CN113131672B - 一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，属于核电站二回路主给水系统技术领域。解决填料箱以及电动机定子、转子可能出现温度异常升高无法及时降温，导致设备失效的问题。包括密封水单元和冷却水单元，密封水单元包括密封进水路、两组增压泵支路、两组给水泵支路和密封出水路；所述冷却水单元包括冷却进水路、两组冷却增压泵支路、两组电动机支路和冷却出水路。本发明通过在主给水泵机组针对关键部件进行冷却，且其冷却管路增加温度反馈自动调节环节，有效降低了设备在异常工况时由于关键部件温度异常升高导致的设备失效，保证了核电站二回路系统主给水的正常供应，使电站可以对电网维持正常的电力供应，维护供电安全。

Description

一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统
技术领域
本发明涉及一种核电站主给水泵机的冷却系统，属于核电站二回路主给水系统技术领域。
背景技术
核电站的主给水系统是核电站的重要组成系统,主给水泵系统又是主给水系统的主要设备。从常规的核电站工作原理来看，在主给水泵设备具备一定的可靠性的情况下,合理的主给水泵的配置方式将有利于机的使用率，而且，主给水泵机组作为核电站重要的辅助设备,主给水泵机组中冷却系统的配置方式对核电站工程的造价是否经济实惠也存在着一定的影响。
现有的应用于核电站主给水泵机组的冷却系统通常缺少温度反馈自调节冷却水流量功能，在设备处于异常工况时，主给水泵机设备本身的部件如轴承箱，填料箱以及电动机定子、转子可能出现温度异常升高，部件运行处于高温度区间导致设备失效。
因此，亟需提出一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明研发解决填料箱以及电动机定子、转子可能出现温度异常升高无法及时降温，导致设备失效的问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
本发明的技术方案：
一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，包括密封水单元和冷却水单元，密封水单元包括密封进水路、两组增压泵支路、两组给水泵支路和密封出水路，密封进水总管路、并列连接的增压泵支路和给水泵支路、密封出水管路顺次连接形成密封水路；所述两组增压泵支路分别与主给水增压泵机中两侧的填料箱连接，所述两组给水泵支路分别与主给水泵机中两侧的填料箱连接；
所述冷却水单元包括冷却进水路、两组冷却增压泵支路、两组电动机支路和冷却出水路，冷却进水路、并列连接的冷却增压泵支路和电动机支路、冷却出水路顺次连接形成冷却水路；所述两组冷却增压泵支路分别与主给水增压泵机的两个冷却器连接，两组电动机支路分别与电动机的两个冷却器连接。
优选的：所述密封进水路包括第一闸阀、过滤器、第二闸阀和第一节流孔板，第一闸阀、过滤器、第二闸阀和第一节流孔板顺次连接形成密封水进水总路；
所述增压泵支路包括第二节流孔板、第三节流孔板、第一温度监测单元和第一流量计，第二节流孔板、密封填料冷却管路、第三节流孔板、第一温度监测单元和第一流量计顺次连接形成主给水增压泵密封水路；
所述给水泵支路包括第三闸阀、第一控制阀、第四闸阀、第一针型阀、压力表、第四节流孔板、第二温度监测单元、第二流量计，第三闸阀、第一控制阀、第四闸阀顺次连接形成第一支路，第一支路与第一针型阀并连后顺次连接压力表、密封填料冷却管路、第四节流孔板、第二温度监测单元、第二流量计形成主给水泵密封水路。
优选的：所述密封水进水总路通过第一法兰与密封水供水管线连接，密封出水管路通过第二法兰与密封水收集管线连接；主给水泵密封水路通过第三法兰与密封进水路连接，压力表通过第四法兰与主给水泵机的填料箱连接。
优选的：所述冷却增压泵支路包括第二球阀、第三流量计和第三球阀，第二球阀、主给水增压泵机的冷却器、第三流量计和第三球阀顺次连接形成主给水增压泵冷却水路；
所述电动机支路包括第四球阀、第四流量计和第五球阀，第四球阀、电动机冷却器、第四流量计和第五球阀顺次连接形成电动机冷却器冷却水路；
所述冷却进水路上具有第一球阀。
