CN107145175B - 一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统 - Google Patents

一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，在主给水泵与蒸汽发生器二次侧入口之间的主给水管道经过一个回热器，蒸汽发生器二次侧出口连接有两个并联的分支管路，其中一支通过经过主蒸汽管道蒸汽流量调节阀后连接至冷凝器，另一支依次经过蒸汽旁路截止阀、蒸汽旁路流量调节阀、回热器后连接至冷凝器。本发明可以利用蒸汽发生器产生的高温蒸汽作为加热源来对进入蒸汽发生器的给水进行预热，消除了依靠额外电源预热带来的能耗，提高了试验装置的能量利用率，采用本身输出高温蒸汽预热能够实现较大流量变化范围的给水温度控制。同时，蒸汽旁路调节与给水旁路调节相结合的方式能够快速高效准确实现蒸汽发生器给水温度的调节。

Description

一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统
技术领域
本发明涉及核反应堆二回路系统相关试验研究设备领域，具体涉及一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统。
背景技术
随着核能技术的发展，核反应堆技术已走过三代，目前主流的反应堆技术为第三代核反应堆技术，各国目前都正在研发第四代核反应堆以及其他新型核反应堆，如模块化小型反应堆等。对于每一种新型反应堆的研发，都需要对该型反应堆的稳态及瞬态设计参数进行试验验证，特别是稳态和瞬态过程中蒸汽发生器的运行特性。在研究蒸汽发生器的运行性能时，需要对不同稳态以及瞬态设计工况进行试验模拟，验证其设计能力。在该类研究中，蒸汽发生器给水温度需要根据设计温度进行控制，然而不同设计工况对应的蒸汽发生器给水流量变化很大，致使蒸汽发生器给水温度控制难度增大。在试验装置中，为了实现蒸汽发生器给水温度控制，一般采用电加热型的预热器进行控制，但该方法需要较大功率的外部电源，不利于提高试验装置的能量利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，解决现有技术中不同设计工况对应的蒸汽发生器给水流量变化很大，致使蒸汽发生器给水温度控制难度增大的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，包括连接至蒸汽发生器二次侧入口的主给水管道，在主给水管道上安装有主给水泵，主给水泵与蒸汽发生器二次侧入口之间的主给水管道还经过一个回热器，蒸汽发生器二次侧出口连接有两个并联的分支管路，其中一支通过经过主蒸汽管道蒸汽流量调节阀后连接至冷凝器，另一支依次经过蒸汽旁路截止阀、蒸汽旁路流量调节阀、回热器后连接至冷凝器。现有技术中，蒸汽发生器的给水系统是通过电加热器进行温度控制调整的，而通过电加热器的功率调节来实现给水入口的温度调节，其功率的调节有一定的范围，因此调节温度的范围受到电加热器功率的影响，对宽范围给水流量变化时给水温度的调节难度较大，特别是在试验装置电源容量有限的情况下，鉴于现状中的缺陷，申请人通过对现有设备进行了研究和改进来解决上述的问题：在主给水泵与蒸汽发生器二次侧入口之间的主给水管道还经过一个回热器，蒸汽发生器二次侧出口连接有两个并联的分支管路，其中一支通过经过主蒸汽管道蒸汽流量调节阀后连接至冷凝器，另一支依次经过蒸汽旁路截止阀、蒸汽旁路流量调节阀、回热器后连接至冷凝器，如此，可以利用蒸汽发生器产生的高温蒸汽作为加热源来对进入蒸汽发生器的给水进行预热，而且，利用本来就要进行冷却的高温蒸汽进行加热，消除了依靠额外电源对给水预热带来的能耗，提高了试验装置的能量利用率，同时，由于其本身输出蒸汽的流量范围大，从饱和蒸汽冷却到过冷水的过程中可被利用的功率大，可以对给水进行充分的预热，具有较快的输出响应。
还包括一个与回热器并联的支路管道，在该支路管道上设置有给水旁路流量调节阀。进一步讲，通过对给水管路进行两个支流的流量分配设置，改变不受回热器加热的给水旁路流量实现给水温度的快速调节，通过蒸汽的两个支路的流量分配设置，可以改变蒸汽换热的供气量和速度，从而实现给水温度的双重调节控制，大大提高了其实用性。
在所述回热器的出口处安装有温度测量装置，在给水管路两条支流汇合后的给水管路上安装温度测量装置。通过对回热器的出口处和给水管路两条支流汇合后的给水管路处的温度进行测量，可以准确得知经过回热器加热后的流体温度和给水管路两条支流汇合后的蒸汽发生器入口给水温度，以此信号作为控制信号，可以利用本领域常用的自动控制系统形成整个方案的自动控制，大大提高自动化效率。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，在主给水泵与蒸汽发生器二次侧入口之间的主给水管道还经过一个回热器，蒸汽发生器二次侧出口连接有两个并联的分支管路，其中一支通过经过主蒸汽管道蒸汽流量调节阀后连接至冷凝器，另一支依次经过蒸汽旁路截止阀、蒸汽旁路流量调节阀、回热器后连接至冷凝器，如此，可以利用蒸汽发生器产生的高温蒸汽作为加热源来对进入蒸汽发生器的给水进行预热，而且，利用本来就要进行冷却的高温蒸汽进行加热，消除了依靠额外电源对给水预热带来的能耗，提高了试验装置的能量利用率，同时，由于其本身输出蒸汽的流量范围大，从饱和蒸汽冷却到过冷水的过程中可被利用的功率大，可以对给水进行充分的预热，能够实现从小给水流量到大给水流量的宽参数范围的给水温度控制，具有较快的输出响应；
