CN114459013B - 高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统及方法，涉及高温气冷堆技术领域，一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统包括：蒸汽发生器、主供水管道、主给水隔离阀、主蒸汽隔离阀、加压装置和检测部；本发明的一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，通过加压装置的投入，调节蒸汽发生器一次侧和二次侧的压力差，防止蒸汽发生器内出现反向承压的情况。

Description

高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统及方法

技术领域

本发明涉及高温气冷堆技术领域，具体涉及一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统。

背景技术

高温气冷堆核电站蒸汽发生器，是一种新型的热交换设备，它的主要功能是将一回路冷却剂中的热量传给二回路，并使二回路中的水变为过热蒸汽供给二回路的动力装置。其中，冷却剂进入蒸汽发生器后所流经的那一侧部件(甚至只是部件的一侧)称为一次侧，而供水回路中被加热并产生蒸汽的那一侧部件(甚至只是部件的一侧)称为二次侧。高温气冷堆蒸汽发生器也是一回路的压力边界，是防止一回路放射性外泄的一道重要屏障。

由于高温气冷堆蒸汽发生器的结构特点和运行特点，需要保持蒸汽发生器二次侧压力不小于一次侧压力，否则反向承压将可能对蒸汽发生器造成损坏。

当高温气冷堆发生事故停堆时，蒸汽发生器二回路上的主给水隔离阀及主蒸汽隔离阀会进行关闭。若是非传热管破裂而导致的事故停堆，蒸汽发生器二次侧压力将会很快降低到较低水平，由于一回路冷却剂是氦气，一次侧压力下降的很慢，以致于蒸汽发生器一次侧压力大于二次侧压力，此时，蒸汽发生器会发生反向承压的情况，严重时甚至可能对蒸汽发生器造成损坏。

但是，当高温气冷堆核电机组发生事故停堆时，现有技术中并不存在以一种能够及时判断并准确投入的保护措施，来避免蒸汽发生器反向承压现象的发生。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中当高温气冷堆核电机组发生事故停堆时，并不存在以一种能够及时判断并准确投入的保护措施，来避免蒸汽发生器反向承压现象发生的缺陷，从而提供一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统。

本发明还提供一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，包括蒸汽发生器、连通所述蒸汽发生器的主供水管道、设置于所述主供水管道上的主给水隔离阀、以及设置于所述蒸汽发生器的蒸汽出口处的主蒸汽隔离阀；其特征在于，还包括：

加压装置，与所述蒸汽发生器的主供水管路通过总输送管路连通设置；所述总输送管路内的压力大于所述蒸汽发生器的二侧次的额定压力；所述总输送管路上设置有第三阀门；

检测部，包括设置在蒸汽发生器的一次侧的第一检测件和设置在蒸汽发生器的二次侧的第二检测件。

作为优选方案，所述加压装置包括并联设置的第一加压装置和第二加压装置。

作为优选方案，所述第二加压装置包括：

储水箱，依次通过第二输送管路和总输送管线与所述蒸汽发生器连通；所述第二输送管路上设置有第二阀门；

稳压泵，设置在所述第二输送管路上。

作为优选方案，所述第二加压装置还包括：

稳压罐，设置在所述第二输送管路上。

作为优选方案，所述储水箱内设置有液位计。

作为优选方案，所述第一加压装置包括：

水泵组，依次通过第一输送管路和总输送管线与所述蒸汽发生器连通；所述第一输送管路上设置有第一阀门。

作为优选方案，所述水泵组包括并联设置的第一水泵、第二水泵和备用水泵。

作为优选方案，所述检测部还包括：

湿度检测器，设置在蒸汽发生器的一次侧内；所述湿度检测器用于检测蒸汽发生器的一次侧的湿度。

本发明还提供一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护方法，包括以下步骤：

通过检测部检测蒸汽发生器的一次侧和二次侧的压力；

将一次侧和二次侧的压力值进行对比；

二次侧的压力与一次侧的压力差小于设定值时，加压装置投入使用。

作为优选方案，包括以下步骤：

在检测部检测压力后，湿度检测器检测蒸汽发生器的一次侧的湿度；

当湿度出现增高时，则判断是由于传热管破裂而导致的紧急停堆，则将第一阀门、第二阀门和第三阀门均进行关闭；

当检测到湿度没有增高，将一次侧和二次侧的压力值进行对比，得到压差；

压差小于设定值时，且由给水泵来引管压力小于蒸汽发生器一次侧压力，则开启第二阀门；

如果压差小于设定值，且由给水泵来引管压力大于蒸汽发生器一次侧压力，则开启第一阀门。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，包括蒸汽发生器、主供水管道、给水隔离阀、主蒸汽隔离阀、加压装置和检测部；当高温气冷堆发生事故停堆时，主供水管道上的主给水隔离阀及主蒸汽隔离阀会进行关闭，此时，检测部的第一检测件和第二检测件分别对蒸汽发生器的一次侧和二次侧的压力进行检测，当检测到的二次侧压力与一次侧的压力差小于设定值时，加压装置投入使用；通过加压装置的投入，确保蒸汽发生器二次侧压力大于一次侧，防止蒸汽发生器内出现反向承压的情况。

