CN213395249U - 一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置 - Google Patents

Abstract

一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，包括彼此连接的核反应堆和蒸汽发生器，蒸汽发生器的工质出口侧通过出口管路与汽水分离器工质进口侧连接，汽水分离器工质出口侧一支与凝汽器第一进口连通，另一支分为第一蒸汽管路及第二蒸汽管路，第一蒸汽管路的蒸汽出口侧与凝汽器第二进口连通；第二蒸汽管路的蒸汽出口侧分两支，分别与汽轮发电机两侧的蒸汽进口连通，汽轮发电机蒸汽出口与凝汽器第三进口连通，凝汽器出水口与蒸汽发生器进水口连通；汽水分离器在线运行并作为工质通道，通过调节核反应堆的功率、旁路阀门的开度、疏水管路阀门的开度、汽轮发电机上阀门开度和水泵的功率，实时匹配蒸汽发生器出口工质和汽轮发电机蒸汽压力、温度、流量，避免了外置式启停堆装置进口管路的阀门定压节流损失和热备用蒸汽、冷却蒸汽的能量损失；结构合理、运行高效节能。

Description

一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置

技术领域

本实用新型涉及核反应堆技术领域，特别涉及一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置。

背景技术

目前，高温气冷堆电站采用两个核蒸汽供应装置模块(Nuclear Steam SupplySystem，简称NSSS)对应一台汽轮发电机的配置模式，设有一回路和二回路装置。其中，每个NSSS模块包括彼此连接的一座核反应堆和一台蒸汽发生器。一回路的工质将核反应堆产生的热量在蒸汽发生器内传递给二回路工质；二回路工质在蒸汽发生器内与一回路工质发生表面换热，产生过热蒸汽传输至汽轮发电机做功，然后排入凝汽器进行冷凝，形成的凝结水返回至蒸汽发生器中，完成朗肯循环。

高温气冷堆核电站NSSS模块蒸汽发生器二回路(本文简称“NSSS二回路”)出口处的工质状态包括依次产生的过冷水、饱和蒸汽和过热蒸汽，但汽轮发电机需要合格的过热蒸汽将热能转换成电能。

现有技术要求蒸汽发生器的出口压力维持在额定值时，才能产生合格的过热蒸汽。为使NSSS二回路出口处蒸汽和汽轮发电机所需的蒸汽压力、温度、流量匹配，现有技术采用了外置式汽水分离器的启停堆装置(简称“外置式启停堆装置”)(专利申请号CN201710150007.5)，用以匹配NSSS二回路定压力、定流量(即在机组启停过程中，维持高温气冷堆二回路的出口压力为额定压力，给水流量为恒定启动流量)和汽轮发电机滑压的启停方式(即启动时，压力是逐渐增大的，关停时，压力则是逐渐减小的)。

常规电站直流锅炉启停要求从定压、定流量发展为滑压、定流量。高温气冷堆电站蒸汽发生器出口工质状态变化与常规电站直流锅炉一致，所以随着技术的不断发展，高温气冷堆电站蒸汽发生器出口工质参数启停要求也将从定压、定流量发展为滑压、定流量。