2、本发明一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，通过对给水管路进行两个支流的流量分配设置，改变不受回热器加热的给水旁路流量实现给水温度的快速调节，，通过蒸汽的两个支路的流量分配设置，可以改变蒸汽换热的供气量和速度，从而实现给水温度的的双重调节控制，大大提高了其实用性；
3、本发明一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，采用蒸汽发生器产生的蒸汽对给水进行加热，能有效提高试验装置能量利用率，起到节能的作用；蒸汽旁路调节与给水旁路调节相结合的方式能够快速高效准确实现蒸汽发生器给水温度的调节；流程简单，便于实现。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-主给水泵，2-回热器，3-给水旁路流量调节阀，4-换热温度测量装置，5-入口温度测量装置，6-蒸汽发生器二次侧出口，7-主蒸汽管道蒸汽流量调节阀，8-蒸汽旁路截止阀，9-蒸汽旁路流量调节阀，10-蒸汽发生器二次侧入口，11-冷凝器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，蒸汽发生器主给水管道连接主给水泵1和蒸汽发生器二次侧入口10，在中间分为两条并行的支路，一条流经回热器2，流体被回热器2另外一次侧的蒸汽加热，然后与另外一条支路即给水旁路的流体汇合流向蒸汽发生器二次侧入口10；在给水旁路上安装给水旁路流量调节阀3，用于调节给水旁路的流量，在回热器2出口管道上安装换热温度测量装置4，用于测量从回热器2出来的给水温度，在给水旁路与回热器支路汇合后的管道上安装入口温度测量装置5，用于测量最终流入蒸汽发生器二次侧入口给水的温度，主蒸汽管道用于连接蒸汽发生器二次侧出口6和冷凝器11，在主蒸汽管道后端分为两条支路，一条支路上安装主蒸汽管道蒸汽流量调节阀7，蒸汽通过该支路直接流入冷凝器11，另外一条为蒸汽旁路管道，在该管道上安装蒸汽旁路截止阀8和蒸汽旁路流量调节阀9，蒸汽通过蒸汽旁路管道流经回热器2，将热量传递给蒸汽发生器给水，提高给水温度，然后流入冷凝器11。
本发明的主要工作流程为：通过换热温度测量装置4获得回热器出口的给水温度，通过与给水温度设计值比对获得调节值，联合调节主蒸汽管道蒸汽流量调节阀7和蒸汽旁路流量调节阀9，例如，当换热温度测量装置4获得的温度小于给水温度设计值，此时通过计算以一定的幅值增大蒸汽旁路流量调节阀9，并减小主蒸汽管道蒸汽流量调节阀7的开度；通过入口温度测量装置5获得通过给水温度控制模拟系统后最终的给水温度，通过对比换热温度测量装置4和入口温度测量装置5的温度参数，调节给水旁路流量调节阀3，进而小幅调节蒸汽发生器的给水温度，获得更加准确的给水温度；换热温度测量装置4的温度小幅大于给水温度设计值时，不用调节回热器蒸汽侧的流量，可以增大给水旁路流量调节阀3的开度，使来自主给水泵的冷流体通过旁路与被回热器加热后的热流体混合达到给水温度设计值；蒸汽旁路流量调节阀9和主蒸汽管道蒸汽流量调节阀7起主要调节作用，但温度调节速率相对较慢，给水旁路流量调节阀3起辅助作用，进行给水温度微调，温度调节速率快，前后两种调节方式可以联合协调调节蒸汽发生器给水温度，起到快速高效节能的调节作用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，包括连接至蒸汽发生器二次侧入口（10）的主给水管道，主给水管道上安装有主给水泵（1），主给水泵（1）与蒸汽发生器二次侧入口（10）之间的主给水管道还经过一个回热器（2），其特征在于：蒸汽发生器二次侧出口（6）连接有两个并联的分支管路，其中一支通过经过主蒸汽管道蒸汽流量调节阀（7）后连接至冷凝器（11），另一支依次经过蒸汽旁路截止阀（8）、蒸汽旁路流量调节阀（9）、回热器（2）后连接至冷凝器（11）；还包括一个与回热器（2）并联的支路管道，在该支路管道上设置有给水旁路流量调节阀（3）。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器给水温度控制模拟系统，其特征在于：在所述回热器（2）的出口处安装有换热温度测量装置（4），在蒸汽发生器二次侧入口（10）处安装有入口温度测量装置（5）。
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