2.本发明提供的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，所述检测部还包括：湿度检测件；在该保护系统的使用过程中，先通过湿度检测件检测蒸汽发生器的一次侧的湿度，即判断高温气冷堆发生事故停堆的原因，当湿度检测件检测到的湿度比较高时，则判断高温气冷堆的发生事故可能是由于传热管破裂而导致的，则控制加压装置不启动。

3.本发明提供的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，所述加压装置包括：第一加压装置和第二加压装置；通过设置两套不同原理的加压装置，相互备用冗余，具有很高的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统的结构示意图。

图2为本发明的一回路湿度高的保护原理图。

图3为本发明的第二阀门的动作原理图。

图4为本发明的第一阀门的动作原理图。

附图标记说明：

1、蒸汽发生器；2、主供水管道；3、主给水隔离阀；4、主蒸汽隔离阀；5、储水箱；6、稳压泵；7、稳压罐；8、第一水泵；9、第二水泵；10、备用水泵；11、第二阀门；12、第一阀门；13、第三阀门。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的一种高温气冷堆蒸汽发生器1的保护系统，如图1所示，包括：蒸汽发生器1和连通所述蒸汽发生器1的主供水管道2，在所述主供水管道2上设置有主给水隔离阀3，在所述蒸汽发生器1的蒸汽出口处设置有主蒸汽隔离阀4。

当高温气冷堆发生事故停堆时，主给水隔离阀3以及主蒸汽隔离阀4关闭，蒸汽发生器1的二次侧压力将会很快降低到较低的水平，而一回路中的冷却剂由于是氦气，压力下降很慢，此时将存在蒸汽发生器1反向承压现象，为了避免反向承压现象的出现，在蒸汽发生器1的主供水管路上通过总输送管路连接有加压装置，加压装置可以向蒸汽发生器1的二次侧内提供压力，进而避免出现蒸汽发生器1内出现反向承压现象。

在蒸汽发生器1的一次侧设置有第一检测件，在蒸汽发生器1的二次侧设置有第二检测件，第一检测件检测到的压力值为P1，第二检测件检测到的压力值为P2，通过看压力差的数值进而决定是否启动加压装置。

在本方案中，所述加压装置包括并联设置的第一加压装置和第二加压装置；两套加压装置相互备用冗余，具有很高的可靠性。

所述第一加压装置包括水泵组；所述水泵组为核电站已有的设备，无需额外再增加设备；所述水泵组包括并联设置的第一水泵8、第二水泵9和备用水泵10；所述第一水泵8、所述第二水泵9和所述备用水泵10的出口各引出一压力管，汇合后进入到第一输送管路上，在所述第一输送管路上设置有第一阀门12，所述第一阀门12为第一电磁阀。

所述第二加压装置包括：储水箱5；所述储水箱5通过第二输送管路与总输送管路连通，实现与蒸汽发生器1连通；在第一输送管路上设置有稳压泵6、稳压罐7以及第二阀门11。

所述储水箱5内储存有加压用的水，同时在储水箱5内设有自动补水系统和液位计，通过液位计检测到储水箱5内的液位较低时，自动补水系统中的自动补水阀开启，进行补水，液位计检测到储水箱5内的液位较高时，自动补水阀关闭，停止补水。作为可替换的实施方式，如果现场条件许可，储水箱5也可以用给水除氧器替代，由除氧器直接给稳压泵6供水。

稳压泵6为第二输送管路和总输送管路提供压力源，稳压泵6的设计压力高于一次侧的额定压力，同时，泵本体设置防超压组件，如安全阀和泄压阀。

稳压罐7的设置可以减少第二输送管路和总输送管路内的压力波动，可以避免稳压泵6的频繁启动，使系统持续保持加压可用状态，为了便于维修，设置有泄压放水管道及阀门。

所述第二阀门11为电磁阀；通过电磁阀，在反应堆事故停堆时，二次侧的压力降低时，可以手动或自动开启第二阀门11，将第二输送管路投入使用保证蒸汽发生器1的二次侧压力大于一次侧的压力。

