CN108278590A - 一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法,该系统包括蒸发器、蒸发器出口阀门组、汽水分离器、蒸发器入口阀门组、旁路阀门组、高压加热器、辅汽联箱、凝汽器、给水泵和除氧器。该方法包括以下步骤:1)将辅汽联箱中的蒸汽通入高压加热器汽侧、除氧器中来提高蒸发器入口给水温度;2)用给水泵调整蒸发器入口给水压力,用蒸发器入口调门控制蒸发器注水流量,进一步控制蒸发器温降速度,用蒸发器出口调门控制蒸发器压力;3)蒸发器出口工质排入汽水分离器中;4)用旁路调节阀和进入到汽水分离器中的辅汽来控制汽水分离器压力;5)将汽水分离器中的水回收至除氧器,建立起二回路水循环,来冷却蒸发器。
Description
技术领域
本发明属于核电技术领域,具体涉及一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法。
背景技术
目前建造的高温气冷堆核电站,紧急停堆后,高压加热器、低压加热器丧失了加热汽源,蒸发器入口温度与给水温度相差很大,无法给蒸发器供水,机组如果在短时间内无法再次启动,就需要长时间(目前设计为170小时)冷却后方可再次启动。目前设计的利用辅助蒸汽小流量冷却的方式存在下面几个问题:
(1)正常运行中蒸发器管内压力14Mpa,管外压力7Mpa,高温下蒸发器泄压至常压,蒸发器管内压力0.1Mpa,管外压力7Mpa(或许低一点),偏离蒸发器正常运行承压;
(2)蒸发器正常运行中入口205℃,出口570℃,从入口到出口存在过冷段、蒸发段、过热段,在热态情况,蒸发器内水被排空后,在管道热传导及管外氦气加热的情况下,蒸发器入口会升温至超过其正常运行温度;
(3)蒸发器内部为常压后,将188℃、1.1Mpa的蒸汽通入,蒸汽很快到达蒸发器出口,蒸发器出口温度为570℃,会对蒸发器出口管板产生热冲击;
(4)小流量冷却完成后,停止通入低温蒸汽,由于管外氦气温度依旧很高,蒸发器管壁温度很快会重新升高;
(5)将105℃的水以36kg/s通入蒸发器循环,蒸发器冷却速度太快;
(6)从反应堆紧急停堆到建立起蒸发器二回路给水循环最少需要20个小时;
(7)机组在冷却过程中电锅炉需要一直大负荷投入使用,耗电量大。
发明内容
本发明的目的在于针对目前机组系统的不足,提供了一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法。
本发明采用如下技术方案来实现的:
一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,包括汽水分离器、高压加热器、辅汽联箱和除氧器;其中,
辅汽联箱有三个出口,第一出口接在汽水分离器的第一入口,第二出口接在高压加热器的第一入口,第三出口接在除氧器的第一入口。
本发明进一步的改进在于,还包括旁路阀门组;其中,
汽水分离器有两个出口,第一出口接在旁路阀门组的入口,第二出口接在除氧器的第二入口。
本发明进一步的改进在于,还包括蒸发器、蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组、凝汽器和给水泵;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的第二入口,高压加热器的出口接在蒸发器入口阀门组的入口,蒸发器入口阀门组的出口接在蒸发器的入口,蒸发器的出口接在蒸发器出口阀门组的入口,蒸发器出口阀门组的出口接在汽水分离器的第二入口,旁路阀门组的出口接在凝汽器的入口。
本发明进一步的改进在于,蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组和旁路阀门组均由截止阀和调节阀组成。
本发明进一步的改进在于,高压加热器的第一入口为高压加热器的汽侧入口,高压加热器的第二入口及出口为高压加热器的水侧入口和出口。
一种高温气冷堆核电站停堆冷却的方法,该方法基于上述一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,包括以下步骤:
1)反应堆紧急停堆后,蒸发器出口阀门组和蒸发器入口阀门组的截止门全部关闭;
