CN110010254A - 一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统和方法,该系统包括蒸发器蒸发段、汽水分离器、汽水分离器储水箱、蒸发器过热段、压力扩容器、高压加热器汽侧、除氧器、机组排水槽;其中蒸发器蒸发段出口连接汽水分离器,汽水分离器的蒸汽进入蒸发器过热段,汽水分离器的水进入分离器水箱,分离器水箱中的水通过压力扩容器回收到除氧器,扩容产生的蒸汽回收到高压加热器的汽侧。该方法在蒸发器蒸发段和过热段之间设置不用切除的汽水分离器,能够分离运行中蒸发段的水,使其不进入过热段,提高了蒸发器、汽轮机的安全性,也使得三回路的压力、流量、温度比较平稳,提高了钠冷快堆核电站运行的安全性和稳定性。

Description

一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统和方法
技术领域
本发明属于核电技术领域,具体涉及一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统和方法。
背景技术
目前钠冷快堆三回路在启动阶段,蒸发器蒸发段产生的汽水混合物在启动扩容器中分离,汽进入高压辅助蒸汽联箱,水进入除氧器。当蒸发器蒸发段出口为单相蒸汽后,切除启动扩容器,蒸汽进入到蒸发器过热段。
这种方法主要存在以下不足:
(1)启动初期,蒸发器过热段没有蒸汽冷却,处于“干烧”状态,不利于蒸发器的安全;
(2)在蒸汽由启动扩容器切换至蒸发器过热段时,蒸汽温度与蒸发器过热段管壁温度存在温差,容易产生热冲击,不利于蒸发器的安全;
(3)在正常运行中,启动扩容器处于切除状态,蒸发器蒸发段中的水无法分离会直接进入过热段,引起主蒸汽温度大福波动,不利于汽轮机安全运行;
(4)在正常运行中,启动扩容器处于切除状态,蒸发器蒸发段中的水无法分离会直接进入过热段,对蒸发器过热段产生热冲击,不利于蒸发器的安全;
(5)在正常运行中,启动扩容器处于切除状态,蒸发器蒸发段中的水无法分离会直接进入过热段,进入过热段的水会对过热段的蒸汽进行冷却,使其凝结,引起蒸发器压力波动,蒸发器给水压力、流量会进一步波动,使得三回路很难稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于针对目前钠冷快堆核电机组三回路启动系统存在的问题,提供了一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统和方法。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案来实现的:
一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统,包括蒸发器蒸发段、汽水分离器、汽水分离器储水箱和蒸发器过热段;其中,
蒸发器蒸发段的出口汽水分离器的入口,汽水分离器的第一出口连通至蒸发器过热段的入口,汽水分离器的第二出口连通至汽水分离器储水箱的入口。
本发明进一步的改进在于,还包括汽水分离器储水箱水位控制阀、大气排放阀、压力扩容器、压力扩容器压力调节阀和高压加热器汽侧;其中,
汽水分离器储水箱的出口通过汽水分离器储水箱水位控制阀连通至压力扩容器的入口,压力扩容器的第一出口连通至大气排放阀的入口,压力扩容器的第二出口通过压力扩容器压力调节阀连通至高压加热器汽侧的入口。
本发明进一步的改进在于,还包括压力扩容器第二水位调节阀、高压加热器水位调节阀、除氧器、机组排水槽和压力扩容器第一水位调节阀;其中,
压力扩容器的第三出口通过压力扩容器第一水位调节阀连通至除氧器的第二入口,压力扩容器的第四出口通过压力扩容器第二水位调节阀连通至机组排水槽的入口,高压加热器汽侧的出口通过高压加热器水位调节阀连通至在除氧器的第一入口。
一种钠冷快堆三回路汽水分离的方法,该方法基于上述一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统,包括以下步骤:
1)蒸发器蒸发段在运行中产生的汽水混合物,通过汽水分离器后被分离成蒸汽和水,蒸汽进入蒸发器过热段,水进入汽水分离器储水箱;
