CN210068254U - 一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统 - Google Patents

Abstract

一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，该系统包括高压缸、低压缸、十六组阀门组、汽水分离器、蒸发器、外部汽源、旁路调节阀、辅汽联箱、高压加热器、凝汽器、辅汽用户、机组排水槽、给水泵、除氧器、低压加热器、凝结水泵、凝补水系统和精处理系统。工作时，有以下主要步骤：1)机组启动初期由外部汽源向辅汽联箱供汽；2)回收汽水分离器内的水至除氧器；3)回收旁路蒸汽至低压加热器、辅汽联箱、高压加热器；4)当汽轮机抽汽压力足够后，低压加热器、辅汽联箱、高压加热器由汽轮机抽汽供汽；5)在二回路停止过程中，随着机组负荷的降低，当汽轮机抽汽压力不足时由旁路调节阀前蒸汽向低压加热器、辅汽联箱、高压加热器供汽。

Description

一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统

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二回路启停的系统。

背景技术

高温气冷堆核电站目前蒸发器入口给水通过低压加热器、除氧器、高压加热器来加热，满足蒸发器入口水温的要求，低压加热器、除氧器、高压加热器的正常汽源都是汽轮机的抽汽；辅汽的主要汽源是汽轮机抽汽，备用汽源是电锅炉产生的蒸汽；汽水分离器内的疏水，在水质合格后排往凝汽器。

目前系统主要存在以下不足：

1)在汽轮机未带负荷前，抽汽是无法取得的，蒸发器给水只能通过启动锅炉向除氧器供汽加热，启动锅炉需要长时间运行，费用高、加热效果差且不稳定；

2)机组在启动初期，大量蒸汽通过旁路排向凝汽器，排入凝汽器的蒸汽，其热量无法被利用，是能量的浪费；

3)汽水分离器内的疏水，在机组启动后，具有一定的温度和压力，排往凝汽器后，这些水所具有的热量无法回收，全部浪费。

4)蒸汽和热水排入凝汽器，提高了凝结水的温度，降低了汽轮机的效率；

5)凝结水的温度过高会影响精处理的运行；

6)蒸汽进入凝汽器变成凝结水后，还要利用凝结水泵打入除氧器，增加了凝结水泵的耗功；

7)在停机不停堆运行工况时，汽轮机停机后，抽汽全部失去，高压加热器、低压加热器、及除氧器汽源全部失去，蒸发器入口给水温度急剧下降，影响到蒸发器的安全；

8)在进行单堆停止工况时，汽轮机负荷减少50％，抽汽压力、流量减少，运行反应堆入口温度突然降低，影响到蒸发器的安全；

9)在机组正常运行中，电锅炉需要处于热备用状态，是能量的浪费；

10)即使电锅炉处于热备用状态，但从热备用到能有效向辅汽联箱供汽，需要至少15分钟以上，在辅汽联箱失去汽源的这段时间，除氧器失去加热，轴封失去汽源，对机组安全运行及进一步启动造成影响。

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二回路启停的系统。

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二回路启停的系统，包括蒸发器、汽水分离器、机组排水槽、除氧器、凝汽器、第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组、第四阀门组、第五阀门组、第六阀门组、第七阀门组和第八阀门组；其中，

蒸发器的出口接在第一阀门组的入口，第一阀门组的出口分为两股，第一股接在第二阀门组的入口，第二股接在第三阀门组的入口，第三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五阀门组的入口，第五阀门组的出口分为三股，第一股接在第六阀门组的入口，第二股接在第七阀门组的入口，第三股接在第八阀门组的入口，第六阀门组的出口接在机组排水槽的入口，第七阀门组的出口接在凝汽器的第一入口，第八阀门组的出口接在除氧器的第一入口。

