CN106678770B - 一种加热核电机组蒸发器给水的系统和方法 - Google Patents

一种加热核电机组蒸发器给水的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种加热核电机组蒸发器给水的系统和方法，该系统包括高压缸、低压缸、第一至第八阀门组、旁路调节阀、蒸发器、高压加热器、凝汽器、给水泵、除氧器、低压加热器、凝结水泵。该发明包括以下步骤：1)从汽轮机旁路调节阀前的旁路管道上连接管道通过阀门组接至高压加热器抽汽管道逆止门后的抽汽管道上；2)从汽轮机旁路调节阀前的旁路管道上连接管道通过阀门组接至除氧器抽汽管道逆止门后的抽汽管道上；3)从汽轮机旁路调节阀前的旁路管道上连接管道通过阀门组接至低压加热器抽汽管道逆止门后的抽汽管道上；4)在机组启动过程中、停机不停堆状态、汽轮机负荷大福下降工况，将旁路蒸汽引入高压加热器、除氧器、低压加热器加热蒸发器给水，减小蒸发器入口给水温度的波动，保护蒸发器运行的安全。

Description

一种加热核电机组蒸发器给水的系统和方法
技术领域：
本发明属于核电技术领域，具体涉及一种加热核电机组蒸发器给水的系统和方法。
背景技术：
高温气冷堆核电站目前是按照双堆一机来配置的。蒸发器入口给水通过低压加热器、除氧器、高压加热器来加热，满足蒸发器入口水温的要求，低压加热器、除氧器、高压加热器的正常汽源都是汽轮机的抽汽。
目前系统主要存在以下不足：
1)在汽轮机未带负荷前，抽汽是无法取得的，蒸发器给水只能通过启动锅炉向除氧器供汽加热，启动锅炉需要长时间运行，费用高、加热效果差且不稳定；
2)机组在启动初期，大量蒸汽通过旁路排向凝汽器，排入凝汽器的蒸汽，其热量无法被利用，是能量的浪费；
3)蒸汽排入凝汽器，提高了凝结水的温度，降低了汽轮机的效率；
4)凝结水的温度过高会影响精处理的运行；
5)蒸汽进入凝汽器变成凝结水后，还要利用凝结水泵打入除氧器，增加了凝结水泵的耗功；
6)在停机不停堆运行工况时，汽轮机停机后，抽汽全部失去，高压加热器、低压加热器、及除氧器汽源全部失去，蒸发器入口给水温度急剧下降，影响到蒸发器的安全；
7)在进行单堆停止工况时，汽轮机负荷减少50％，抽汽压力、流量减少，运行反应堆入口温度突然降低，影响到蒸发器的安全。
发明内容：
本发明的目的在于针对目前核电机组系统的不足，提供了一种加热核电机组蒸发器给水的系统和方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种加热核电机组蒸发器给水的系统，包括高压缸、第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组、第四阀门组、第五阀门组、旁路调节阀、第六阀门组、第七阀门组、第八阀门组、高压加热器、凝汽器、除氧器和低压加热器；其中，
第一阀门组出口分为两股，第一股接在高压缸的入口，第二股接在旁路调节阀的入口，第二股管道称为旁路管道；在旁路管道上开三个孔，通过管道分别接在第二阀门组、第七阀门组、第八阀门组的入口；第二阀门组和第三阀门组的出口管道汇合后通过第六阀门组接在高压加热器的第二入口；第四阀门组和第七阀门组的出口管道汇合后接在除氧器的第二入口；第五阀门组和第八阀门组的出口管道汇合后接在低压加热器的第二入口。
本发明进一步的改进在于，包括低压缸、蒸发器、给水泵和凝结水泵；其中，
除氧器的出口接在给水泵的入口；给水泵的出口接在高压加热器第一入口；高压加热器的出口接在蒸发器的入口；蒸发器的出口接在第一阀门组的入口；高压缸的第一出口接在第三阀门组的入口，高压缸的第二出口接在第四阀门组的入口，高压缸的第三出口接在低压缸入口；低压缸第一出口接在第五阀门组的入口，低压缸第二出口接在凝汽器的第一入口；旁路调节阀的出口接在凝汽器的第二入口；凝汽器的出口接在凝结水泵的入口，凝结水泵的出口接在低压加热器第一入口；低压加热器的出口接在除氧器的第一入口。