2)汽水分离器储水箱的水位由汽水分离器储水箱水位控制阀控制,汽水分离器储水箱的水通过汽水分离器储水箱水位控制阀进入压力扩容器;
3)压力扩容器的压力由压力扩容器压力调节阀来控制,控制压力扩容器的压力高于除氧器的压力,以便压力扩容器中的汽能进入到高压加热器汽侧,水能进入到除氧器,大气排放阀在压力扩容器的压力升高到其设计保护动作值时开启,保护压力扩容器的安全;
4)压力扩容器第一水位调节阀和压力扩容器第二水位调节阀来控制压力扩容器水位,当压力扩容器中的水质不合格时,当压力扩容器中的水通过压力扩容器第二水位调节阀排入机组排水槽,当压力扩容器中的水质合格时,当压力扩容器中的水通过压力扩容器第一水位调节阀排入除氧器;
5)高压加热器汽侧的疏水通过高压加热器水位调节阀排至除氧器。
与现有技术相比,本发明具有如下的优点:
本发明提供的一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统。该系统与目前通常使用的系统比起来有以下几方面明显的优点:
系统简单。a系统中高压阀门使用量减少;b启动系统投入和切除自动完成,系统运行操作和维护工作量少;c采用非能动的方法回收了蒸发段的疏水。d启动疏水利用压力扩容器扩容降压,扩容降压后产生的饱和水和饱和蒸汽自身也有一定的压力,利用该压力可以将水和蒸汽分别回收,不需要额外的动力,不需要额外消耗能量,有节能的功效;e回收过程中不需要额外的降温措施,启动疏水的能量没有损失,有降耗的功效;f没有向周围环境扩散蒸汽,有节水、降耗、减少污染的功效;
本发明提供的一种钠冷快堆三回路汽水分离的方法,有如下优点:
(1)启动初期,蒸发器过热段一直有蒸汽冷却,有利于蒸发器的安全;(2)不存在切换过程中的热冲击,有利于蒸发器的安全;(3)在正常运行中,启动扩容器处于随时使用状态,蒸发器蒸发段中的水会被分离进入储水箱,水不会进入过热段,有利于汽轮机安全运行;(4)在正常运行中,蒸发器给水压力、流量相对稳定。
附图说明
图1为本发明一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统的结构框图。
附图标记说明:
1为蒸发器蒸发段,2为汽水分离器,3为汽水分离器储水箱,4为蒸发器过热段,5为汽水分离器储水箱水位控制阀,6为大气排放阀,7为压力扩容器,8为压力扩容器压力调节阀,9为高压加热器汽侧,10为压力扩容器第二水位调节阀,11为高压加热器水位调节阀,12为除氧器,13为机组排水槽,14为压力扩容器第一水位调节阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
如图1所示,本发明提供的一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统,包括蒸发器蒸发段1、汽水分离器2、汽水分离器储水箱3、蒸发器过热段4、汽水分离器储水箱水位控制阀5、大气排放阀6、压力扩容器7、压力扩容器压力调节阀8、高压加热器汽侧9、压力扩容器第二水位调节阀10、高压加热器水位调节阀11、除氧器12、机组排水槽13和压力扩容器第一水位调节阀14;其中,蒸发器蒸发段1的出口汽水分离器2的入口,汽水分离器2的第一出口连通至蒸发器过热段4的入口,汽水分离器2的第二出口连通至汽水分离器储水箱3的入口;汽水分离器储水箱3的出口通过汽水分离器储水箱水位控制阀5连通至压力扩容器7的入口,压力扩容器7的第一出口连通至大气排放阀6的入口,压力扩容器7的第二出口通过压力扩容器压力调节阀8连通至高压加热器汽侧9的入口;压力扩容器7的第三出口通过压力扩容器第一水位调节阀14连通至除氧器12的第二入口,压力扩容器7的第四出口通过压力扩容器第二水位调节阀10连通至机组排水槽13的入口,高压加热器汽侧9的出口通过高压加热器水位调节阀11连通至在除氧器12的第一入口。
本发明提供的一种钠冷快堆三回路汽水分离的方法,包括以下步骤:
1)蒸发器蒸发段1在运行中产生的汽水混合物,通过汽水分离器2后被分离成蒸汽和水,蒸汽进入蒸发器过热段4,水进入汽水分离器储水箱3;
2)汽水分离器储水箱3的水位由汽水分离器储水箱水位控制阀5控制,汽水分离器储水箱3的水通过汽水分离器储水箱水位控制阀5进入压力扩容器7;
