淺析采用年總費用最小法優(yōu)化設計濱海核電機組冷端系統(tǒng)

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(yōu)化設計機組冷端系統(tǒng)，選擇得到適合核電機組經濟性評價的優(yōu)化方案。

關鍵詞：核電;冷端優(yōu)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(yōu)化，計算表明冷端優(yōu)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(tǒng)設計優(yōu)化實施方法，有助于豐富冷端優(yōu)化理論，并且具有一定的實際意義。

2. 冷端優(yōu)化設計步驟

1）建立數(shù)學模型;2）初步確定汽輪機冷端設備可能的參數(shù)范圍;3）在可能的參數(shù)范圍內選擇不同的汽輪機冷端設備參數(shù)值;4）通過對各個可變參數(shù)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(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化計算程序對不同配置方案進行水力、熱力及經濟等優(yōu)化計算，采用年總費用最小法進行排序，得到最優(yōu)配置方案;5）最后對最優(yōu)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(yōu)化設計計算數(shù)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(tǒng)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(yōu)化計算確定最終背壓設計值。

（6）凝汽器面積：最終通過優(yōu)化計算確定最終背壓設計值。

5.3 循環(huán)水泵

循環(huán)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(shù)，其參數(shù)變量已通過凝汽器背壓值變化在冷端優(yōu)化計算中反應，循環(huán)水量（qmw）的變化在冷端優(yōu)化計算中還需要冷卻倍率（m）的變化計算，根據(jù)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(huán)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(jù)以上分析和本工程的特定條件，選取如下系統(tǒng)優(yōu)化經濟指標：循環(huán)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(fā)電廠大修費率取;機組年利用小時。

5.6 冷端優(yōu)化計算假定條件

在優(yōu)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(shù)值不變;對循環(huán)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(yōu)化計算，僅比較差價。

6. 結束語

本文根據(jù)電廠總平面布置、廠址區(qū)域水文氣象條件初步確定汽輪機冷端設備可能的參數(shù)范圍，通過對各個可變參數(shù)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(yōu)化計算，采用年總費用最小法進行排序得到最優(yōu)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