2)当确认反应堆可以实施停堆冷却后,将辅汽联箱中的蒸汽通入高压加热器汽侧和除氧器中,加热蒸发器的给水,当高压加热器出口给水温度与蒸发器入口给水温度相差小于20℃后,关闭蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组的调节门,打开蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组的截止门;
3)调整给水泵出口压力高于蒸发器入口压力1.0Mpa,微开蒸发器入口阀门组中的调节阀,向蒸发器注水,注水速度不高于0.3kg/s,注水过程中,用蒸发器出口阀门组中的调节阀控制蒸发器压力维持恒定,注水过程中关注蒸发器出口管板温度变化,调整注水速度,使得蒸发器出口管板温度下降速率为1.9℃/min,当蒸发器出口温度达到330℃,蒸发器注水完成;
4)在执行步骤3)的过程中,从蒸发器出口阀门组中流出水、汽进入到汽水分离器中,当汽水分离器的水位达到其正常水位后,将辅汽联箱中的蒸汽通入到汽水分离器中,调整进入到汽水分离器的蒸汽量、进入到除氧器的蒸汽量及旁路阀门组中的调节阀,使得汽水分离器的压力比除氧器的压力高0.3Mpa以上,将汽水分离器中的水压至除氧器中,建立蒸发器的连续循环冷却,直至蒸发器冷却至所需温度。
本发明具有如下的优点:
本发明提供的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法,具有以下几方面明显的优点:
1)系统简单,仅需要对原有系统做少量改造便可实现;
2)易于操作,冷却过程中,仅需要控制蒸发器入口给水和蒸发器压力即可;
3)更加安全,整个冷却过程中,蒸发器的压力没有太大变化,对蒸发器更安全;
4)冷却效果好,冷却过程蒸发器温度变化平缓、均匀、可控;
5)节能,在冷却过程中,回收了蒸发器排出的蒸汽和水,电锅炉仅需提供少量蒸汽或者不需要电锅炉运行;
6)节约时间,在4个小时内可以建立起蒸发器二回路的水循环。
附图说明
图1为本发明一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统的结构框图。
图中:1-蒸发器,2-蒸发器出口阀门组,3-汽水分离器,4-蒸发器入口阀门组,5-旁路阀门组,6-高压加热器,7-辅汽联箱,8-凝汽器,9-给水泵,10-除氧器。
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,本发明提供的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,包括蒸发器1、蒸发器出口阀门组2、汽水分离器3、蒸发器入口阀门组4、旁路阀门组5、高压加热器6、辅汽联箱7、凝汽器8、给水泵9和除氧器10。
辅汽联箱7有三个出口,第一出口接在汽水分离器3的第一入口,第二出口接在高压加热器6的第一入口,第三出口接在除氧器10的第一入口;汽水分离器3有两个出口,第一出口接在旁路阀门组5的入口,第二出口接在除氧器10的第二入口;除氧器10的出口接在给水泵9的入口,给水泵9的出口接在高压加热器6的第二入口,高压加热器6的出口接在蒸发器入口阀门组4的入口,蒸发器入口阀门组4的出口接在蒸发器1的入口,蒸发器1的出口接在蒸发器出口阀门组2的入口,蒸发器出口阀门组2的出口接在汽水分离器3的第二入口,旁路阀门组5的出口接在凝汽器8的入口。
其中,蒸发器出口阀门组2、蒸发器入口阀门组4和旁路阀门组5均由截止阀和调节阀组成;高压加热器6的第一入口为高压加热器6的汽侧入口,高压加热器6的第二入口及出口为高压加热器6的水侧入口和出口。
本发明提供的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的方法,包括以下步骤:
1)反应堆紧急停堆后,蒸发器出口阀门组2和蒸发器入口阀门组4的截止门全部关闭;
2)当确认反应堆可以实施停堆冷却后,将辅汽联箱7中的蒸汽通入高压加热器6汽侧和除氧器10中,加热蒸发器1的给水,当高压加热器6出口给水温度与蒸发器1入口给水温度相差小于20℃后,关闭蒸发器出口阀门组2、蒸发器入口阀门组4的调节门,打开蒸发器出口阀门组2、蒸发器入口阀门组4的截止门;
3)调整给水泵9出口压力高于蒸发器1入口压力1.0Mpa,微开蒸发器入口阀门组4中的调节阀,向蒸发器1注水,注水速度不高于0.3kg/s,注水过程中,用蒸发器出口阀门组2中的调节阀控制蒸发器压力维持恒定,注水过程中关注蒸发器出口管板温度变化,调整注水速度,使得蒸发器出口管板温度下降速率为1.9℃/min,当蒸发器出口温度达到330℃,蒸发器注水完成;