本发明进一步的改进在于，第一阀门组为蒸发器出口的截止门和调节门。
本发明进一步的改进在于，第二阀门组、第七阀门组、第八阀门组均为截止门、调节门及逆止门。
本发明进一步的改进在于，第三阀门组、第四阀门组和第五阀门组均为抽汽截止门及逆止门。
本发明进一步的改进在于，第六阀门组为截止门。
一种加热核电机组蒸发器给水的方法，该方法基于上述一种加热核电机组蒸发器给水的系统，包括以下步骤：
1)在反应堆启动后，汽轮机冲转前，蒸汽通过旁路调节阀排入凝汽器；
2)打开第九阀门组中的截止阀，通过第九阀门组的调节阀，控制蒸汽进入低压加热器，投入低压加热器加热蒸发器入口给水；
3)打开第八阀门组中的截止阀，通过第八阀门组的调节阀，控制蒸汽进入除氧器，投入除氧器加热蒸发器入口给水；
4)打开第三阀门组、第七阀门组中的截止阀，通过第三阀门组的调节阀，控制蒸汽进入高压加热器，投入高压加热器加热蒸发器入口给水；
5)在汽轮机冲转带负荷后，随着汽轮机负荷的增大，旁路蒸汽的减少，当汽轮机抽汽量满足蒸发器给水加热要求后，低压加热器、除氧器、高压加热器的汽源切换为抽汽，利用抽汽加热蒸发器给水；
6)在跳机不跳堆工况，汽轮机跳机抽汽汽源切断，旁路投入运行后，低压加热器、除氧器、高压加热器的汽源切换为旁路蒸汽，利用旁路蒸汽加热蒸发器给水，避免蒸发器入口汽温发生大幅度降低，保护蒸发器安全；
7)在汽轮机负荷减小抽汽压力不足，低压加热器、除氧器、高压加热器的汽源切换为旁路蒸汽，利用旁路蒸汽加热蒸发器给水，避免蒸发器入口汽温发生大幅度波动，保护蒸发器安全；
8)在双堆一机的核电机组中，一台反应堆跳堆，另一台反应堆正常运行，汽轮机负荷降低到50％负荷以下，汽轮机抽汽压力降低，抽汽量减少，使得运行蒸发器入口温度降低，影响到蒸发器安全；此时投入旁路，利用旁路蒸汽给低压加热器、除氧器和压加热器供汽，保证蒸发器入口给水温度。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中，蒸汽通过蒸发器产生。
相对于现有技术，本发明具有如下的优点：
本发明一种加热核电机组蒸发器给水的系统和方法，和目前通常使用的系统比起来有以下几方面明显的优点：
1)直接回收了部分旁路蒸汽的热量，具有节能效果；
2)降低了启动阶段凝结水的温度，提高了汽轮机的效率；
3)降低了启动阶段凝结水的温度，对精处理系统的安全运行有利；
4)减少了凝泵的出力，具有节能效果；
5)目前在启动初期，给水的温度主要靠除氧器加热，除氧器的加热汽源为启动锅炉，而启动锅炉的汽量有限，因此给水温度一般很难提高，而该方法引入了旁路大量汽源，通过多个环节加热给水，给水温度显著提高；
7)在汽轮机跳闸，汽轮机抽汽丧失后，旁路投入运行后，低压加热器、除氧器、高压加热器汽源切换到旁路蒸汽，蒸发器入口温度不会发生剧烈波动，提高了机组运行的安全性。
8)在单堆跳闸等引起汽轮机负荷大幅下降的工况，旁路投入运行后，低压加热器、除氧器、高压加热器汽源切换到旁路蒸汽，蒸发器入口温度不会发生剧烈波动，提高了机组运行的安全性。
附图说明：
图1为一种加热核电机组蒸发器给水的系统的结构框图。
图中：1-高压缸，2-低压缸，3-第一阀门组，4-第二阀门组，5-第三阀门组，6-第四阀门组，7-第五阀门组，8-旁路调节阀，9-蒸发器，10-第六阀门组，11-第七阀门组，12-第八阀门组，13-高压加热器，14-凝汽器，15-给水泵，16-除氧器，17-低压加热器，18-凝结水泵。