CN108206063A - 百万千瓦级核电站一回路排气优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，核电站一回路包括由主管道依次连通的反应堆压力容器、稳压器、多台蒸汽发生器以及多台主泵，多台蒸汽发生器与多台主泵一一对应，方法包括：对反应堆压力容器、稳压器以及蒸汽发生器相连通形成的回路进行充水排气；及依次点动多台主泵并在多台主泵点动完毕后再进行降压排气，以将对应的多台蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至反应堆压力容器后通过充水排气的方式排出，上述百万千瓦级核电站一回路排气优化方法大大缩短核电站一回路排气时间，有效降低主泵的磨损和损坏风险。

Description

百万千瓦级核电站一回路排气优化方法

技术领域

本发明涉及百万千瓦级核电的技术领域，特别是涉及一种百万千瓦级核电站一回路排气优化方法。

背景技术

核电站一回路包括由主管道依次连通的反应堆压力容器、稳压器、蒸汽发生器以及主泵。核电站大修期间通常采用静排气和动排气相结合的方式完成该一回路的排气工作。具体操作方式如下：首先，进行反应堆压力容器、稳压器以及蒸汽发生器相连通形成的该回路的充水排气，称为静排气，即将该回路充满水，完成相应反应堆压力容器、稳压器及一些管线的排气，但此时蒸汽发生器的倒U型管中仍存留大量气体，需要进行动排气。在动排气过程中，多台主泵分别点动一次，将蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至反应堆压力容器后再通过充水排气的方式排出，若检验不合格则需要进行联合排气。

在传统的核电站一回路排气过程中，为了防止一回路压降过大损坏主泵以及避免气体被主泵再次吸入导致无法排出，要求每次点动一台主泵后就要执行一次降压排气，采用多次降压排气的操作方式不仅需要较长的时间，同时增大了主泵的磨损和损坏风险。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够缩短核电站一回路排气时间、有效降低主泵的磨损和损坏风险的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法。

一种百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，所述核电站一回路包括由主管道依次连通的反应堆压力容器、稳压器、多台蒸汽发生器以及多台主泵，多台所述蒸汽发生器与多台所述主泵一一对应，所述方法包括：

对所述反应堆压力容器、所述稳压器以及所述蒸汽发生器相连通形成的回路进行充水排气；及

依次点动多台所述主泵并在多台所述主泵点动完毕后再进行降压排气，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至所述反应堆压力容器后通过所述充水排气的方式排出。

在其中一个实施例中，所述依次点动多台所述主泵并在多台所述主泵点动完毕后再进行降压排气，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至所述反应堆压力容器后通过所述充水排气的方式排出的步骤之后还包括：

同时点动多台所述主泵后再进行降压排气，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至所述反应堆压力容器后通过所述充水排气的方式排出。

在其中一个实施例中，所述蒸汽发生器和所述主泵均包括三台，所述主泵的点动次序采用第一台、第三台及第二台所述主泵或第三台、第一台及第二台所述主泵中的任意一种。

在其中一个实施例中，在对所述主泵进行点动之前，将所述一回路的上充流量手动调节至最大值，并通过感应出水阀自动调节所述一回路的下泄流量，以使所述一回路的压力与点动所述主泵规定的压力相适配。

在其中一个实施例中，在对所述回路进行充水排气时，利用反应堆压力容器水位计上升至满量程作为所述回路充水排气完毕的判断标准。

在其中一个实施例中，所述核电站一回路还包括与所述反应堆压力容器主管道连通的测温旁路，在所述依次点动多台所述主泵，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体全部转移至所述反应堆压力容器后通过充水排气的方式排出的步骤中，将所述反应堆压力容器的排气作为主要操作，将剩余的所述稳压器以及所述测温旁路的排气作为辅助操作。

在其中一个实施例中，所述核电站一回路具有多个环路，在对所述测温旁路进行排气时，将所述一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力，并通过对多个所述环路进行逐一排气。

在其中一个实施例中，在对所述主泵进行点动时，当所述主泵达到其额定转速时即刻停止所述主泵的运行。

在其中一个实施例中，在所述依次点动多台所述主泵，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体全部转移至所述反应堆压力容器后通过充水排气的方式排出的步骤中，将所述一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力以对所述稳压器进行排气。

在其中一个实施例中，所述一回路充水排气的最低压力为2～2.3bar.g。

上述百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，通过采用多台主泵点动完毕后再进行降压排气时，由于每次主泵点动后一回路都进行了大量的补水操作以使一回路再次升压至后续点动主泵所需的压力，所以后续点动主泵时一回路中真正未溶解的气体变得更少了，从而使得各台主泵点动时不会将反应堆压力容器内的气体再次吸入至蒸汽发生器内，对应的多台蒸汽发生器的倒U型管中的气体可以充分聚集在反应堆压力容器的顶部空间后通过充水排气的方式排出，大大缩短核电站一回路排气时间，有效降低主泵的磨损和损坏风险。