本实用新型进一步的改进在于，第一阀门组、第四阀门组和第五阀门组均由截止阀和调节阀组成，第二阀门组、第三阀门组、第六阀门组、第七阀门组和第八阀门组均由截止阀组成。

本实用新型进一步的改进在于，还包括高压缸、低压缸、旁路调节阀、高压加热器、辅汽联箱、低压加热器、第九阀门组、第十阀门组、第十一阀门组、第十二阀门组、第十三阀门组和第十四阀门组；其中，

第二阀门组和第四阀门组的出口汇合后分为两股，第一股接到高压缸的入口，第二股接到旁路调节阀的入口，从旁路调节阀前的管道上连接管道，分别接到第九阀门组、第十二阀门组、第十四阀门组的入口，高压缸的第一出口接到第十阀门组的入口，高压缸的第二出口接到第十一阀门组的入口，高压缸的第三出口接到低压缸的入口，低压缸的第一出口接到第十三阀门组的入口，第九阀门组和第十阀门组的出口汇合后接到高压加热器的第一入口，第十一阀门组和第十二阀门组的出口汇合后接到辅汽联箱的第一入口，第十四阀门组和第十三阀门组的出口汇合后接到低压加热器的第一入口，低压缸的第二出口接到凝汽器的第二入口，旁路调节阀的出口接到凝汽器的第三入口，低压加热器的出口接到除氧器的第二入口，高压加热器的出口接在蒸发器的入口。

本实用新型进一步的改进在于，第九阀门组、第十阀门组、第十一阀门组、第十二阀门组、第十三阀门组和第十四阀门组均由截止阀、调节阀和逆止阀组成。

本实用新型进一步的改进在于，还包括凝结水泵、给水泵、辅汽用户、外部汽源、第十五阀门组、第十六阀门组、精处理系统、凝补水系统和第十七阀门组；其中，

凝补水系统接到凝汽器的第四入口，凝汽器的出口接到凝结水泵的入口，凝结水泵的出口分为两股，第一股接到第十六阀门组的入口，第二股接到精处理系统的入口，第十六阀门组的出口和精处理系统的出口汇合后接到低压加热器的第二入口，辅汽联箱的第一出口接到第十五阀门组的入口，辅汽联箱的第二出口接到辅汽用户的入口，外部汽源的出口接到辅汽联箱的第二入口，第十五阀门组的出口接到除氧器的第三入口，除氧器的出口接到给水泵的入口，给水泵的出口接到第十七阀门组的入口，第十七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，辅汽用户包括轴封需要辅汽的用户，外部汽源包括能给机组提供汽源的电锅炉和相邻机组。

本实用新型进一步的改进在于，第十五阀门组、第十七阀门组均由截止阀和调节阀组成，第十六阀门组由截止阀组成。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统。本实用新型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)将具有热量的分离器疏水进行了回收，具有节能效果；

