Wpływ separacji wilgoci i parametrów za separatorem - przegrzewaczem na osiągi bloku jądrowego PWR

• Autorzy: Laskowski Rafał , Smyk Adam , Deschaux Thierry

Warianty tytułu

EN

The influence of moisture separation and parameters behind the separator - superheater on the performance of the PWR nuclear unit

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wpływ separacji wilgoci i temperatury oraz ciśnienia pary za separatoremprzegrzewaczem oraz oporów hydraulicznych w przelotni WP-NP turbiny na osiągi (moc i sprawność) bloku jądrowego. Zmiany efektywności separacji wilgoci i parametrów pary za separatorem przegrzewaczem wynikają z różnych konstrukcji separatorów-przegrzewaczy a więc różnych sprawności separacji wilgoci, różnych oporów przepływu pary przez separatorprzegrzewacz i różnych strumieni ciepła przekazywanych w separatorze-przegrzewaczu. Parametry pary za separatoremprzegrzewaczem mają istotny wpływ na osiągi części niskoprężnej turbiny (NP). Separator-przegrzewacz w układzie znajduje się pomiędzy częścią wysokoprężną (WP) i niskoprężną (NP) turbiny i pełni istotną funkcję, ponieważ w nim następuje separacja wilgoci, którą trzeba usunąć z pary, żeby nie doszło do uszkodzenia łopatek w części niskoprężnej turbiny. W przegrzewaczach następuje przegrzanie pary co powoduje wzrost sprawności układu i zmniejsza się wilgotność pary w części NP turbiny. Do analizy wybrano blok jądrowy EPR o najwyższej mocy i sprawności wśród reaktorów III generacji wyposażonego w separator wilgoci oraz dwustopniowy przegrzewacz pary.

EN

The article presents the influence of moisture as well as pressure and temperature o steam behind th: separator-superheater and hydraulic resistance in the HP-LP turbine passage on the performance (power am efficiency) of the nuclear power plant. Changes in the efficiency of moisture separation and steam parameter: downstream of the separator-superheater result from different designs of separators-superheaters, i.e. differe moisture separation efficiencies, different steam flow resistances through the separator-superheater and differe heat flows transferred in the separator-superheater. Steam parameters after the separator-superheater have significant impact on the performance of the low-pressure part of the turbine (LP). The separator-superheater in tl system is located between the high-pressure (HP) and low-pressure (NP) parts of the steam turbine and plays a important role because it separates moisture that must be removed from the steam to prevent damage to the blade in the low-pressure part of the turbine. In superheaters, the steam overheats, which increases the efficiency of th system and reduces the steam humidity in the LP part of the turbine. The EPR nuclear power plant with the higher power and efficiency among third-generation reactors, equipped with a moisture separator and a two-stage steal superheater, was selected for analysis.

Słowa kluczowe

PL

blok jądrowy PWR/EPR; osiągi bloku energetycznego; parametry pracy i osiągi separatora-przegrzewacza międzystopniowego

EN

PWR/EPR nuclear power plant; power unit performance; operating parameters and performance of the interstage separator-superheater

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 6
• Strony: 38--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Laskowski Rafał