优选的：电动机冷却器入口通过第八法兰与第四球阀连接，电动机冷却器出口通过第九法兰与第四流量计连接；冷却进水路、冷却出水路分别通过第六法兰2101、第七法兰2103与电站设备冷却水系统连接。
优选的：第五闸阀、控制阀、第六闸阀顺次连接形成第二支路，第二支路与第二针型阀并连后与第五节流孔板、第三温度监测单元顺次连接形成密封填料冷却管路。
优选的：所述主给水增压泵组中密封填料冷却管路的入口与第二节流孔板连接，出口与第三节流孔板连接；主给水泵组中密封填料冷却管路的入口与压力表连接，出口与第四节流孔板连接。
优选的：所述第一温度监测单元、第二温度监测单元和第三温度监测单元均包括温度操控站、温度显示和测温元件，温度操控站、温度显示与测温元件顺次电性连接。
优选的：所述第三温度监测单元的温度操控站与控制阀电性连接。
优选的：所述温度操控站与电站主控室电性连接。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过在主给水泵机组针对关键部件进行冷却，且其冷却管路增加温度反馈自动调节环节，有效降低了设备在异常工况时由于关键部件温度异常升高导致的设备失效，保证了核电站二回路系统主给水的正常供应，使电站可以对电网维持正常的电力供应，维护供电安全。
2、本发明结构简单，易于组装成型，安装与拆卸使用常规工具即可完成，无需专用工具，因而可极大的节省成本，造价低；可根实际需要对不同支路进行单独操作，适用于各种突发或者特殊的情况，便于维修维护。
附图说明
图1是一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统的结构示意图；
图2是密封水单元的结构示意图；
图3是密封填料冷却管路的结构示意图；
图4是冷却水单元的结构示意图。
图中1-密封水单元，2-冷却水单元，10-密封进水路，11-增压泵支路，12-给水泵支路，13-密封填料冷却管路，14-密封出水路，21-冷却进水路，22-冷却增压泵支路，23- 电动机支路，24-冷却出水路，1102-第一闸阀，1103-过滤器，1104-第二闸阀，1105-第一节流孔板，1106-第二节流孔板，1107-第三节流孔板，1111-第一流量计，1202-第三闸阀，1203-第一控制阀，1204-第四闸阀，1205-第一针型阀，1206-压力表，1208-第四节流孔板，1212-第二流量计，1301-第五闸阀，1302-控制阀，1303-第六闸阀，1304-第二针型阀，1305-第五节流孔板，2201-第二球阀，2202-第三流量计，2203-第三球阀，2301- 第四球阀，2304-第四流量计，2305-第五球阀，30-温度操控站，40-温度显示，50-测温元件。
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了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，包括密封水单元1和冷却水单元2，密封水单元1包括密封进水路10、两组增压泵支路11、两组给水泵支路12和密封出水路14，密封进水路10并行接入两组给水泵支路12和两组增压泵支路11，两组给水泵支路12和两组增压泵支路11 的出口端汇接到密封出水路14，密封进水总管路10、并列连接的增压泵支路11和给水泵支路12、密封出水管路14顺次连接形成密封水路；所述两组增压泵支路11分别与主给水增压泵机中两侧的填料箱连接，所述两组给水泵支路12分别与主给水泵机中两侧的填料箱连接；
所述冷却水单元2包括冷却进水路21、两组冷却增压泵支路22、两组电动机支路23和冷却出水路24，冷却进水路21并行接入到两组冷却增压泵支路22和两组电动机支路 23，两组冷却增压泵支路22和两组电动机支路23的出口端汇接到冷却出水路24，冷却进水路21、并列连接的冷却增压泵支路22和电动机支路23、冷却出水路24顺次连接形成冷却水路；所述两组冷却增压泵支路22分别与主给水增压泵机的两个冷却器连接，两组电动机支路23分别与电动机的两个冷却器连接；由于密封水单元1所用水为单独一套系统供水，其水质为A级水，冷却水单元2为电站设备冷却水系统供水，根据其单元需要供水的标准进行供水，节约运行成本，保证设备稳定运行。