2)直接回收了部分旁路蒸汽的热量，具有节能效果；

3)在采用旁路蒸汽向辅汽联箱供汽后，电锅炉就可以退出运行，具有节能的效果；

4)在机组正常运行中，电锅炉可以从热备用状态转为冷备用状态，具有节能的效果；

5)在汽轮机跳闸后，辅汽联箱在很短时间内可以恢复供汽，有利于核电机组的安全、稳定运行；

6)引入了旁路大量汽源，通过多个环节加热给水，给水温度显著提高，对蒸发器的安全运行有利；

7)在汽轮机跳闸和单堆跳闸后，蒸发器入口温度不会发生剧烈波动，提高了机组运行的安全性。

7)减少了机组使用外部蒸汽加热除氧器给水的用量，具有节能的效果；

8)减少了机组对外部蒸汽的依赖，有利于核电机组的安全、稳定运行；

9)降低了启动阶段凝结水的温度，提高了汽轮机的效率；

10)降低了启动阶段凝结水的温度，对精处理系统的安全运行有利；

11)减少了凝泵的出力，具有节能效果。

附图说明

图1为一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统的结构框图。

图中：1-高压缸，2-低压缸，3-第二阀门组，4-第三阀门组，5-第十一阀门组，6-第十二阀门组，7-第十三阀门组，8-第四阀门组，9-第一阀门组，10-第九阀门组，11-第十阀门组，12-汽水分离器，13-蒸发器，14-外部汽源，15-旁路调节阀，16-第五阀门组，17-辅汽联箱，18-第十四阀门组，19-高压加热器，20-凝汽器，21-第十五阀门组，22-辅汽用户，23-第六阀门组，24-第七阀门组，25-机组排水槽，26-第八阀门组，27-给水泵，28-除氧器，29-低压加热器，30-凝结水泵，31-第十七阀门组，32-凝补水系统，33-第十六阀门组，34-精处理系统。

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二回路启停的系统，包括蒸发器13、汽水分离器12、机组排水槽25、除氧器28、凝汽器20、第一阀门组9、第二阀门组3、第三阀门组4、第四阀门组8、第五阀门组16、第六阀门组23、第七阀门组24和第八阀门组26。

其中，蒸发器13的出口接在第一阀门组9的入口，第一阀门组9的出口分为两股，第一股接在第二阀门组3的入口，第二股接在第三阀门组4的入口，第三阀门组4的出口接在汽水分离器12的入口，汽水分离器12的第一出口接在第四阀门组8的入口，汽水分离器12的第二出口接在第五阀门组16的入口，第五阀门组16的出口分为三股，第一股接在第六阀门组23的入口，第二股接在第七阀门组24的入口，第三股接在第八阀门组26的入口，第六阀门组23的出口接在机组排水槽25的入口，第七阀门组24的出口接在凝汽器20的第一入口，第八阀门组26的出口接在除氧器28的第一入口。

此外，本实用新型还包括高压缸1、低压缸2、旁路调节阀15、高压加热器19、辅汽联箱17、低压加热器29、第九阀门组10、第十阀门组11、第十一阀门组5、第十二阀门组6、第十三阀门组7、第十四阀门组18；其中，第二阀门组3和第四阀门组8的出口汇合后分为两股，第一股接到高压缸1的入口，第二股接到旁路调节阀15的入口，从旁路调节阀15前的管道上连接管道，分别接到第九阀门组10、第十二阀门组6、第十四阀门组18的入口，高压缸1的第一出口接到第十阀门组11的入口，高压缸1的第二出口接到第十一阀门组5的入口，高压缸1的第三出口接到低压缸2的入口，低压缸2的第一出口接到第十三阀门组7的入口，第九阀门组10和第十阀门组11的出口汇合后接到高压加热器19的第一入口，第十一阀门组5和第十二阀门组6的出口汇合后接到辅汽联箱17的第一入口，第十四阀门组18和第十三阀门组7的出口汇合后接到低压加热器29的第一入口，低压缸2的第二出口接到凝汽器20的第二入口，旁路调节阀15的出口接到凝汽器20的第三入口，低压加热器29的出口接到除氧器28的第二入口，高压加热器19的出口接在蒸发器13的入口。

进一步，本实用新型还包括凝结水泵30、给水泵27、辅汽用户22、外部汽源14、第十五阀门组21、第十六阀门组33、精处理系统34、凝补水系统32、第十七阀门组31；其中，凝补水系统32接到凝汽器20的第四入口，凝汽器20的出口接到凝结水泵30的入口，凝结水泵30的出口分为两股，第一股接到第十六阀门组33的入口，第二股接到精处理系统34的入口，第十六阀门组33的出口和精处理系统34的出口汇合后接到低压加热器29的第二入口，辅汽联箱17的第一出口接到第十五阀门组21的入口，辅汽联箱的第二出口接到辅汽用户22的入口，外部汽源14的出口接到辅汽联箱的第二入口，第十五阀门组21的出口接到除氧器28的第三入口，除氧器28的出口接到给水泵27的入口，给水泵27的出口接到第十七阀门组31的入口，第十七阀门组31的出口接到高压加热器19的第二入口。