现有高温气冷堆电站启停堆装置基于目前技术要求采用了外置式启停堆装置，用以匹配NSSS二回路和汽轮发电机的不同启停方式，存在启停堆装置调节阀门开度产生的定压节流损失；在启停堆装置热备用(外置式启停堆装置在机组正常运行过程中为隔离热备用状态)过程中为匹配NSSS二回路出口蒸汽参数和启停堆装置汽水分离器金属壁温要求，需采用适宜参数的热蒸汽进行暖管，导致该工质做功减少，造成不必要的能量损失；在高温堆紧急停堆时，需要冷却蒸汽对启停堆装置进行冷却，造成不必要的能量损失。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，能够解决出口工质与汽轮发电机的蒸汽压力、温度、流量相匹配，避免了外置式启停堆装置进口管路的阀门定压节流损失和热备用蒸汽、冷却蒸汽的能量损失，具有结构合理、运行高效及节能的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，包括彼此连接的核反应堆1和蒸汽发生器2，所述蒸汽发生器2的工质出口侧通过出口管路21与汽水分离器3的工质进口侧相连接，汽水分离器3的工质出口侧分为两支，其中一支通过疏水管路31及疏水管路阀门6将过冷水或分离后的疏水送至凝汽器5第一进口I，另一支分为第一蒸汽管路32及第二蒸汽管路33，第一蒸汽管路32的蒸汽出口侧通过旁路阀门7将蒸汽送至凝汽器5第二进口II；第二蒸汽管路33的蒸汽出口侧分两支，分别与汽轮发电机4两侧的蒸汽进口相连通，汽轮发电机4的蒸汽出口与凝汽器5的第三进口III相连通；凝汽器5的出水口通过水泵8与蒸汽发生器2的进水口相连通。

所述工质包括过冷水、饱和蒸汽和过热蒸汽。

所述汽水分离器3为立式汽水分离器。

本实用新型具有以下有益效果：

NSSS(核反应堆1和蒸汽发生器2)和汽轮发电机4启停和正常运行两种运行方式中，高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，在NSSS二回路的蒸汽发生器2内的工质状态分别为过冷水、饱和蒸汽和过热蒸汽三个阶段，汽水分离器3均在线运行并作为工质通道，通过调节核反应堆1的功率、旁路阀门7的开度、疏水管路阀门6的开度、汽轮发电机4的阀门开度和水泵8的功率，实时匹配蒸汽发生器2出口工质和汽轮发电机4蒸汽压力、温度、流量，避免了外置式启停堆装置进口管路的阀门定压节流损失和热备用蒸汽、冷却蒸汽的能量损失。

综上所述，本实用新型具有结构合理、运行高效及节能的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、核反应堆；2、蒸汽发生器；21、进口管路；3、汽水分离器；31、疏水管路；32、第一蒸汽管路；33、第二蒸汽管路；4、汽轮发电机；41、高压缸；42、联通管路；43、低压缸；5、凝汽器；6、疏水管路阀门；7、旁路阀门；8、水泵；I、第一进口；II、第二进口；III、第三进口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细叙述。

参见图1，一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，包括彼此连接的核反应堆1和蒸汽发生器2，所述蒸汽发生器2的工质出口侧通过出口管路21与汽水分离器3的工质进口侧相连接，汽水分离器3的工质出口侧分为两支，其中一支通过疏水管路31及疏水管路阀门6将过冷水或分离后的疏水送至凝汽器5第一进口I，另一支分为第一蒸汽管路32及第二蒸汽管路33，第一蒸汽管路32的蒸汽出口侧通过旁路阀门7将蒸汽送至凝汽器5的第二进口II；第二蒸汽管路33的蒸汽出口侧分两支，分别与汽轮发电机4两侧蒸汽进口相连通，汽轮发电机4的蒸汽出口与凝汽器5的第三进口III相连通；凝汽器5的出水口通过水泵8与蒸汽发生器2的进水口相连通。

所述工质包括过冷水、饱和蒸汽和过热蒸汽。

所述汽轮发电机4包括高压缸41和低压缸43，高压缸的蒸汽出口侧通过联通管路42与低压缸43的蒸汽进口侧相连接。

所述汽水分离器3为立式汽水分离器，所述汽水分离器3作为汽轮发电机4启停和正常运行过程中的工质传输通道，一直在线运行。

本实用新型工作原理为：

NSSS(核反应堆1及蒸汽发生器2)和汽轮发电机4运行方式分为启停和正常运行两种。NSSS和汽轮发电机4启停过程中，NSSS采用滑压、定流量的启停方式，汽轮发电机4采用滑压的启停方式。正常运行过程中，NSSS和汽轮发电机4采用机跟堆的方式，蒸汽压力、温度、流量相匹配。