在蒸汽发生器1的一次侧设置有湿度检测器，所述湿度检测器用于检测蒸汽发生器1的一次侧的湿度。

在本方案中还包括控制部，所述控制部与第一检测件、第二检测件、湿度检测器、第二阀门11、第一阀门12和第三阀门13均连接。

实施例2

本实施例提供的高温气冷堆蒸汽发生器的保护方法，采用实施例1所述的高温气冷堆发生器的保护系统；

当高温气冷堆发生事故，出现紧急停堆时，主供水管道2上的主给水隔离阀3和蒸汽发生器1的蒸汽出口处的主蒸汽隔离阀4会进行关闭；湿度检测器会对蒸汽发生器1的一次侧的湿度进行检测，并将检测信号传递给控制部，控制部通过湿度的数据判断高温气冷堆发生停堆的原因，如图2所示，即当湿度出现增高时，则可以判断是由于传热管破裂而导致的紧急停堆，则将第二阀门11、第一阀门12和第三阀门13同时进行关闭。当检测到的湿度并没有增高，则需要进一步判断蒸汽发生器1的一次侧和二次侧的压力差，进而判断是否启用加压装置。

如图3所示，第一检测件检测到的压力值为P1，第二检测件检测到的压力值为P2，控制部接收到P1和P2，并对P1和P2的压力值的取差，与预设压力值进行比较，如果压差小于设定值(Pset)且由给水泵来引管压力(Pg)小于蒸汽发生器1一次侧压力，则开启第二阀门11；如果压差小于设定值，且由给水泵来引管压力大于蒸汽发生器1一次侧压力，则开启第一阀门12。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护方法，应用于高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，所述高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统包括：蒸汽发生器(1)、加压装置和检测部；

所述加压装置与所述蒸汽发生器(1)的主供水管路通过总输送管路连通设置；所述总输送管路内的压力大于所述蒸汽发生器(1)的二次侧的额定压力；所述总输送管路上设置有第三阀门(13)；所述加压装置包括并联设置的第一加压装置和第二加压装置；所述第一加压装置包括：水泵组；所述水泵组依次通过第一输送管路和总输送管路与所述蒸汽发生器(1)连通；所述第一输送管路上设置有第一阀门(12)；所述第二加压装置包括：储水箱(5)；所述储水箱(5)依次通过第二输送管路和总输送管路与所述蒸汽发生器连通；所述第二输送管路上设置有第二阀门(11)；

所述检测部包括设置在蒸汽发生器(1)的一次侧的第一检测件、设置在蒸汽发生器(1)的二次侧的第二检测件以及湿度检测器，所述湿度检测器设置在蒸汽发生器(1)的一次侧内；所述湿度检测器用于检测蒸汽发生器(1)的一次侧的湿度；

其特征在于，包括以下步骤：

通过检测部检测蒸汽发生器(1)的一次侧和二次侧的压力；

将一次侧和二次侧的压力值进行对比；

二次侧的压力与一次侧的压力差小于设定值时，加压装置投入使用；

还包括以下步骤：

在检测部检测压力后，湿度检测器检测蒸汽发生器(1)的一次侧的湿度；

当湿度出现增高时，则判断是由于传热管破裂而导致的紧急停堆，则将第一阀门(12)、第二阀门(11)和第三阀门(13)均进行关闭；

当检测到湿度没有增高，将一次侧和二次侧的压力值进行对比，得到压差；

压差小于设定值时，且由给水泵来引管压力小于蒸汽发生器(1)一次侧压力，则开启第二阀门(11)；

如果压差小于设定值，且由给水泵来引管压力大于蒸汽发生器(1)一次侧压力，则开启第一阀门(12)。

2.一种高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，应用权利要求1所述高温气冷堆蒸汽发生器的保护方法，其特征在于，包括连通所述蒸汽发生器(1)的主供水管道(2)、设置于所述主供水管道(2)上的主给水隔离阀(3)、以及设置于所述蒸汽发生器(1)的蒸汽出口处的主蒸汽隔离阀(4)。

3.根据权利要求2所述的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，其特征在于，所述水泵组包括并联设置的第一水泵(8)、第二水泵(9)和备用水泵(10)。

4.根据权利要求2所述的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，其特征在于，所述第二加压装置还包括：

稳压泵(6)，设置在所述第二输送管路上。

5.根据权利要求2所述的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，其特征在于，所述储水箱(5)内设置有液位计。

6.根据权利要求2所述的高温气冷堆蒸汽发生器的保护系统，其特征在于，所述第二加压装置还包括：

稳压罐(7)，设置在所述第二输送管路上。