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0002-0248-7866+

autor

Smyk Adam

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0002-9514-7907

autor

Deschaux Thierry

• EDF w Polsce

Bibliografia

• [1] Cengel Y.A., Boles : Thermodynamics: an Engineering Approach (4th Edn.). McGraw—Hill, New York 2002.
• [2] Nag P.K.: Power Plant Engineering. Tata McGraw-Hill Edu. New York 2002.
• [3] Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F.: Power Plants. WNT, Warszawa 2007 (in Polish).
• [4] Wang C., Yan C., Wang J., Tian C., Yu S.: Parametric optimization of steam cycle in PWR nuclear power plant using improved genetic-simplex algorithm. Appl. Therm. Eng. 125(2017), 830—845.
• [5] Rafał Laskowski, Adam Smyk, Romuald Jurkowski, Julien Ance', Marcin Wołowicz, Nikołaj Uzunow, Selected aspects of the choice of live steam pressure in PWR nuclear power plant, Archives of Thermodynamics, Vol. 43(2022), No. 3, 85—109, DOI: 10.24425/ather.2022.143173
• [6] Abid Hossain Khan, Shakhawat Hossain, Mehedi Hasan, Md. Shafiqul Islam, Md. Mizanur Rahman, Jin-Hyuk Kim, Development of an optimized thermodynamic model for V V ER— 1200 reactor-based nuclear power plants using genetic algorithm, Alexandria Engineering Journal (2022) 61, 9129—9148
• [7] Durmayaz A., Sogut O.S.: Influence of cooling water temperature on the efficiency of a pressurized-water reactor nuclear-power plant. Int. J. Energ. Res. 30(2006), 799—810.
• [8] Atria S.I.: The influence of condenser cooling water temperature on the thermal efficiency of a nuclear power plant. Ann. Nucl. Energ. 80(2015), 371—378.
• [9] Khan H., Islam Md.S.: Prediction of thermal efficiency loss in nuclear power plants due to weather conditions in tropical region. Energy Proced. 160(2019), 84—91.
• [10] Laskowski R., Smyk A., Uzunow N.: Influence of cooling water temperature on performance of EPR nuclear power plant. Rynek Energii 152(2021), 1, 57—62. '
• [11] Ganan J., Al-Kassir AR., Gonzalez JF. Macias A., Diaz MA.: Influence of the cooling circulation water on the efficiency of a thermonuclear plant. Appl. Therm. Eng. 25(2005), 4, 485—494.
• [12] Su Y., Chaudri KS., Tian W., Su G., Qiu S.: Optimization study for thermal efficiency of supercritical water reactor nuclear power plant. Ann. Nucl. Energy 63(2014) 541—547
• [13] Teyssedou A., Dipama J., Hounkonnou W., Aube' F.: Modeling and optimization of a nuclear power plant secondary loop. Nuclear Engineering and Design 240(2010), 1403—1416.
• [14] Sayyaadi H., Sabzaligol T.: Various approaches in optimization of a typical pressurized water reactor power plant. Appl. Energ. 86(2009), 1301—1310.
• [15] Tadahiko SUZUTA, Yoshiyuki KONDOH, Yasuhiko HIRAO, DEVELOPMENT OF MOISTURE SEPARATOR WITH HIGH PERFORMANCE OF STEAM GENERATOR, Proceedings of ICONE 12 12th International Conference on Nuclear Engineering, April 25—29, 2004, Arlington, Virginia USA
• [16] Hongwu Zhao, Jun-Ho Jeon, Dong-In Yu and Yeon-Won Lee ,A Numerical Study on the Characteristics of the Pressurized Water Reactor’s (PWR) Primary Moisture Separator Using the Particle Tracking Method," Energies 2023, 16, 1310. https://doi.org/10.3390/en16031310
• [17] Graham BELL, A.R. WAZZAN, THERMAL HYDRAULIC PERFORMANCE OF A MOISTURE SEPARATOR REHEATER AT THE 900 MW e PWR SAINT LAURENT UNIT B1, Nuclear Engineering and Design 85 (1985) 363-372
• [18] Issaku Fujita, Teruaki Sakata, Toshiki Kojima, DEVELOPMENT OF LARGE SIZE MOISTUR] SEPARATOR REHEATER FOR UP TO 1700 MW PWR CLASS, Proceedings of the 18th Internationa Conference on Nuclear Engineering ICONE, 18 May 17-21, 2010 Xian, China
• [19] Guijing Li, Changqi Yan, Jianjun Wang, Optimization of a moisture separator reheater, Annals of Nuclea ' Energy 73 (2014) 537—546 „
• [20] EPR Design Description. https://www.nrc. gov/docs/lVILOSZZ/ML052280170.pdf
• [21] Jurkowski R.: EPR circuit — overview. Lecture at Institute of Heat Engineering at Warsaw University of Technology, Warsaw, Nov. 29 — Dec. 3, 2019 (not printed).
• [22] Ebsilon Professional, 2015. https://www.steag-systemtechnolo gies.com/ en/products/ , ebsilon-professional.
• [23] https://aris.iaea.org/PDF/AP1000.pdf.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).