本实用新型蒸汽发生器2出口处工质状态分为过冷水、饱和蒸汽和过热蒸汽三个阶段；过冷水、饱和蒸汽仅发生在NSSS和汽轮发电机启停的过程中；过热蒸汽阶段发生在NSSS和汽轮发电机启停和正常运行的过程中。

在过冷水、饱和蒸汽和过热蒸汽阶段，也同时为NSSS和汽轮发电机启停和正常运行过程，汽水分离器3均作为工质通道，一直在线运行，且实时对汽水进行分离；其内部根据水的状态分为湿态、干湿转换、干态。

在过冷水阶段(汽水分离器湿态)(也同时为NSSS和汽轮发电机4启停过程)，蒸汽发生器2的工质通过进口管路21和汽水分离器3，进入疏水管路31，经疏水管路阀门6调节、降压降温后排至凝汽器5内，此时汽水分离器3处于湿态，无蒸汽分离出来，旁路阀门7和汽轮发电机4均处于关闭状态。

在饱和蒸汽阶段和过热蒸汽初期(汽水分离器干湿转换状态，也同时为NSSS和汽轮发电机4启停过程)，蒸汽发生器2中的工质通过进口管路21和汽水分离器3，分离后的疏水进入疏水管路31，经疏水管路阀门6调节、降压降温后排至凝汽器5内；分离后的蒸汽进入第一蒸汽管路32，经旁路阀门7调节、降压降温后排至凝汽器5内。

在过热蒸汽阶段(汽水分离器3干态)，且在汽轮发电机4启停过程中，蒸汽发生器2中的工质通过进口管路21和汽水分离器3，经过第一蒸汽管路32及调节旁路阀门7调节、降压降温后和第二蒸汽管路33将过热蒸汽全部或者部分排入汽轮发电机4和凝汽器5内；此时汽水分离器3处于干态，无疏水分离出来，疏水管路阀门6关闭。

在过热蒸汽阶段(汽水分离器3干态)，且在汽轮发电机4正常运行过程中，蒸汽发生器2出口处工质通过进口管路21、汽水分离器3，经过第二蒸汽管路33将过热蒸汽全部排入汽轮发电机4内；NSSS和汽轮发电机采用机跟堆的方式，蒸汽压力、温度、流量相匹配；此时汽水分离器3处于干态，无疏水分离出来，疏水管路阀门6关闭。

在以上三个阶段和两种运行方式中，汽水分离器3均在线运行并作为工质通道，通过调节核反应堆1的功率、旁路阀门7的开度、疏水管路阀门6的开度、汽轮发电机4的阀门开度和水泵8的功率，实现NSSS二回路蒸汽发生器2出口处工质与汽轮发电机4的蒸汽压力、温度、流量相匹配。

以上所述的本实用新型实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，包括彼此连接的核反应堆(1)和蒸汽发生器(2)，其特征在于：所述蒸汽发生器(2)的工质出口侧通过出口管路(21)与汽水分离器(3)的工质进口侧相连接，汽水分离器(3)的工质出口侧分为两支，其中一支通过疏水管路(31)及疏水管路阀门(6)将过冷水或分离后的疏水送至凝汽器(5)的第一进口(I)，另一支分为第一蒸汽管路(32)及第二蒸汽管路(33)，第一蒸汽管路(32)的蒸汽出口侧通过旁路阀门(7)将蒸汽送至凝汽器(5)的第二进口(II)；第二蒸汽管路(33)的蒸汽出口侧分两支，分别与汽轮发电机(4)两侧的蒸汽进口相连通，汽轮发电机(4)的蒸汽出口与凝汽器(5)的第三进口(III)相连通；凝汽器(5)的出水口通过水泵(8)与蒸汽发生器(2)的进水口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，其特征在于：所述工质包括过冷水、饱和蒸汽和过热蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆二回路的内置式启停堆装置，其特征在于：所述汽水分离器(3)为立式汽水分离器。

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