氦气轮机.ppt

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1、高温气冷堆氦气轮机技术目录目录1 绪论绪论2 数据库检索报告数据库检索报告3 研究现状研究现状4 问题及研究方向问题及研究方向1 1 绪论绪论“”1.1概念概念高温气冷堆工作原理“高温气冷堆氦气轮机工作原理“”1.1概念概念氦气的物性标准状态(latm,0)下几种工质热物性的比较从上表中可以看出，与其他工质相比，氦气有下列的物理性质:导热性强、原子量小、气体常数大、比热大、气体密度小、等嫡指数大。氦气的这些特殊的热物性对气体透平循环的影响气体密度小，因此需要很高的循环压力，以增加其密度;等嫡指数大，因此在相同的温差下，其压比较小，也就难于压缩;比热大，因此在相同的温差下，循环比功大，透平的膨胀

2、功和压气机的压缩功都比其他气体大。1.2 背景背景就我国而言，当前发电、取暖、交通和工业生产所消耗能源的90%来自煤炭、石油、天然气等化石燃料，也就是说，我国的能源消耗主要依赖于化石燃料。随着经济的发展和人们生活水平的提高，能源消耗的需求量越来越大。对于我国来说，预计到2050年能源的消耗量为35.641.2亿吨标煤，而供应量预计为32.4亿吨标煤，缺口达3.28.8亿吨标煤，形式十分严峻。2 数据库检索报告数据库检索报告2.1 引文报告引文报告检索式：TS=(high temperature gas-cooled reactor OR“HTGR”OR“high temperature gas

3、 cooled reactor”OR“high-temperature gas-cooled reactor”OR“high temperature gas cooled reactors”)AND TS=(helium turbine OR“helium gas turbine”OR”helium turbomachine”OR“helium turbine incorporated”)每年发表的论文数每年的引文数2.2 结果分析结果分析2.3 TOP10 文献文献1 Forsberg C W,Peterson P F,Pickard P S.Study on characteristic

4、of helium turbine with the high temperature gas-cooled reacterJ.Nuclear Technology,2003,144(3):289-302.(被引157次)2 Fujikawa S,Hayashi H,Nakazawa T,et al.Achievement of reactor-outlet coolant temperature of 950 C in HTTRJ.Journal of Nuclear Science and Technology,2004,41(12):1245-1254.（被引145次)3 Yari M,

5、Mahmoudi S M S.Utilization of waste heat from GT-MHR for power generation in organic Rankine cyclesJ.Applied Thermal Engineering,2010,30(4):366-375.(被引128次)4 Kunitomi K,Yan X,Nishihara T,et al.JAEAs VHTR for hydrogen and electricity cogeneration:GTHTR300CJ.Nuclear Engineering and Technology,2007,39(

6、1):9-20.(被引104次)5 Meyer M K,Fielding R,Gan J.Fuel development for gas-cooled fast reactorsJ.Journal of Nuclear Materials,2007,371(1):281-287.(被引93次)6 Kissane M P.A review of radionuclide behaviour in the primary system of a very-high-temperature reactorJ.Nuclear Engineering and Design,2009,239(12):3

7、076-3091.(被引77次)7 El-Genk M S,Tournier J M.Noble gas binary mixtures for gas-cooled reactor power plantsJ.Nuclear Engineering and Design,2008,238(6):1353-1372.(被引54次)8 Talamo A,Gudowski W,Venneri F.The burnup capabilities of the deep burn modular helium reactor analyzed by the Monte Carlo continuous

8、 energy code MCBJ.Annals of Nuclear Energy,2004,31(2):173-196.(被引43次)9 R&D on the power conversion system for gas turbine high temperature reactors(被引40次)10 Verfondern K,Nabielek H,Kendall J M.Coated particle fuel for high temperature gas cooled reactorsJ.Nuclear Engineering and Technology,2007,39(5

9、):603-616.(被引32次)2.4 文献翻译文献翻译The modular high temperature gas-cooled reactor(HTGR)incorporated with helium turbine is considered as one of the leading candidates for future nuclear power plants.Nowadays,HTGR can provide the heat source at the temperature of 900.Limited by the temperature of the work

10、ing fluid,steam turbine cycle cannot maximize the economic potential of HTGR.The helium is an ideal cooling fluid for the reactor due to its chemical characteristics.Helium turbine cycle has no such limitation,and such kind of nuclear power plant is of higher efficiency compared with conventional nu