3)压力扩容器7的压力由压力扩容器压力调节阀8来控制,控制压力扩容器7的压力高于除氧器12的压力,以便压力扩容器7中的汽能进入到高压加热器汽侧9,水能进入到除氧器12,大气排放阀6在压力扩容器7的压力升高到其设计保护动作值时开启,保护压力扩容器的安全;
4)压力扩容器第一水位调节阀14和压力扩容器第二水位调节阀10来控制压力扩容器水位,当压力扩容器7中的水质不合格时,当压力扩容器7中的水通过压力扩容器第二水位调节阀10排入机组排水槽13,当压力扩容器7中的水质合格时,当压力扩容器7中的水通过压力扩容器第一水位调节阀14排入除氧器12;
5)高压加热器汽侧9的疏水通过高压加热器水位调节阀11排至除氧器12。
该方法具有如下优点:
(1)启动初期,蒸发器过热段一直有蒸汽冷却,有利于蒸发器的安全;(2)不存在切换过程中的热冲击,有利于蒸发器的安全;(3)在正常运行中,启动扩容器处于随时使用状态,蒸发器蒸发段中的水会被分离进入储水箱,水不会进入过热段,有利于汽轮机安全运行;(4)在正常运行中,蒸发器给水压力、流量相对稳定。

Claims (4)

1.一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统,其特征在于,包括蒸发器蒸发段(1)、汽水分离器(2)、汽水分离器储水箱(3)和蒸发器过热段(4);其中,
蒸发器蒸发段(1)的出口汽水分离器(2)的入口,汽水分离器(2)的第一出口连通至蒸发器过热段(4)的入口,汽水分离器(2)的第二出口连通至汽水分离器储水箱(3)的入口。
2.根据权利要求1所述的一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统,其特征在于,还包括汽水分离器储水箱水位控制阀(5)、大气排放阀(6)、压力扩容器(7)、压力扩容器压力调节阀(8)和高压加热器汽侧(9);其中,
汽水分离器储水箱(3)的出口通过汽水分离器储水箱水位控制阀(5)连通至压力扩容器(7)的入口,压力扩容器(7)的第一出口连通至大气排放阀(6)的入口,压力扩容器(7)的第二出口通过压力扩容器压力调节阀(8)连通至高压加热器汽侧(9)的入口。
3.根据权利要求2所述的一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统,其特征在于,还包括压力扩容器第二水位调节阀(10)、高压加热器水位调节阀(11)、除氧器(12)、机组排水槽(13)和压力扩容器第一水位调节阀(14);其中,
压力扩容器(7)的第三出口通过压力扩容器第一水位调节阀(14)连通至除氧器(12)的第二入口,压力扩容器(7)的第四出口通过压力扩容器第二水位调节阀(10)连通至机组排水槽(13)的入口,高压加热器汽侧(9)的出口通过高压加热器水位调节阀(11)连通至在除氧器(12)的第一入口。
4.一种钠冷快堆三回路汽水分离的方法,其特征在于,该方法基于权利要求3所述的一种钠冷快堆三回路汽水分离的系统,包括以下步骤:
1)蒸发器蒸发段(1)在运行中产生的汽水混合物,通过汽水分离器(2)后被分离成蒸汽和水,蒸汽进入蒸发器过热段(4),水进入汽水分离器储水箱(3);
2)汽水分离器储水箱(3)的水位由汽水分离器储水箱水位控制阀(5)控制,汽水分离器储水箱(3)的水通过汽水分离器储水箱水位控制阀(5)进入压力扩容器(7);
3)压力扩容器(7)的压力由压力扩容器压力调节阀(8)来控制,控制压力扩容器(7)的压力高于除氧器(12)的压力,以便压力扩容器(7)中的汽能进入到高压加热器汽侧(9),水能进入到除氧器(12),大气排放阀(6)在压力扩容器(7)的压力升高到其设计保护动作值时开启,保护压力扩容器的安全;
4)压力扩容器第一水位调节阀(14)和压力扩容器第二水位调节阀(10)来控制压力扩容器水位,当压力扩容器(7)中的水质不合格时,当压力扩容器(7)中的水通过压力扩容器第二水位调节阀(10)排入机组排水槽(13),当压力扩容器(7)中的水质合格时,当压力扩容器(7)中的水通过压力扩容器第一水位调节阀(14)排入除氧器(12);
5)高压加热器汽侧(9)的疏水通过高压加热器水位调节阀(11)排至除氧器(12)。
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