淺析采用年總費用最小法優化設計濱海核電機組冷端系統

潘峰　李楠

摘要：本文以某濱海核電機組為例，淺析采用最小年費法優化設計機組冷端系統，選擇得到適合核電機組經濟性評價的優化方案。

關鍵詞：核電;冷端優化;最小年費法

1. 概述

提高核電站經濟性的有效途徑之一就是冷端優化，計算表明冷端優化后機組出力可提高約0.3%。本文以某濱海核電機組為例，梳理、提出了冷端系統設計優化實施方法，有助于豐富冷端優化理論，并且具有一定的實際意義。

2. 冷端優化設計步驟

1）建立數學模型;2）初步確定汽輪機冷端設備可能的參數范圍;3）在可能的參數范圍內選擇不同的汽輪機冷端設備參數值;4）通過對各個可變參數的不同選擇、組合形成多種配置方案;并采用經鑒定過的循環水系統優化計算程序對不同配置方案進行水力、熱力及經濟等優化計算，采用年總費用最小法進行排序，得到最優配置方案;5）最后對最優冷端設備配置方案進行核算，以保證汽輪機組的最大出力，即在最高的冷卻進水溫度條件下，保證汽輪機的背壓不超過滿負荷運行時的最高允許值。

3. 冷端優化設計計算數學模型

由于核電帶基本負荷的特性，因此采用核電最大收益法。該方法將投資和生產成本兩個要素統一起來，并結合時間因素進行計算，即將各方案的基建投資考慮復利因素，換算成使用年限內每年年末的等額償付成本，再加上年運行費用，構成該方案的年費用。各方案中年費用最小者為經濟可取的方案。

（5）凝汽器壓力：凝汽器壓力等于汽輪機背壓，最終通過優化計算確定最終背壓設計值。

（6）凝汽器面積：最終通過優化計算確定最終背壓設計值。

5.3 循環水泵

循環水量（qmw）與冷卻倍率（m）及排入凝汽器的蒸汽量，而排入凝汽器的蒸汽量是凝汽器背壓的函數，其參數變量已通過凝汽器背壓值變化在冷端優化計算中反應，循環水量（qmw）的變化在冷端優化計算中還需要冷卻倍率（m）的變化計算，根據項目水文氣象條件并參考國內外同類型機組，考慮冷卻倍率。

循環水供水干管：按項目實際考慮。

5.4 冷卻塔

主要性能計算包括熱平衡計算和阻力平衡計算。其中焓差法以焓差為動力，對冷卻塔進行性能計算。

5.5 經濟指標選擇

根據以上分析和本工程的特定條件，選取如下系統優化經濟指標：循環水泵耗電電費單價;微增處理電費單價;電廠經濟使用年限;年固定費用;發電廠大修費率取;機組年利用小時。

5.6 冷端優化計算假定條件

在優化計算中為了減少計算工作，同時比較差值，共同的誤差可以忽略，同一假定背壓下的凝汽量可采用額定功率和設計背壓時的數值不變;對循環水管溝、循泵房土建及設備投資等費用在相同條件下考慮，不參與冷端優化計算，僅比較差價。

6. 結束語

本文根據電廠總平面布置、廠址區域水文氣象條件初步確定汽輪機冷端設備可能的參數范圍，通過對各個可變參數的不同選擇組合成多種配置方案，并對方案進行水力、熱力和經濟等優化計算，采用年總費用最小法進行排序得到最優配置方案。

參考文獻

無

作者簡介：

潘峰，1987年4月生，男，碩士，工程師，國核湛江核電有限公司