CN208189227U - 一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，该系统包括汽轮机、蒸发器、一回路系统、汽水分离器、高压加热器、除氧器、给水泵及7组阀门组所组成的系统。工作时，分析触发反应堆保护的因素，将反应堆保护动作后不需要终止一回路系统氦气循环和二回路蒸发器给水循环的保护因素识别出来，在反应堆保护动作后维持一、二回路的循环；在反应堆机组再次启动过程中，回收汽水汽水分离器疏水至除氧器来提高给水温度；在汽轮机冲转前，将蒸发器产生的蒸汽通入高压加热器来进一步提升给水温度。本实用新型将高温气冷堆核电机组停堆至再次启动的时间由170小时以上缩减到3小时以内，大大提高了高温气冷堆核电机组的可用性。

Description

一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统

技术领域

本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统。

背景技术

目前高温气冷堆核电机组，反应堆在跳闸后，主核风机停止，主核风机进出口挡板关闭，蒸发器二次侧入口给水阀门和出口蒸汽阀门关闭，中断了一回路循环和二回路循环；低压加热器、除氧器、高压加热器汽源全部中断，给水无法进行加热。

目前系统主要存在以下不足：

1)反应堆跳闸后，即使短时间判断出机组跳闸原因并消除跳闸因素，可以立即启动，但目前设计必须对蒸发器和反应堆进行冷却，才能再次建立起一回路循环和二回路循环，而这个过程需要170多个小时，降低了高温气冷堆核电机组的可用性；

2)蒸发器的冷却需要经过泄压、排空，过程控制复杂，降温速度不好控制，蒸发器焊缝容易产生裂纹，威胁蒸发器的安全；

3)蒸发器二次侧泄压排空后，二次侧压力远低于一次侧压力，蒸发器产生反向压力，偏离蒸发器正常运行工况(正常运行二次侧14Mpa，一次侧7Mpa，泄压排空后二次侧压力低于1Mpa，而一次侧压力压力人维持在7MPa)，容易对蒸发器造成损坏；

4)蒸发器在利用辅助蒸汽冷却过程中，容易产生水击现象，不利于蒸发器的安全运行；

5)蒸发器冷却后，再次建立循环过程中，由于给水温度加热汽源有限，给水温度很难提高，而蒸发器一次侧温度很高(尤其是在启动主核风机的初期)，造成蒸发器一次侧和二次侧温差很大，容易损坏蒸发器。

实用新型内容

本实用新型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极热态启动的系统。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，包括第一阀门组、第二阀门组、第四阀门组、第五阀门组、汽水分离器、蒸发器、第六阀门组和除氧器；其中，

蒸发器的第一出口接在第五阀门组的入口，第五阀门组的出口分为两股，第一股接在第二阀门组的入口，第二股接在第一阀门组的入口，第二阀门组的出口接在汽水分离器的入口，汽水分离器的第一出口接在第四阀门组的入口，汽水分离器的第二出口接在第六阀门组的入口，第六阀门组的出口在除氧器的入口。

本实用新型进一步的改进在于，第一阀门组、第二阀门组、第四阀门组、第五阀门组和第六阀门组均由截止阀和调节阀组成。

本实用新型进一步的改进在于，蒸发器是一种管壳式换热器，管内是蒸发器的二次侧，管外和壳体组成了蒸发器的一次侧。

本实用新型进一步的改进在于，还包括汽轮机、高压加热器和第三阀门组；其中，

第一阀门组和第四阀门组的出口汇合后分为两股，第一股接到汽轮机的入口，第二股接到第三阀门组的入口，第三阀门组的出口接到高压加热器的第一入口，高压加热器的出口接到蒸发器的第一入口。

本实用新型进一步的改进在于，第三阀门组由截止阀、调节阀和逆止阀组成。

本实用新型进一步的改进在于，还包括第八阀门组和给水泵；其中，

除氧器的出口接到给水泵的入口，给水泵的出口接到第八阀门组的入口，第八阀门组的出口接到高压加热器的第二入口。

本实用新型进一步的改进在于，第八阀门组由截止阀、调节阀和逆止阀组成。

本实用新型进一步的改进在于，还包括一回路系统，一回路系统的出口接在蒸发器的第二入口，蒸发器的第二出口接在一回路系统的入口，一回路系统内装有核燃料、充满了带压力的氦气，氦气能够在主氦风机的驱动下循环；氦气吸收核燃料释放的热量，在蒸发器一次侧放热，加热蒸发器二次侧的水，使其变成蒸汽，同时氦气在蒸发器一次侧冷却后返回到一回路系统内。