其中，第一阀门组9、第四阀门组8、第五阀门组16由截止阀和调节阀组成，第二阀门组3、第三阀门组4、第六阀门组23、第七阀门组24、第八阀门组26由截止阀组成。

第九阀门组10、第十阀门组11、第十一阀门组5、第十二阀门组6、第十三阀门组7、第十四阀门组18均由截止阀、调节阀、逆止阀组成。

辅汽用户22包括轴封等需要辅汽的用户，外部汽源14包括能给机组提供汽源的电锅炉、相邻机组等，第十五阀门组21、第十七阀门组31由截止阀和调节阀组成，第十六阀门组33由截止阀组成。

工作时，本实用新型包括以下步骤：

1)在二回路启动过程中，由外部汽源14向辅汽联箱17供汽，蒸汽通过第十五阀门组21进入到除氧器28加热给水，除氧器内的水通过给水泵27、第十七阀门组31、高压加热器19进入到蒸发器13，第二阀门组3处于关闭状态，蒸发器13的出口工质通过第一阀门组9、第三阀门组4进入到汽水分离器12，由第一阀门组9中的调节阀维持蒸发器13所需要的压力，由第五阀门组16中的调节阀维持汽水分离器12的水位，由第四阀门组8中的调节阀调整汽水分离器12的压力，辅汽用户22使用辅汽联箱17的蒸汽；

2)在汽水分离器12内的疏水水质未达到回收标准前，汽水分离器12内的水通过第五阀门组16、第六阀门组23排至机组排水槽25；

3)在汽水分离器12内的水质达到回收标准后且汽水分离器12内的压力不高于除氧器28的压力前，汽水分离器12内的水通过第五阀门组16、第七阀门组24排至凝汽器20；

4)在汽水分离器12内的疏水水质达到回收标准后且汽水分离器12内的压力高于除氧器28的压力，汽水分离器2内的疏水通过第五阀门组16、第八阀门组26排至除氧器28；

5)汽水分离器12内的蒸汽通过第四阀门组8、旁路调节阀15进入凝汽器20，由旁路调节阀15控制旁路调节阀15前的压力；

6)当旁路调节阀15前的压力高于低压加热器29汽侧压力后，打开第十四阀门组18中的截止门，用其调节门调整由其进入低压加热器29的蒸汽量，由此控制低压加热器29出口水温；

7)当旁路调节阀15前的压力高于除氧器17的压力后，打开第十二阀门组6中的截止门，用其调节门调整由其进入除氧器的蒸汽量，并逐步减少外部汽源14的供汽量，直至外部汽源完全切除；

8)当旁路调节阀15前的压力高于高压加热器19汽侧压力后，打开第九阀门组10中的截止门，用其调节门调整由其进入高压加热器19的蒸汽量，由此控制高压加热器19出口水温；

9)当高压缸1前的蒸汽参数满足汽轮机冲转要求后，进行汽轮机冲转，在冲转过程中，通过旁路调节阀15调整汽轮机冲转及带负荷所需要的蒸汽量；

10)汽轮机带负荷后，当低压缸2的抽汽压力接近于低压加热器29汽侧额定压力后，关闭第十四阀门组18中的所有阀门，打开第十三阀门组7中的截止阀，用第十三阀门组7中的调节阀调整进入低压加热器29中的蒸汽量，进一步控制低压加热器29出口水的温度；

11)汽轮机带负荷后，当高压缸1的1段抽汽压力接近于高压加热器19汽侧额定压力后，关闭第九阀门组10中的所有阀门，打开第十阀门组11中的截止阀，用第十阀门组11中的调节阀调整进入高压加热器19中的蒸汽量，进一步控制高压加热器19出口水的温度；

12)汽轮机带负荷后，当高压缸1的2段抽汽压力接近于辅汽联箱17的额定压力后，关闭第十二阀门组6中的所有阀门，打开第十一阀门组5中的截止阀，用第十一阀门组5中的调节阀调整进入辅汽联箱17中的蒸汽量，进一步控制辅汽联箱17的压力；