附图说明

图1为本发明一实施例中核电站一回路的结构示意图；

图2为本发明一实施例中百万千瓦级核电站一回路排气优化方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1及图2，本发明一实施例中的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其中，核电站一回路包括由主管道依次连通的反应堆压力容器100、稳压器200、多台蒸汽发生器300以及多台主泵400。多台蒸汽发生器300与多台主泵400一一对应。百万千瓦级核电站一回路排气优化方法包括：

S100，对反应堆压力容器100、稳压器200以及蒸汽发生器300相连通形成的回路进行充水排气。

将反应堆压力容器100、稳压器200以及蒸汽发生器300相连通形成的回路进行充水，从而将该回路中的空气通过反应堆压力容器100、稳压器200以及蒸汽发生器300的顶部的排气阀排出，即为一回路的静排气阶段。

S200，依次点动多台主泵400并在多台主泵400点动完毕后再进行降压排气，以将对应的多台蒸汽发生器300的倒U型管中的气体全部转移至反应堆压力容器100后通过充水排气的方式排出。

在对反应堆压力容器100、稳压器200以及蒸汽发生器300相连通形成的回路进行充水排气后，由于此时蒸汽发生器300的倒U型管中仍存留大量气体，因此需要通过点动主泵400以将对应的蒸汽发生器300的倒U型管中的气体转移至反应堆压力容器100后通过充水排气的方式排出，即为一回路的动排气阶段。

首先，根据空气溶解度，在标准大气压以及30℃的温度条件下，一回路在升压至点动主泵400规定的压力时，在一实施例中，该压力可以为25bar.g，蒸汽发生器300内的气体的体积小于此时一回路中的水所能溶解的体积，当主泵400点动时，气体能够与一回路中的水充分混合，蒸汽发生器300内的空气将会被一回路中的水完全溶解。

其次，在不考虑空气完全溶解的情况下，反应堆压力容器100的顶部空间足够大，由于每次主泵400点动后一回路都进行了大量的补水操作以使一回路再次升压至后续点动主泵400规定的压力，所以后续点动主泵400时一回路中真正未溶解的气体变得更少了，从而使得采用多台主泵400点动完毕后再进行降压排气时，各台主泵400点动时不会将反应堆压力容器100内的气体再次吸入至蒸汽发生器300内，对应的多台蒸汽发生器300的倒U型管中的气体可以充分聚集在反应堆压力容器100的顶部空间后通过充水排气的方式排出。

具体在本实施例中，蒸汽发生器300和主泵400均包括三台。三台蒸汽发生器300与三台主泵400一一对应。主泵400的点动次序可以采用第一台、第三台及第二台主泵400或第三台、第一台及第二台主泵400中的任意一种。

由于第一台及第三台蒸汽发生器300的受压气空间小于第二台蒸汽发生器300的受压气空间，因此第二台蒸汽发生器300相对应的第二台主泵400点动时导致的一回路压力下降最大，所以当第一台及第三台主泵400点动以后，一回路进行了大量的补水操作，此时一回路的含气量相对较少，在此之后再去点动第二台主泵400一回路压力下降就没有那么大了，进一步降低主泵400的磨损和损坏风险。

进一步地，在一实施例中，在对主泵400进行点动之前，将一回路的上充流量手动调节至最大值，利用感应出水阀自动调节一回路的下泄流量，以使一回路的压力与点动主泵400规定的压力相适配。

由于一回路中的水为实体，为了避免主泵400点动时一回路的压力降至主泵400运行的安全压力之下，可通过利用进水阀将一回路的上充流量手动调节至最大值，然后利用感应出水阀的自动快速响应功能自动调节一回路的下泄流量，从而使得一回路的压力与点动主泵400规定的压力相适配，避免因手动调节上充流量的误差过大导致一回路的压力与点动主泵400规定的压力不匹配，保证主泵400的安全运行，降低了人为操作误差的风险，提高了一回路的压力的调节效率。

为了避免主泵400点动时，蒸汽发生器300内的空气与一回路中的水混合完全溶解导致一回路压力过度下降，进一步地，在一实施例中，在对主泵400进行点动时，当主泵400达到其额定转速时即刻停止主泵400的运行，更大程度地保证了主泵400的安全运行，降低了人为操作误差的风险，同时缩短了一回路的排气时间。