一种高温气冷堆核电机组极热态启动的方法，该方法基于上述一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，包括以下步骤：

相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型提供的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，和目前通常使用的系统比起来有以下几方面明显的优点：

1)将高温气冷堆核电机组停堆至再次启动的时间由170小时以上缩减到3小时以内，大大提高了高温气冷堆核电机组的可用性；

2)将高温气冷堆核电机组停堆保护进行了分级，对于不需要隔离一、二回路的保护，维持一、二回路的循环，减少了对蒸发器、反应堆的冷却、再次建立循环的操作，减少了蒸发器、反应堆的冷热冲击，有利于蒸发器和反应堆的安全；

3)在启动阶段，将蒸发器自身产生的蒸汽通过高压加热器来加热给水，将汽水分离器产生的热水回收到除氧器，这些措施大大提升了蒸发器给水温度，减少了温度较低给水对蒸发器的冲击，有利于蒸发器的安全；

4)回收了具有热量的汽水分离器疏水，具有节能效果；

5)回收了部分汽轮机冲转前的蒸汽，具有节能效果。

附图说明

图1为本实用新型一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统的结构框图。

图中：1-汽轮机，2-第一阀门组，3-第二阀门组，4-第三阀门组，5-第四阀门组，6-第五阀门组，7-汽水分离器，8-蒸发器，9-一回路系统，10-第六阀门组，11-高压加热器，12-除氧器，13-第八阀门组，14-给水泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做出进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，包括汽轮机1、第一阀门组2、第二阀门组3、第三阀门组4、第四阀门组5、第五阀门组6、汽水分离器7、蒸发器8、一回路系统9、第六阀门组10、高压加热器11、除氧器12、第八阀门组13和给水泵14。

其中，蒸发器8的第一出口接在第五阀门组6的入口，第五阀门组6的出口分为两股，第一股接在第二阀门组3的入口，第二股接在第一阀门组2的入口，第二阀门组3的出口接在汽水分离器7的入口，汽水分离器7的第一出口接在第四阀门组5的入口，汽水分离器7的第二出口接在第六阀门组10的入口，第六阀门组10的出口在除氧器12的入口；第一阀门组2和第四阀门组5的出口汇合后分为两股，第一股接到汽轮机1的入口，第二股接到第三阀门组4的入口，第三阀门组4的出口接到高压加热器11的第一入口，高压加热器11的出口接到蒸发器8的第一入口；除氧器12的出口接到给水泵14的入口，给水泵14的出口接到第八阀门组13的入口，第八阀门组13的出口接到高压加热器11的第二入口；一回路系统9的出口接在蒸发器8的第二入口，蒸发器8的第二出口接在一回路系统9的入口，一回路系统9内装有核燃料、充满了带压力的氦气，氦气能够在主氦风机的驱动下循环；氦气吸收核燃料释放的热量，在蒸发器8一次侧放热，加热蒸发器8二次侧的水，使其变成蒸汽，同时氦气在蒸发器8一次侧冷却后返回到一回路系统9内。

所述的第一阀门组2、第二阀门组3、第四阀门组5、第五阀门组6和第六阀门组10均由截止阀和调节阀组成。第三阀门组4和第八阀门组13均由截止阀、调节阀和逆止阀组成。

所述的蒸发器8是一种管壳式换热器，管内是蒸发器8的二次侧，管外和壳体组成了蒸发器8的一次侧。

工作时，本实用新型包括以下步骤：

1)分析触发反应堆保护保护的因素，将反应堆保护动作后不需要终止一回路系统9氦气循环和二回路蒸发器8给水循环的保护因素识别出来，称反应堆保护动作后不需要终止一回路系统9氦气循环和二回路蒸发器8给水循环的保护因素称为反应堆保护A；