具体实施方式二：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，所述密封进水路10包括第一闸阀1102、过滤器1103、第二闸阀1104和第一节流孔板1105，第一闸阀1102、过滤器1103、第二闸阀1104和第一节流孔板1105顺次连接形成密封水进水总路；
所述增压泵支路11包括第二节流孔板1106、第三节流孔板1107、第一温度监测单元和第一流量计1111，第二节流孔板1106、密封填料冷却管路13、第三节流孔板1107、第一温度监测单元和第一流量计1111顺次连接形成主给水增压泵密封水路；从电站密封水供水管线供应的密封水经第一法兰1101进入密封进水路10，密封进水路10设置第一闸阀1102控制密封水的通断，并设置过滤器1103过滤密封水中可能含有的大颗粒物质，根据设备对密封水的需求，密封水并行分为四路分别注入主给水增压泵轴两端的填料箱及主给水泵轴两端的填料箱，其中，主给水增压泵的密封水支路设置第二节流孔板1106和第三节流孔板1107以减小进入填料箱的密封水压力，同时起到节流作用，根据主给水增压泵及主给水泵填料箱对冷却用水流量需求的不同，可以调整密封水在增压泵支路11的流量；主给水增压泵密封水支路还设置了第一温度监测单元，通过反馈至电站主控室的实时温度信号可准确掌握主给水增压泵填料箱的运行状态，第一流量计1111的设置可及时掌握增压泵支路11的密封水流量信息；
所述给水泵支路12包括第三闸阀1202、第一控制阀1203、第四闸阀1204、第一针型阀1205、压力表1206、第四节流孔板1208、第二温度监测单元、第二流量计1212，第三闸阀1202、第一控制阀1203、第四闸阀1204顺次连接形成第一支路，第一支路与第一针型阀1205并连后顺次连接压力表1206、密封填料冷却管路13、第四节流孔板1208、第二温度监测单元、第二流量计1212形成主给水泵密封水路；给水泵支路12设置支路对接的第三法兰1201，第一支路控制密封水通断，第一控制阀1203调节密封水流量，同时通过增加旁路并设置第一针型阀1205来调节密封水的流量，压力表1206来监测给水泵支路12密封水的压力，同时第二温度监测单元通过反馈至电站主控室的实时温度信号可准确掌握主给水泵填料箱的运行状态，第四节流孔板1208调整管路局部压力，第二流量计 1212可以及时掌握水泵支路12的密封水流量信息；四个支路，即给两组水泵支路12和两组增压泵支路11的密封水最终汇至密封出水管路14，可更加需要控制四个支路的不同开关状态。
具体实施方式三：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，所述密封水进水总路通过第一法兰1101与密封水供水管线连接，密封出水管路14通过第二法兰1112与密封水收集管线连接；主给水泵密封水路通过第三法兰1201与密封进水路10连接，压力表1206通过第四法兰1207与主给水泵机的填料箱连接。
具体实施方式四：结合图1、图4说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，所述冷却增压泵支路22包括第二球阀2201、第三流量计2202 和第三球阀2203，第二球阀2201、主给水增压泵机的冷却器、第三流量计2202和第三球阀2203顺次连接形成主给水增压泵冷却水路，由于冷却增压泵支路22设置了第三流量计 2202，只要流量满足要求，冷却效果即可达标，无需温度检测，在保证安全稳定运行的同时减小成本；
所述电动机支路23包括第四球阀2301、第四流量计2304和第五球阀2305，第四球阀2301、电动机冷却器、第四流量计2304和第五球阀2305顺次连接形成电动机冷却器冷却水路；
所述冷却进水路21上具有第一球阀2102；冷却进水路21通过第六法兰2101与电站设备冷却水系统相连，冷却进水路21设置第一球阀2102控制冷却水的通断，根据设备对冷却水的需求，冷却水并行分为四路分别注入主给水增压泵两端的冷却器及电动机的两个冷却器，其中冷却增压泵支路22设置第三球阀2203控制支路冷却水通断，设置第三流量计2202监测冷却增压泵支路22流量；电动机支路23置第四球阀2301控制支路冷却水通断，设置第四流量计2304监测支路冷却水流量，同时设置第四测温元件2306和第四温度显示2307实时监测冷却器水温，并将温度信号传至电站主控制室，通过观测温度信息掌握电机运行状态，冷却水最终汇至冷却出水路24，冷却出水路24与电站设备冷却水系统通过法兰相连。