需要指出的是，静排气(充水排气)是将反应堆压力容器100、稳压器200以及蒸汽发生器300相连通形成的回路充满水稳定一段时间，将反应堆压力容器100、稳压器200以及蒸汽发生器300的顶部的气体排出，由于静排气阶段是在大气压开始进行的一回路充水和较低的相对升压，在一实施例中，一回路充水排气的压力可以为3bar.g，因此，在一回路充满水的情况下，气体溶解相对较少，充水排气操作通过确认反应堆压力容器100及稳压器200的顶部充满水即可，也就是说当反应堆压力容器100及稳压器200顶部的排气阀大量出水即可停止该回路的充水排气操作，静排气阶段无需太长时间，时间过久只会浪费大量的一回路中的水。

进一步地，在一实施例中，在对该回路进行充水排气时，利用反应堆压力容器100水位计上升至满量程作为回路充水排气完毕的判断标准，由于反应堆压力容器100水位计的测量原理是水压差，其反应的是反应堆压力容器100真实水容量，当其上升至满量程时表示反应堆压力容器100已充满即可停止该回路的充水排气操作，最大限度地保证了该回路的充水排气的有效性，同时有效地节约了一回路中的可用水。另一方面，反应堆压力容器100水位计可通过主控室调节控制，降低人为操作误差的风险。

需要注意的是，在一实施例中，核电站一回路还包括与反应堆压力容器100主管道连通的测温旁路500，在S200的步骤中，也就是在一回路的动排气阶段，将反应堆压力容器100的排气作为主要操作，将剩余的稳压器200以及测温旁路500的排气作为辅助操作。

由于一回路的现场管线布置且稳压器200管径相对较小，气体难以进入稳压器200中，主要聚集在反应堆压力容器100中，过去动排气是将反应堆压力容器100、稳压器200以及测温旁路500的排气同步进行，由于各排气点下游管路共用使得各排气点的气体流动相互限制，同时剩余的稳压器200及测温旁路500的空间和气体来源有限，气体的含量极少，因此，这些部件阀门的开启排气导致一回路大量的水排出，不仅浪费大量的一回路中的水，而且导致一回路真正需要排气的位置气体排出受阻。

因此，需要确定一回路整个动排气阶段排气的重要次序，将过去反应堆压力容器100、稳压器200及测温旁路500同时排气操作调整为以反应堆压力容器100的排气作为主要操作，剩余的稳压器200及测温旁路500的排气作为辅助操作，当一回路压力降低到一回路充水排气的允许压力时，即时开启反应堆压力容器100顶部的阀门，剩余的稳压器200及测温旁路500区域的阀门暂不开启，当一回路压力降低到一回路充水排气的最低压力时，再逐一开启剩余的稳压器200及测温旁路500区域的阀门，进一步地提高了一回路排气的有效性，同时有效地节约了一回路中的可用水。

在一实施例中，具体操作如下：主泵400点动后，降低一回路的压力到一回路充水排气的规定压力，在一实施例中，该压力数值可以为4～5bar.g，此时反应堆压力容器100的顶部聚集了大量来自蒸汽发生器300的倒U型管中的气体，并通过将反应堆压力容器100顶部的阀门全开以排出该气体，与此同时，稳压器200及测温旁路500顶部的阀门暂时不开，同时观察反应堆压力容器100水位计的水位变化判断动排气操作的进展，以待反应堆压力容器100水位计上升到满量程不再变化为止结束排气。

然后可通过适当降低一回路的压力，以将溶解于一回路的气体再次析出，当此时反应堆压力容器100水位计的水位将会再次下降，该析出的气体继续从反应堆压力容器100顶部的阀门排出，以待反应堆压力容器100水位计的水位随着气体的排出逐渐上升至满量程不再变化为止结束第二轮排气。

按照此类操作，直至一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力，在一实施例中，该一回路的充水排气的最低压力可以为2～2.3bar.g，此时逐一开启剩余的稳压器200及测温旁路500区域的阀门进行排气操作，当反应堆压力容器100水位计再次上升至满量程时即可关闭一回路的所有阀门结束排气。

可以理解，在一实施例中，核电站一回路具有多个环路。在本实施例中，核电站一回路具有三个环路。在对测温旁路500进行排气时，将一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力，并通过对多个环路进行逐一排气。

由于测温旁路500管线压力高，含气量小，测温旁路500管线的阀门的开启直接会对一回路下游的疏水产生较大的影响，因此，测温旁路500管线的排气可采用如下方式进行：首先选择一回路充水排气的最低压力进行，需要指出的是，一回路充水排气的最低压力的数值可以通过一回路压力表的标高和稳压器200的最高排气点的高度水平计算得到。