13)当蒸发器13出口工质全部为蒸汽，且过热度高于设定值后，打开第二阀门组3，关闭第三阀门组4，至此二回路启动完成；

14)在二回路停止过程中，随着机组负荷的降低，当蒸发器13出口蒸汽过热度低于设定值后，打开第四阀门组8中的截止门，逐步开大第四阀门组8中的调节门，当第四阀门组8前后压力平衡后，打开第三阀门组4，用第四阀门组8中的调节门调节汽水分离器12的压力，关闭第二阀门组3，用第五阀门组16中的调节阀调整汽水分离器12中的水位，汽水分离器12中的水通过第五阀门组16、第八阀门组26进入到除氧器28；

15)在二回路停止过程中，随着机组负荷的降低，当低压缸2的抽汽压力小于低压加热器29汽侧额定压力后，关闭第十三阀门组7中的所有阀门，打开第十四阀门组18中的截止阀，用第十四阀门组18中的调节阀调整进入低压加热器29中的蒸汽量，进一步控制低压加热器29出口水的温度；

16)在二回路停止过程中，随着机组负荷的降低，当高压缸1的1段抽汽压力小于高压加热器19汽侧额定压力后，关闭第十阀门组11中的所有阀门，打开第九阀门组10中的截止阀，用第九阀门组10中的调节阀调整进入高压加热器19中的蒸汽量，进一步控制高压加热器19出口水的温度；

17)在二回路停止过程中，随着机组负荷的降低，当高压缸1的2段抽汽压力小于辅汽联箱17的额定压力后，关闭第十一阀门组5中的所有阀门，打开第十二阀门组6中的截止阀，用第十二阀门组6中的调节阀调整进入辅汽联箱17中的蒸汽量，进一步控制辅汽联箱17的压力；

18)在汽轮机紧急跳机后，迅速关闭第十阀门组11、第十一阀门组5、第十三阀门组7中的所有阀门，用旁路调节阀15控制主汽门前压力，满足系统要求；打开第十四阀门组18中的截止阀，用第十四阀门组18中的调节阀调整进入低压加热器29中的蒸汽量，进一步控制低压加热器29出口水的温度；打开第九阀门组10中的截止阀，用第九阀门组10中的调节阀调整进入高压加热器19中的蒸汽量，进一步控制高压加热器19出口水的温度；打开第十二阀门组6中的截止阀，用第十二阀门组6中的调节阀调整进入辅汽联箱17中的蒸汽量，进一步控制辅汽联箱17的压力；

19)二回路流量与反应堆功率相匹配，由给水泵27及第十七阀门组31来调整；除氧器29的水位由凝结水泵30来控制；凝汽器20的水位由凝补水系统32来控制；凝汽器20的水质如果超标，关闭第十六阀门组33，水通过精处理系统34处理合格后进入二回路系统。

Claims (7)

1.一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，其特征在于，包括蒸发器(13)、汽水分离器(12)、机组排水槽(25)、除氧器(28)、凝汽器(20)、第一阀门组(9)、第二阀门组(3)、第三阀门组(4)、第四阀门组(8)、第五阀门组(16)、第六阀门组(23)、第七阀门组(24)和第八阀门组(26)；其中，

蒸发器(13)的出口接在第一阀门组(9)的入口，第一阀门组(9)的出口分为两股，第一股接在第二阀门组(3)的入口，第二股接在第三阀门组(4)的入口，第三阀门组(4)的出口接在汽水分离器(12)的入口，汽水分离器(12)的第一出口接在第四阀门组(8)的入口，汽水分离器(12)的第二出口接在第五阀门组(16)的入口，第五阀门组(16)的出口分为三股，第一股接在第六阀门组(23)的入口，第二股接在第七阀门组(24)的入口，第三股接在第八阀门组(26)的入口，第六阀门组(23)的出口接在机组排水槽(25)的入口，第七阀门组(24)的出口接在凝汽器(20)的第一入口，第八阀门组(26)的出口接在除氧器(28)的第一入口。