具体实施方式五：结合图1、图4说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，电动机冷却器入口通过第八法兰2302与第四球阀2301连接，电动机冷却器出口通过第九法兰2303与第四流量计2304连接；冷却进水路21、冷却出水路24通过第六法兰2101、第七法兰2103与电站设备冷却水系统连接。
具体实施方式六：结合图1、图2、图3说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，第五闸阀1301、控制阀1302、第六闸阀1303顺次连接形成第二支路，第二支路与第二针型阀1304并连后与第五节流孔板1305、第三温度监测单元顺次连接形成密封填料冷却管路13；在主给水增压泵及主给水泵填料箱内部的密封填料冷却管路13设置了第二支路和第二针型阀1304控制密封水通断，控制阀1302属于自动反馈控制的控制阀，由于轴与填料摩擦导致温度频繁升高，人为调控不方便的同时也会导致不及时，自动反馈控制的控制阀通过温度监测单元三的实时监测，无需人为干预，即可有效的防止填料失效，其它的控制阀需在设备调试时调到合适位置即可，可选择更经济的控制阀，控制阀1302调节密封水流量，同时通过增加旁路并设置第二针型阀1304 来调节密封水的流量，设置第五节流孔板1305调整管路局部压力，设置温度监测单元三实时监测密封填料冷却管路13的温度，并将温度信号实时反馈至电站主控制室，主控制室根据温度信息通过远程调节控制阀1302调节密封水流量，使填料箱保持在正常运行状态，密封填料冷却管路13冷却管路布置于填料中间位置，使填料冷却均匀。
具体实施方式七：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，所述主给水增压泵组中密封填料冷却管路13的入口与第二节流孔板1106连接，出口与第三节流孔板1107连接；主给水泵组中密封填料冷却管路13 的入口与压力表1206连接，出口与第四节流孔板1208连接。
具体实施方式八：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，所述第一温度监测单元、第二温度监测单元和第三温度监测单元均包括温度操控站30、温度显示40和测温元件50，温度操控站30、温度显示40与测温元件50顺次电性连接，第四测温元件2306和第四温度显示2307电性连接，第四测温元件2306设置在电动机支路23与电动机冷却器连接的管路上，第一温度监测单元、第二温度监测单元、第三温度监测单元、第四测温元件2306均与电站主控室电性连接。
具体实施方式九：结合图1、图3说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，所述第三温度监测单元的温度操控站30与控制阀1302电性连接。
具体实施方式九：结合图1、图3说明本实施方式，本实施方式的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，所述温度操控站30与电站主控室电性连接。
需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (3)

1.一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，其特征在于：包括密封水单元(1)和冷却水单元(2)，密封水单元(1)包括密封进水路(10)、两组并列连接的增压泵支路(11)、两组并列连接的给水泵支路(12)和密封出水路(14)，两组并列连接的增压泵支路(11)和两组并列连接的给水泵支路(12)并列连接，密封进水路(10)、并列连接的增压泵支路(11)和给水泵支路(12)、密封出水路(14)顺次连接形成密封水路；所述两组增压泵支路(11)分别与主给水增压泵机中两侧的填料箱连接，所述两组给水泵支路(12)分别与主给水泵机中两侧的填料箱连接；