然后将三个环路进行逐一排气，同时将每个环路的阀门开度维持在预设水平，持续一段时间(5～10分钟)即可，然后按照此类要求依次进行下一个环路的排气操作。

在一实施例中，在S200的步骤中，也就是在一回路的动排气阶段，将一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力以对稳压器200进行排气。由于稳压器200中气体的含量较少，如果在静排气阶段没有将稳压器200顶部的阀门保持微开，同样也可以在动排气阶段将一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力时完成对稳压器200顶部气体的排出。如此设置，可使整个一回路排气操作通过主控室调节控制为主，现场调节控制为辅，进一步降低人为操作误差的风险，同时缩短了一回路的排气时间。

需要指出的是，将稳压器200顶部的阀门保持微开的目的是在不影响反应堆压力容器100排气效率的同时还可观察一回路在低压区依然为正压水平。在一实施例中，可以通过观察一回路下游的玻璃视窗大量出水作为稳压器200排气完毕的标准。

在一实施例中，上述百万千瓦级核电站一回路排气优化方法还可包括：

S300，同时点动多台主泵400后再进行降压排气，以将对应的多台蒸汽发生器300的倒U型管中的气体转移至反应堆压力容器100后通过充水排气的方式排出。

在对一回路进行动排气操作以后，当一回路含气量相对偏大时，不利于一回路机组的运行，因为点动主泵400后，气体溶解于一回路的水中，其中一部分气体在一回路降压析出后仍然聚集在蒸汽发生器300的倒U型管中，从而无法转移至反应堆压力容器100通过充水排气的方式排出。由此，可通过再次同时点动多台主泵400后再进行降压排气，从而将残留在蒸汽发生器300的倒U型管中的气体转移至反应堆压力容器100后通过充水排气的方式排出，进一步地提高一回路的排气效果，确保一回路的含气量在预设标准范围内。

上述百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，通过采用多台主泵400点动完毕后再进行降压排气时，由于每次主泵400点动后一回路都进行了大量的补水操作以使一回路再次升压至后续点动主泵400所需的压力，所以后续点动主泵400时一回路中真正未溶解的气体变得更少了，从而使得各台主泵400点动时不会将反应堆压力容器100内的气体再次吸入至蒸汽发生器300内，对应的多台蒸汽发生器300的倒U型管中的气体可以充分聚集在反应堆压力容器100的顶部空间后通过充水排气的方式排出，大大缩短核电站一回路排气时间，有效降低主泵400的磨损和损坏风险。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，所述核电站一回路包括由主管道依次连通的反应堆压力容器、稳压器、多台蒸汽发生器以及多台主泵，多台所述蒸汽发生器与多台所述主泵一一对应，其特征在于，所述方法包括：

对所述反应堆压力容器、所述稳压器以及所述蒸汽发生器相连通形成的回路进行充水排气；及

依次点动多台所述主泵并在多台所述主泵点动完毕后再进行降压排气，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至所述反应堆压力容器后通过所述充水排气的方式排出。

2.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，所述依次点动多台所述主泵并在多台所述主泵点动完毕后再进行降压排气，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至所述反应堆压力容器后通过所述充水排气的方式排出的步骤之后还包括：

同时点动多台所述主泵后再进行降压排气，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体转移至所述反应堆压力容器后通过所述充水排气的方式排出。

3.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，所述蒸汽发生器和所述主泵均包括三台，所述主泵的点动次序采用第一台、第三台及第二台所述主泵或第三台、第一台及第二台所述主泵中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，在对所述主泵进行点动之前，将所述一回路的上充流量手动调节至最大值，并通过感应出水阀自动调节所述一回路的下泄流量，以使所述一回路的压力与点动所述主泵规定的压力相适配。

5.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，在对所述回路进行充水排气时，利用反应堆压力容器水位计上升至满量程作为所述回路充水排气完毕的判断标准。

6.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，所述核电站一回路还包括与所述反应堆压力容器主管道连通的测温旁路，在所述依次点动多台所述主泵，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体全部转移至所述反应堆压力容器后通过充水排气的方式排出的步骤中，将所述反应堆压力容器的排气作为主要操作，将剩余的所述稳压器以及所述测温旁路的排气作为辅助操作。

7.根据权利要求6所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，所述核电站一回路具有多个环路，在对所述测温旁路进行排气时，将所述一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力，并通过对多个所述环路进行逐一排气。

8.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，在对所述主泵进行点动时，当所述主泵达到其额定转速时即刻停止所述主泵的运行。

9.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，在所述依次点动多台所述主泵，以将对应的多台所述蒸汽发生器的倒U型管中的气体全部转移至所述反应堆压力容器后通过充水排气的方式排出的步骤中，将所述一回路的压力降低至一回路充水排气的最低压力以对所述稳压器进行排气。

10.根据权利要求1所述的百万千瓦级核电站一回路排气优化方法，其特征在于，所述一回路充水排气的最低压力为2～2.3bar.g。