2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，其特征在于，第一阀门组(9)、第四阀门组(8)和第五阀门组(16)均由截止阀和调节阀组成，第二阀门组(3)、第三阀门组(4)、第六阀门组(23)、第七阀门组(24)和第八阀门组(26)均由截止阀组成。

3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，其特征在于，还包括高压缸(1)、低压缸(2)、旁路调节阀(15)、高压加热器(19)、辅汽联箱(17)、低压加热器(29)、第九阀门组(10)、第十阀门组(11)、第十一阀门组(5)、第十二阀门组(6)、第十三阀门组(7)和第十四阀门组(18)；其中，

第二阀门组(3)和第四阀门组(8)的出口汇合后分为两股，第一股接到高压缸(1)的入口，第二股接到旁路调节阀(15)的入口，从旁路调节阀(15)前的管道上连接管道，分别接到第九阀门组(10)、第十二阀门组(6)、第十四阀门组(18)的入口，高压缸(1)的第一出口接到第十阀门组(11)的入口，高压缸(1)的第二出口接到第十一阀门组(5)的入口，高压缸(1)的第三出口接到低压缸(2)的入口，低压缸(2)的第一出口接到第十三阀门组(7)的入口，第九阀门组(10)和第十阀门组(11)的出口汇合后接到高压加热器(19)的第一入口，第十一阀门组(5)和第十二阀门组(6)的出口汇合后接到辅汽联箱(17)的第一入口，第十四阀门组(18)和第十三阀门组(7)的出口汇合后接到低压加热器(29)的第一入口，低压缸(2)的第二出口接到凝汽器(20)的第二入口，旁路调节阀(15)的出口接到凝汽器(20)的第三入口，低压加热器(29)的出口接到除氧器(28)的第二入口，高压加热器(19)的出口接在蒸发器(13)的入口。

4.根据权利要求3所述的一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，其特征在于，第九阀门组(10)、第十阀门组(11)、第十一阀门组(5)、第十二阀门组(6)、第十三阀门组(7)和第十四阀门组(18)均由截止阀、调节阀和逆止阀组成。

5.根据权利要求3所述的一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，其特征在于，还包括凝结水泵(30)、给水泵(27)、辅汽用户(22)、外部汽源(14)、第十五阀门组(21)、第十六阀门组(33)、精处理系统(34)、凝补水系统(32)和第十七阀门组(31)；其中，

凝补水系统(32)接到凝汽器(20)的第四入口，凝汽器(20)的出口接到凝结水泵(30)的入口，凝结水泵(30)的出口分为两股，第一股接到第十六阀门组(33)的入口，第二股接到精处理系统(34)的入口，第十六阀门组(33)的出口和精处理系统(34)的出口汇合后接到低压加热器(29)的第二入口，辅汽联箱(17)的第一出口接到第十五阀门组(21)的入口，辅汽联箱的第二出口接到辅汽用户(22)的入口，外部汽源(14)的出口接到辅汽联箱的第二入口，第十五阀门组(21)的出口接到除氧器(28)的第三入口，除氧器(28)的出口接到给水泵(27)的入口，给水泵(27)的出口接到第十七阀门组(31)的入口，第十七阀门组(31)的出口接到高压加热器(19)的第二入口。

6.根据权利要求5所述的一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，其特征在于，辅汽用户(22)包括轴封需要辅汽的用户，外部汽源(14)包括能给机组提供汽源的电锅炉和相邻机组。

7.根据权利要求5所述的一种高温气冷堆核电机组二回路启停的系统，其特征在于，第十五阀门组(21)、第十七阀门组(31)均由截止阀和调节阀组成，第十六阀门组(33)由截止阀组成。

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