4)在执行步骤3的过程中,从蒸发器出口阀门组2中流出水、汽进入到汽水分离器3中,当汽水分离器3的水位达到其正常水位后,将辅汽联箱7中的蒸汽通入到汽水分离器3中,调整进入到汽水分离器3的蒸汽量、进入到除氧器10的蒸汽量及旁路阀门组5中的调节阀,使得汽水分离器3的压力比除氧器10的压力高0.3Mpa以上,将汽水分离器3中的水压至除氧器10中,建立蒸发器1的连续循环冷却,直至蒸发器冷却至所需温度。
Claims (6)
1.一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,其特征在于,包括汽水分离器(3)、高压加热器(6)、辅汽联箱(7)和除氧器(10);其中,
辅汽联箱(7)有三个出口,第一出口接在汽水分离器(3)的第一入口,第二出口接在高压加热器(6)的第一入口,第三出口接在除氧器(10)的第一入口。
2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,其特征还在于,还包括旁路阀门组(5);其中,
汽水分离器(3)有两个出口,第一出口接在旁路阀门组(5)的入口,第二出口接在除氧器(10)的第二入口。
3.根据权利要求2所述的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,其特征在于,还包括蒸发器(1)、蒸发器出口阀门组(2)、蒸发器入口阀门组(4)、凝汽器(8)和给水泵(9);其中,
除氧器(10)的出口接在给水泵(9)的入口,给水泵(9)的出口接在高压加热器(6)的第二入口,高压加热器(6)的出口接在蒸发器入口阀门组(4)的入口,蒸发器入口阀门组(4)的出口接在蒸发器(1)的入口,蒸发器(1)的出口接在蒸发器出口阀门组(2)的入口,蒸发器出口阀门组(2)的出口接在汽水分离器(3)的第二入口,旁路阀门组(5)的出口接在凝汽器(8)的入口。
4.根据权利要求3所述的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,其特征在于,蒸发器出口阀门组(2)、蒸发器入口阀门组(4)和旁路阀门组(5)均由截止阀和调节阀组成。
5.根据权利要求3所述的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,其特征在于,高压加热器(6)的第一入口为高压加热器(6)的汽侧入口,高压加热器(6)的第二入口及出口为高压加热器(6)的水侧入口和出口。
6.一种高温气冷堆核电站停堆冷却的方法,其特征在于,该方法基于权利要求5所述的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,包括以下步骤:
1)反应堆紧急停堆后,蒸发器出口阀门组(2)和蒸发器入口阀门组(4)的截止门全部关闭;
2)当确认反应堆可以实施停堆冷却后,将辅汽联箱(7)中的蒸汽通入高压加热器(6)汽侧和除氧器(10)中,加热蒸发器(1)的给水,当高压加热器(6)出口给水温度与蒸发器(1)入口给水温度相差小于20℃后,关闭蒸发器出口阀门组(2)、蒸发器入口阀门组(4)的调节门,打开蒸发器出口阀门组(2)、蒸发器入口阀门组(4)的截止门;
3)调整给水泵(9)出口压力高于蒸发器(1)入口压力1.0Mpa,微开蒸发器入口阀门组(4)中的调节阀,向蒸发器(1)注水,注水速度不高于0.3kg/s,注水过程中,用蒸发器出口阀门组(2)中的调节阀控制蒸发器压力维持恒定,注水过程中关注蒸发器出口管板温度变化,调整注水速度,使得蒸发器出口管板温度下降速率为1.9℃/min,当蒸发器出口温度达到330℃,蒸发器注水完成;
4)在执行步骤3)的过程中,从蒸发器出口阀门组(2)中流出水、汽进入到汽水分离器(3)中,当汽水分离器(3)的水位达到其正常水位后,将辅汽联箱(7)中的蒸汽通入到汽水分离器(3)中,调整进入到汽水分离器(3)的蒸汽量、进入到除氧器(10)的蒸汽量及旁路阀门组(5)中的调节阀,使得汽水分离器(3)的压力比除氧器(10)的压力高0.3Mpa以上,将汽水分离器(3)中的水压至除氧器(10)中,建立蒸发器(1)的连续循环冷却,直至蒸发器冷却至所需温度。
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