CN112768101A - 一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统和方法 - Google Patents

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韩传高
余俨
张瑞祥
刘俊峰
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刘峰
常重喜
陈光建
叶林
于德
陈立强
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Abstract

本发明公开了一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统和方法，该系统包括第一阀门组、蒸汽发生器、反应堆和汽水分离器；第一阀门组的出口接在蒸汽发生器的第一入口，蒸汽发生器的第一出口接在汽水分离器的入口，反应堆的出口接在蒸汽发生器的第二入口，蒸汽发生器的第二出口接在反应堆的入口。该方法在启动阶段，蒸发器循环水量与反应堆负荷相匹配，在初期不需要投入太多的蒸汽加热，电锅炉耗电量较少；机组在启动过程中耗水量、耗热量相对较小；机组在启动过程中给水压力、流量、温度与机组负荷相匹配，控制容易，蒸汽温度、压力变化平缓，有利于机组运行的安全性和稳定性。

Description

一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统和方法
技术领域
本发明属于核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统和方法。
背景技术
目前建造的高温气冷堆核电机组，在机组启动初期就需保持蒸发器14MPa左右的压力，要在二回路建立36kg/s的循环流量，机组在启动及运行过程中一直保持14Mpa的定压运行。
目前设计存在下面几个问题：
(1)机组在启动阶段，蒸发器给水只能靠电锅炉给除氧器供汽来加热，由于循环水量大，电锅炉耗电严重，经济性很差；
(2)机组在启动过程中耗水量、耗热量大；
(3)机组在启动过程中给水压力、流量控制难度大，容易引起蒸汽温度剧烈变化，影响到机组运行的安全性和稳定性。
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机组滑压启动的系统和方法。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，包括第一阀门组、蒸汽发生器、反应堆和汽水分离器；第一阀门组的出口接在蒸汽发生器的第一入口，蒸汽发生器的第一出口接在汽水分离器的入口，反应堆的出口接在蒸汽发生器的第二入口，蒸汽发生器的第二出口接在反应堆的入口。
本发明进一步的改进在于，第一阀门组由调节阀和截止阀组成，调节阀用来控制蒸汽发生器的给水流量的大小。
本发明进一步的改进在于，反应堆通过冷却剂将反应堆所产生的热量传递给蒸汽发生器传热管内的水及蒸汽。
本发明进一步的改进在于，还包括凝汽器和汽轮机；其中，汽水分离器的第一出口分成两股，第一股接在汽轮机的入口，汽轮机的出口接在凝汽器的第一入口，汽水分离器的第二出口接在凝汽器的第三入口。
本发明进一步的改进在于，还包括第二阀门组，汽水分离器的第二出口接在第二阀门组的入口，第二阀门组的出口接在凝汽器的第三入口。
本发明进一步的改进在于，还包括旁路调节阀，汽水分离器的第一出口的第二股接在汽轮机旁路阀门组的入口，汽轮机旁路阀门组的出口接在凝汽器的第二入口。
一种高温气冷堆核电机组滑压启动的方法，该方法基于所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，包括以下步骤：
1)在核电机组启动初期，通过第一阀门组的调节阀控制向蒸汽发生器注水，注入到蒸汽发生器的水通过蒸汽发生器的第一出口进入到汽水分离器中；
2)当蒸汽发生器注满水、汽水分离器水位可见后，通过第二阀门组的调节阀控制汽水分离器的排水，维持汽水分离器正常水位；
3)提高反应堆功率，反应堆冷却剂温度提高，反应堆冷却剂通过蒸汽发生器将热量传给蒸汽发生器管内的水；
4)随着反应堆功率的进一步提高，蒸汽发生器第一出口产生蒸汽，汽水混合物在汽水分离器内分离，水通过第二阀门组排入凝汽器，汽通过汽轮机旁路阀门组进入凝汽器；