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明做出进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种加热核电机组蒸发器给水的系统，包括高压缸1、低压缸2、第一阀门组3、第二阀门组4、第三阀门组5、第四阀门组6、第五阀门组7、旁路调节阀8、蒸发器9、第六阀门组10、第七阀门组11、第八阀门组12、高压加热器13、凝汽器14、给水泵15、除氧器16、低压加热器17和凝结水泵18；其中，除氧器16的出口接在给水泵15的入口；给水泵15的出口接在高压加热器13第一入口；高压加热器13的出口接在蒸发器9的入口；蒸发器9的出口接在第一阀门组3的入口；第一阀门组3出口分为两股，第一股接在高压缸1的入口，第二股接在旁路调节阀8的入口，第二股管道称为旁路管道；在旁路管道上开三个孔，通过管道分别接在第二阀门组4、第七阀门组11、第八阀门组12的入口；第二阀门组4和第三阀门组5的出口管道汇合后通过第六阀门组10接在高压加热器13的第二入口；第四阀门组6和第七阀门组11的出口管道汇合后接在除氧器16的第二入口；第五阀门组7和第八阀门组12的出口管道汇合后接在低压加热器17的第二入口；高压缸1的第一出口接在第三阀门组5的入口，高压缸1的第二出口接在第四阀门组6的入口，高压缸1的第三出口接在低压缸2入口；低压缸2第一出口接在第五阀门组7的入口，低压缸2第二出口接在凝汽器14的第一入口；旁路调节阀8的出口接在凝汽器14的第二入口；凝汽器14的出口接在凝结水泵18的入口，凝结水泵18的出口接在低压加热器17第一入口；低压加热器17的出口接在除氧器16的第一入口。
所述第一阀门组3为蒸发器9出口的截止门和调节门。
所述第二阀门组4、第七阀门组11和第八阀门组12均为截止门、调节门及逆止门。
所述第三阀门组5、第四阀门组6和第五阀门组7均为抽汽截止门及逆止门。
所述第六阀门组10为截止门。
本发明提供的一种加热核电机组蒸发器给水的方法，该方法基于上述一种加热核电机组蒸发器给水的系统，包括以下步骤：
1)在反应堆启动后，汽轮机冲转前，蒸发器9所产生的蒸汽通过旁路调节阀8排入凝汽器；
2)打开第九阀门组12中的截止阀，通过第九阀门组12的调节阀，控制蒸汽进入低压加热器17，投入低压加热器17加热蒸发器入口给水；
3)打开第八阀门组11中的截止阀，通过第八阀门组11的调节阀，控制蒸汽进入除氧器16，投入除氧器16加热蒸发器入口给水；
4)打开第三阀门组5、第七阀门组10中的截止阀，通过第三阀门组5的调节阀，控制蒸汽进入高压加热器13，投入高压加热器13加热蒸发器入口给水；
5)在汽轮机冲转带负荷后，随着汽轮机负荷的增大，旁路蒸汽的减少，当汽轮机抽汽量满足蒸发器给水加热要求后，低压加热器17、除氧器16、高压加热器13的汽源切换为抽汽，利用抽汽加热蒸发器给水；
6)在跳机不跳堆工况，汽轮机跳机抽汽汽源切断，旁路投入运行后，低压加热器17、除氧器16、高压加热器13的汽源切换为旁路蒸汽，利用旁路蒸汽加热蒸发器给水，避免蒸发器入口汽温发生大幅度降低，保护蒸发器安全；
7)在汽轮机负荷减小抽汽压力不足，低压加热器17、除氧器16、高压加热器13的汽源切换为旁路蒸汽，利用旁路蒸汽加热蒸发器给水，避免蒸发器入口汽温发生大幅度波动，保护蒸发器安全；
8)在双堆一机的核电机组中，一台反应堆跳堆，另一台反应堆正常运行，汽轮机负荷降低到50％负荷以下，汽轮机抽汽压力降低，抽汽量减少，使得运行蒸发器入口温度降低，影响到蒸发器安全。此时可以投入旁路，利用旁路蒸汽给低压加热器17、除氧器16、高压加热器13供汽，保证蒸发器入口给水温度。

Claims (6)

1.一种加热核电机组蒸发器给水的系统，其特征在于，包括高压缸(1)、第一阀门组(3)、第二阀门组(4)、第三阀门组(5)、第四阀门组(6)、第五阀门组(7)、旁路调节阀(8)、第六阀门组(10)、第七阀门组(11)、第八阀门组(12)、高压加热器(13)、凝汽器(14)、除氧器(16)、低压加热器(17)、低压缸(2)、蒸发器(9)、给水泵(15)和凝结水泵(18)；其中，