11、clear power plant because of the higher helium turbine inlet temperature.Consequently,it is expected to be a competing candidate for future concepts of high efficiency power generation.The performance of closed-cycle helium turbine incorporated with HTGR which coupled with recuperating,intercooling

12、and precooling processes is studied in this paper.The main purpose of this article is to study the fundamental features of HTGR coupled with gas turbine cycle(HTGR-GT).Based on theresults of the cycle study,fundamental aerodynamic features of helium turbine design for HTGR-GT cycle are analyzed.Abst

13、ractA review of radionuclide behaviour in the primary system of a very-high-temperature reactor高温气冷堆氦气轮机是将氦气轮机与模块式高温气冷堆相结合，利用高温气冷堆产生的高温氦气直接推动涡轮做功进行高效率发电。目前，高温气冷堆能提供900的高温热源，蒸汽循环难以充分发挥高温氦气的优势，循环效率得不到提高。因此，高温气冷堆氦气轮机成为发展的主要方向。高温气冷堆和氦气轮机分别代表着当今核能和常规发电的先进技术。它是核电领域中的全新概念，为提高核电安全性和经济性能提供了新思路，有很强的竞争优势。常规蒸汽透

14、平由于受工质温度的限制，不能有效地利用高温气冷堆的高温潜力。氦气轮机循环可以突破蒸汽动力循环的温度限制，从而成为研究高温气冷堆高效率发电的一个重要方向。本文以带有回热器、中冷器、预冷器的高温气冷堆氮气轮机循环为研究对象，研究高温气冷堆氦气轮机循环的基本特性;在循环研究的基础上，研究适用于高温气冷堆氦气轮机循环中的透平在气体动力学方面的基本特性。摘要摘要高温气冷堆氦气轮机基本特性的研究高温气冷堆氦气轮机基本特性的研究3 3 研究现状研究现状12320世纪60年代末期20世纪70年代末80年代初20世纪90年代至今南非和美俄3.1 基于时间的研究现状基于时间的研究现状1975年广广泛开展国际合作来

15、研究开泛开展国际合作来研究开发高温对气体透平循发高温对气体透平循环环南非：南非：球床模块高温气冷球床模块高温气冷堆堆(PMBR)(PMBR)美美俄俄：气透平：气透平-模块氦冷反模块氦冷反应堆（应堆（GT-MHRGT-MHR）德国专家提出模块德国专家提出模块式高温气式高温气冷堆概念冷堆概念高温气冷堆与氦高温气冷堆与氦气轮机联合的动气轮机联合的动力装力装置开始发展置开始发展3.2 基于基于机构机构的研究现状的研究现状于利希研究中心（FZJ）开展HTR with Helium-Turbine(HHT)的研究，另外，在高温气冷堆工艺热应用(PNP)计划中，德国也对氦一氦热交换器、热气导管、氦气净化等做

16、了大量研究美美国国美俄美俄南非南非德国德国MIT开展了模块化高温气冷堆(MGR)氦气透平循环电厂的研究，提出了两种技术方案，即直接氦气透平循环方案(MGR-GT)和间接氦气透平循环方案(MGR-GTI)，发电效率可达45%，费用明显低于HTGR蒸汽电厂南非NECSA进行球床模块高温气冷堆（PMBR)的研究。PBMR采用的是标准的布雷登循环，并带有闭式水冷的预冷器和间冷器。美国GA公司和俄罗斯OKBM研究院合作完成GT-MHR(Gas Turbine-Modular Helium Reactor)，其是在原MHGTR基础上结合闭式布雷顿循环能量转换系统而形成的.周湘文，王洪涛等人；压应力对各向同性细颗粒石墨热膨胀系数的影响E Fermi和 R Moormann等人；对球床式高温气冷堆堆内使用的石墨材料如结构石墨和球形燃料元件基体石墨进行了较为详细的介绍雏晓卫，喻新利等人；对高温气冷堆用石墨材料的氧化性能进行了研究刘超，刘兵等人；SiC涂层不能满足包覆燃料颗粒性能，对高温气冷堆包覆燃料颗粒ZrC涂层的研究Kunitomi K,Yan X,Nishihara T等；对高温气冷堆氦气流动及燃料