5)通过控制汽轮机旁路阀门组控制蒸汽发生器管侧和汽水分离器内的压力，随着压力的缓慢升高，汽水分离器内蒸汽温度也随着上升，通过控制汽水分离器压力，使得汽水分离器内蒸汽温度上升速率不超过10℃/h；
6)随着反应堆功率的进一步提高，蒸汽发生器第一出口产生蒸汽增多，水量减少，直至全部变为蒸汽；
7)当蒸汽发生器产生的蒸汽满足汽轮机冲转需求后，蒸汽进入汽轮机，汽轮机带负荷运行，逐步关小汽轮机旁路阀门组直至全关。
本发明进一步的改进在于，蒸汽发生器出口蒸汽压力随着反应堆功率的上升而上升，汽轮机的负荷随着反应堆功率的变化而同步调节，机组滑压运行，直至主汽压、主汽温达到额定值。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明提供的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统和方法，具有以下几方面明显的优点：
(1)机组在启动阶段，蒸发器循环水量与反应堆负荷相匹配，在初期不需要投入太多的蒸汽加热，电锅炉耗电量较少；
(2)机组在启动过程中耗水量、耗热量相对较小；
(3)机组在启动过程中给水压力、流量、温度与机组负荷相匹配，控制容易，蒸汽温度、压力变化平缓，有利于机组运行的安全性和稳定性。
附图说明
图1为本发明一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统的结构框图。
附图标记说明：
1、第一阀门组，2、蒸汽发生器，3、反应堆，4、汽水分离器，5、第二阀门组，6、凝汽器，7、汽轮机，8、旁路调节阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做出进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，包括第一阀门组1、蒸汽发生器2、反应堆3、汽水分离器4、第二阀门组5、凝汽器6、汽轮机7和旁路调节阀8。第一阀门组1的出口接在蒸汽发生器2的第一入口，蒸汽发生器2的第一出口接在汽水分离器4的入口，反应堆3的出口接在蒸汽发生器2的第二入口，蒸汽发生器2的第二出口接在反应堆3的入口。汽水分离器4的第一出口分成两股，第一股接在汽轮机7的入口，第二股接在汽轮机旁路阀门组8的入口，汽轮机旁路阀门组8的出口接在凝汽器6的第二入口，汽轮机7的出口接在凝汽器6的第一入口，汽水分离器4的第二出口接在第二阀门组5的入口，第二阀门组5的出口接在凝汽器6的第三入口。
优选地，第一阀门组1由调节阀和截止阀组成，调节阀用来控制蒸汽发生器2的给水流量的大小。
优选地，反应堆3通过冷却剂将反应堆3所产生的热量传递给蒸汽发生器2传热管内的水及蒸汽。
本发明提供的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的方法，包括以下步骤：
1)在核电机组启动初期，通过第一阀门组1的调节阀控制向蒸汽发生器2注水，注入到蒸汽发生器2的水通过蒸汽发生器2的第一出口进入到汽水分离器4中；
2)当蒸汽发生器2注满水、汽水分离器4水位可见后，通过第二阀门组5的调节阀控制汽水分离器4的排水，维持汽水分离器4正常水位；
3)提高反应堆3功率，反应堆3冷却剂温度提高，反应堆3冷却剂通过蒸汽发生器2将热量传给蒸汽发生器2管内的水；
4)随着反应堆3功率的进一步提高，蒸汽发生器2第一出口产生蒸汽，汽水混合物在汽水分离器4内分离，水通过第二阀门组5排入凝汽器6，汽通过汽轮机旁路阀门组8进入凝汽器6；
5)通过控制汽轮机旁路阀门组8控制蒸汽发生器2管侧和汽水分离器4内的压力，随着压力的缓慢升高，汽水分离器4内蒸汽温度也随着上升，通过控制汽水分离器压力，使得汽水分离器内蒸汽温度上升速率不超过10℃/h；
6)随着反应堆3功率的进一步提高，蒸汽发生器2第一出口产生蒸汽增多，水量减少，直至全部变为蒸汽；
7)当蒸汽发生器2产生的蒸汽满足汽轮机7冲转需求后，蒸汽进入汽轮机7，汽轮机7带负荷运行，逐步关小汽轮机旁路阀门组8直至全关。
此外，蒸汽发生器2出口蒸汽压力随着反应堆3功率的上升而上升，汽轮机7的负荷随着反应堆3功率的变化而同步调节，机组滑压运行，直至主汽压、主汽温达到额定值。