第一阀门组(3)出口分为两股，第一股接在高压缸(1)的入口，第二股接在旁路调节阀(8)的入口，第二股管道称为旁路管道；在旁路管道上开三个孔，通过管道分别接在第二阀门组(4)、第七阀门组(11)、第八阀门组(12)的入口；第二阀门组(4)和第三阀门组(5)的出口管道汇合后通过第六阀门组(10)接在高压加热器(13)的第二入口；第四阀门组(6)和第七阀门组(11)的出口管道汇合后接在除氧器(16)的第二入口；第五阀门组(7)和第八阀门组(12)的出口管道汇合后接在低压加热器(17)的第二入口；
除氧器(16)的出口接在给水泵(15)的入口；给水泵(15)的出口接在高压加热器(13)第一入口；高压加热器(13)的出口接在蒸发器(9)的入口；蒸发器(9)的出口接在第一阀门组(3)的入口；高压缸(1)的第一出口接在第三阀门组(5)的入口，高压缸(1)的第二出口接在第四阀门组(6)的入口，高压缸(1)的第三出口接在低压缸(2)入口；低压缸(2)第一出口接在第五阀门组(7)的入口，低压缸(2)第二出口接在凝汽器(14)的第一入口；旁路调节阀(8)的出口接在凝汽器(14)的第二入口；凝汽器(14)的出口接在凝结水泵(18)的入口，凝结水泵(18)的出口接在低压加热器(17)第一入口；低压加热器(17)的出口接在除氧器(16)的第一入口；
第一阀门组(3)为蒸发器(9)出口的截止门和调节门。
2.根据权利要求1所述的一种加热核电机组蒸发器给水的系统，其特征在于，第二阀门组(4)、第七阀门组(11)、第八阀门组(12)均为截止门、调节门及逆止门。
3.根据权利要求1所述的一种加热核电机组蒸发器给水的系统，其特征在于，第三阀门组(5)、第四阀门组(6)和第五阀门组(7)均为抽汽截止门及逆止门。
4.根据权利要求1所述的一种加热核电机组蒸发器给水的系统，其特征在于，第六阀门组(10)为截止门。
5.一种加热核电机组蒸发器给水的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至4中任一项所述的一种加热核电机组蒸发器给水的系统，包括以下步骤：
1)在反应堆启动后，汽轮机冲转前，蒸汽通过旁路调节阀(8)排入凝汽器；
2)打开第九阀门组(12)中的截止阀，通过第九阀门组(12)的调节阀，控制蒸汽进入低压加热器(17)，投入低压加热器(17)加热蒸发器入口给水；
3)打开第八阀门组(11)中的截止阀，通过第八阀门组(11)的调节阀，控制蒸汽进入除氧器(16)，投入除氧器(16)加热蒸发器入口给水；
4)打开第三阀门组(5)、第七阀门组(10)中的截止阀，通过第三阀门组(5)的调节阀，控制蒸汽进入高压加热器(13)，投入高压加热器(13)加热蒸发器入口给水；
5)在汽轮机冲转带负荷后，随着汽轮机负荷的增大，旁路蒸汽的减少，当汽轮机抽汽量满足蒸发器给水加热要求后，低压加热器(17)、除氧器(16)、高压加热器(13)的汽源切换为抽汽，利用抽汽加热蒸发器给水；
6)在跳机不跳堆工况，汽轮机跳机抽汽汽源切断，旁路投入运行后，低压加热器(17)、除氧器(16)、高压加热器(13)的汽源切换为旁路蒸汽，利用旁路蒸汽加热蒸发器给水，避免蒸发器入口汽温发生大幅度降低，保护蒸发器安全；
7)在汽轮机负荷减小抽汽压力不足，低压加热器(17)、除氧器(16)、高压加热器(13)的汽源切换为旁路蒸汽，利用旁路蒸汽加热蒸发器给水，避免蒸发器入口汽温发生大幅度波动，保护蒸发器安全；
8)在双堆一机的核电机组中，一台反应堆跳堆，另一台反应堆正常运行，汽轮机负荷降低到50％负荷以下，汽轮机抽汽压力降低，抽汽量减少，使得运行蒸发器入口温度降低，影响到蒸发器安全；此时投入旁路，利用旁路蒸汽给低压加热器(17)、除氧器(16)和压加热器(13)供汽，保证蒸发器入口给水温度。
6.根据权利要求5所述的一种加热核电机组蒸发器给水的方法，其特征在于，步骤1)中，蒸汽通过蒸发器(9)产生。
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