2)确定反应堆停堆后的余热热负荷，称为反应堆热负荷A；

3)确定能够维持一回路系统9氦气循环的最小氦气循环流量，称为氦气循环流量A；

4)计算在反应堆热负荷A、氦气循环流量A工况下，能够维持反应堆、蒸发器安全温度变化的蒸发器8给水循环流量，称为蒸发器8给水循环流量A；

5)将低于蒸发器8二次侧在机组额定负荷时压力1MPa到3Mpa的压力称为蒸发器8二次侧压力A；

6)反应堆保护A动作后，打开第二阀门组3、关闭第一阀门组2，将一回路系统9氦气循环流量调整为氦气循环流量A，利用给水泵14和第八阀门组13中的调节阀将蒸发器8给水循环流量调整为蒸发器8给水循环流量A，利用第五阀门组6中的调节阀将蒸发器8二次侧压力调整为蒸发器8二次侧压力A；

7)利用第四阀门组5中调节阀，调整汽水分离器7的压力高于除氧器12中的压力1Mpa到3Mpa，利用第六阀门组10的调节阀，调整汽水分离器7的水位正常，将汽水分离器7中的水回收至除氧器12中，将汽水分离器7中的蒸汽通过第四阀门组5、第三阀门组4回收至高压加热器11中；

8)当系统运行稳定后，根据需要启动反应堆，当蒸发器8出口蒸汽满足汽轮机1冲转条件后，打开第一阀门组2，利用第一阀门组2中的调节阀控制进入汽轮机1的蒸汽量，进行汽轮机1冲转、机组并网、带需要的负荷，完成机组的极热态启动。

Claims (8)

1.一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，其特征在于，包括第一阀门组(2)、第二阀门组(3)、第四阀门组(5)、第五阀门组(6)、汽水分离器(7)、蒸发器(8)、第六阀门组(10)和除氧器(12)；其中，

蒸发器(8)的第一出口接在第五阀门组(6)的入口，第五阀门组(6)的出口分为两股，第一股接在第二阀门组(3)的入口，第二股接在第一阀门组(2)的入口，第二阀门组(3)的出口接在汽水分离器(7)的入口，汽水分离器(7)的第一出口接在第四阀门组(5)的入口，汽水分离器(7)的第二出口接在第六阀门组(10)的入口，第六阀门组(10)的出口在除氧器(12)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极热态启动的系统，其特征在于，第一阀门组(2)、第二阀门组(3)、第四阀门组(5)、第五阀门组(6)和第六阀门组(10)均由截止阀和调节阀组成。

3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，其特征还在于，蒸发器(8)是一种管壳式换热器，管内是蒸发器(8)的二次侧，管外和壳体组成了蒸发器(8)的一次侧。

4.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，其特征在于，还包括汽轮机(1)、高压加热器(11)和第三阀门组(4)；其中，

第一阀门组(2)和第四阀门组(5)的出口汇合后分为两股，第一股接到汽轮机(1)的入口，第二股接到第三阀门组(4)的入口，第三阀门组(4)的出口接到高压加热器(11)的第一入口，高压加热器(11)的出口接到蒸发器(8)的第一入口。

5.根据权利要求4所述的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，其特征在于，第三阀门组(4)由截止阀、调节阀和逆止阀组成。

6.根据权利要求4所述的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，其特征在于，还包括第八阀门组(13)和给水泵(14)；其中，

除氧器(12)的出口接到给水泵(14)的入口，给水泵(14)的出口接到第八阀门组(13)的入口，第八阀门组(13)的出口接到高压加热器(11)的第二入口。

7.根据权利要求6所述的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，其特征在于，第八阀门组(13)由截止阀、调节阀和逆止阀组成。

8.根据权利要求6所述的一种高温气冷堆核电机组极热态启动的系统，其特征在于，还包括一回路系统(9)，一回路系统(9)的出口接在蒸发器(8)的第二入口，蒸发器(8)的第二出口接在一回路系统(9)的入口，一回路系统(9)内装有核燃料、充满了带压力的氦气，氦气能够在主氦风机的驱动下循环；氦气吸收核燃料释放的热量，在蒸发器(8)一次侧放热，加热蒸发器(8)二次侧的水，使其变成蒸汽，同时氦气在蒸发器(8)一次侧冷却后返回到一回路系统(9)内。