所述冷却水单元(2)包括冷却进水路(21)、两组并列连接的冷却增压泵支路(22)、两组并列连接的电动机支路(23)和冷却出水路(24)，两组并列连接的冷却增压泵支路(22)和两组并列连接的电动机支路(23)并列连接，冷却进水路(21)、并列连接的冷却增压泵支路(22)和电动机支路(23)、冷却出水路(24)顺次连接形成冷却水路；所述两组冷却增压泵支路(22)分别与主给水增压泵机的两个冷却器连接，两组电动机支路(23)分别与电动机的两个冷却器连接；
所述密封进水路(10)包括第一闸阀(1102)、过滤器(1103)、第二闸阀(1104)和第一节流孔板(1105)，第一闸阀(1102)、过滤器(1103)、第二闸阀(1104)和第一节流孔板(1105)顺次连接形成密封水进水总路；
所述增压泵支路(11)包括第二节流孔板(1106)、第三节流孔板(1107)、第一温度监测单元和第一流量计(1111)，第二节流孔板(1106)、密封填料冷却管路(13)、第三节流孔板(1107)、第一温度监测单元和第一流量计(1111)顺次连接形成主给水增压泵密封水路；
所述给水泵支路(12)包括第三闸阀(1202)、第一控制阀(1203)、第四闸阀(1204)、第一针型阀(1205)、压力表(1206)、第四节流孔板(1208)、第二温度监测单元和第二流量计(1212)，第三闸阀(1202)、第一控制阀(1203)、第四闸阀(1204)顺次连接形成第一支路，第一支路与第一针型阀(1205)并列连接后顺次连接压力表(1206)、密封填料冷却管路(13)、第四节流孔板(1208)、第二温度监测单元、第二流量计(1212)形成主给水泵密封水路；
所述冷却增压泵支路(22)包括第二球阀(2201)、第三流量计(2202)和第三球阀(2203)，第二球阀(2201)、主给水增压泵机的冷却器、第三流量计(2202)和第三球阀(2203)顺次连接形成主给水增压泵冷却水路；
所述电动机支路(23)包括第四球阀(2301)、第四流量计(2304)和第五球阀(2305)，第四球阀(2301)、电动机冷却器、第四流量计(2304)和第五球阀(2305)顺次连接形成电动机冷却器冷却水路；
所述冷却进水路(21)上具有第一球阀(2102)；
电动机冷却器入口通过第八法兰(2302)与第四球阀(2301)连接，电动机冷却器出口通过第九法兰(2303)与第四流量计(2304)连接；冷却进水路(21)、冷却出水路(24)分别通过第六法兰(2101)、第七法兰(2103)与电站设备冷却水系统连接；
第五闸阀(1301)、控制阀(1302)、第六闸阀(1303)顺次连接形成第二支路，第二支路与第二针型阀(1304)并列连接后与第五节流孔板(1305)、第三温度监测单元顺次连接形成密封填料冷却管路(13)；
所述第一温度监测单元、第二温度监测单元和第三温度监测单元均包括温度操控站(30)、温度显示(40)和测温元件(50)，温度操控站(30)、温度显示(40)与测温元件(50)顺次电性连接；
所述第三温度监测单元的温度操控站(30)与控制阀(1302)电性连接；
所述温度操控站(30)与电站主控室电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，其特征在于：所述密封水进水总路通过第一法兰(1101)与密封水供水管线连接，密封出水路(14)通过第二法兰(1112)与密封水收集管线连接；主给水泵密封水路通过第三法兰(1201)与密封进水路(10)连接，压力表(1206)通过第四法兰(1207)与主给水泵机的填料箱连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于核电站主给水泵机组的冷却系统，其特征在于：所述主给水增压泵组中密封填料冷却管路(13)的入口与第二节流孔板(1106)连接，出口与第三节流孔板(1107)连接；主给水泵组中密封填料冷却管路(13)的入口与压力表(1206)连接，出口与第四节流孔板(1208)连接。
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