Claims (8)

1.一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，其特征在于，包括第一阀门组(1)、蒸汽发生器(2)、反应堆(3)和汽水分离器(4)；第一阀门组(1)的出口接在蒸汽发生器(2)的第一入口，蒸汽发生器(2)的第一出口接在汽水分离器(4)的入口，反应堆(3)的出口接在蒸汽发生器(2)的第二入口，蒸汽发生器(2)的第二出口接在反应堆(3)的入口。
2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，其特征在于，第一阀门组(1)由调节阀和截止阀组成，调节阀用来控制蒸汽发生器(2)的给水流量的大小。
3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，其特征在于，反应堆(3)通过冷却剂将反应堆(3)所产生的热量传递给蒸汽发生器(2)传热管内的水及蒸汽。
4.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，其特征在于，还包括凝汽器(6)和汽轮机(7)；其中，汽水分离器(4)的第一出口分成两股，第一股接在汽轮机(7)的入口，汽轮机(7)的出口接在凝汽器(6)的第一入口，汽水分离器(4)的第二出口接在凝汽器(6)的第三入口。
5.根据权利要求4所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，其特征在于，还包括第二阀门组(5)，汽水分离器(4)的第二出口接在第二阀门组(5)的入口，第二阀门组(5)的出口接在凝汽器(6)的第三入口。
6.根据权利要求5所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，其特征在于，还包括旁路调节阀(8)，汽水分离器(4)的第一出口的第二股接在汽轮机旁路阀门组(8)的入口，汽轮机旁路阀门组(8)的出口接在凝汽器(6)的第二入口。
7.一种高温气冷堆核电机组滑压启动的方法，其特征在于，该方法基于权利要求6所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的系统，包括以下步骤：
1)在核电机组启动初期，通过第一阀门组(1)的调节阀控制向蒸汽发生器(2)注水，注入到蒸汽发生器(2)的水通过蒸汽发生器(2)的第一出口进入到汽水分离器(4)中；
2)当蒸汽发生器(2)注满水、汽水分离器(4)水位可见后，通过第二阀门组(5)的调节阀控制汽水分离器(4)的排水，维持汽水分离器(4)正常水位；
3)提高反应堆(3)功率，反应堆(3)冷却剂温度提高，反应堆(3)冷却剂通过蒸汽发生器(2)将热量传给蒸汽发生器(2)管内的水；
4)随着反应堆(3)功率的进一步提高，蒸汽发生器(2)第一出口产生蒸汽，汽水混合物在汽水分离器(4)内分离，水通过第二阀门组(5)排入凝汽器(6)，汽通过汽轮机旁路阀门组(8)进入凝汽器(6)；
5)通过控制汽轮机旁路阀门组(8)控制蒸汽发生器(2)管侧和汽水分离器(4)内的压力，随着压力的缓慢升高，汽水分离器(4)内蒸汽温度也随着上升，通过控制汽水分离器压力，使得汽水分离器内蒸汽温度上升速率不超过10℃/h；
6)随着反应堆(3)功率的进一步提高，蒸汽发生器(2)第一出口产生蒸汽增多，水量减少，直至全部变为蒸汽；
7)当蒸汽发生器(2)产生的蒸汽满足汽轮机(7)冲转需求后，蒸汽进入汽轮机(7)，汽轮机(7)带负荷运行，逐步关小汽轮机旁路阀门组(8)直至全关。
8.根据权利要求7所述的一种高温气冷堆核电机组滑压启动的方法，其特征在于，蒸汽发生器(2)出口蒸汽压力随着反应堆(3)功率的上升而上升，汽轮机(7)的负荷随着反应堆(3)功率的变化而同步调节，机组滑压运行，直至主汽压、主汽温达到额定值。
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