低， 一般为37%～38%。 同时， 主蒸汽为饱和蒸汽， 其高压缸排汽点2 湿度已经较大（～10%）， 必须采取汽水分离（2-3）和再热（3-4）， 以及在低压缸内采取除湿措施， 以保证低压缸安全运行， 不可避免地增加熵增， 降低汽轮机经济性。

图1 循环温熵图

针对核电机组的不足， 本文提出了相应的核煤耦合循环， 利用燃煤烟气初温较高的优势， 将反应堆产生的饱和蒸汽由燃煤锅炉加热至火电循环温度（620 ℃）， 再进入汽轮机做功， 其循环过程为图1 中1-1’ -5’ -6-7-1， 反应堆产生的饱和蒸汽1 进入燃煤锅炉吸热变为过热蒸汽1’， 之后进入汽轮机膨胀做功， 排汽5’ 进入凝汽器冷凝为饱和水6。 由于增加了1-1’ 吸热过程， 其平均吸热温度较一般核电循环显著提高， 其循环效率达到41%～42%。……