CN216311355U - 一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，属于核电技术领域，包括：蒸汽发生器，反应堆和主氦风机；汽轮机和凝汽器；第二管路，给水泵和除氧器；电锅炉；汽水分离器；第五管路；第六管路，第三阀门。本发明提供的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，将电锅炉产生的蒸汽通入除氧器内，提高除氧器内水的温度，给水泵使水进入蒸汽发生器二次侧，电锅炉产生的蒸汽通入汽水分离器内，控制汽水分离器压力大于除氧器压力，将汽水分离器内给水利用压差通入至除氧器；主氦风机驱动氦气在蒸发器一次侧进行循环，升温过程中二回路给水温度始终大于一回路冷却剂温度，二回路实现对一回路的反向循环加热，使其尽快达到启堆条件。

Description

一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统

技术领域

本发明涉及核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统。

背景技术

高温气冷堆蒸汽发生器为传热管式换热器，正常运行时管侧为二回路给水，壳侧为一回路冷却剂氦气，反应堆加热一回路氦气，高温氦气加热二回路给水产生蒸汽推动汽轮机发电机组发电。

高温气冷堆在停堆状态下启堆时，反应堆堆芯温度需要达到150℃以上才能进行操作。在对反应堆堆芯提升温度时，主氦风机旋转推动冷却剂氦气摩擦生热，提供能量将一回路冷却剂氦气加热至150℃以上，而仅依靠主氦风机推动冷却剂氦气摩擦生热，加热效率低，需要将近20个小时才能将一回路冷却剂加热至需求温度，加热时间长，浪费能源。

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主氦风机对一回路冷却剂加热时间长，效率低的缺陷，从而提供一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，包括：

蒸汽发生器，一侧连通有反应堆和主氦风机；

另一侧连通有汽轮机和凝汽器，所述蒸汽发生器与汽轮机之间通过第一管路连通，所述第一管路上设有第一阀门；

所述蒸汽发生器与凝汽器之间设有第二管路，所述第二管路上设有给水泵和除氧器，所述给水泵靠近所述蒸汽发生器设置；

电锅炉，通过第三管路与所述除氧器连通；

汽水分离器，通过第四管路与所述凝汽器连通，所述第四管路上设有第二阀门；

第五管路，一端连接在所述汽水分离器上，另一端连接在所述第一管路上，且所述第五管路在第一管路上的连接位置位于所述蒸汽发生器与所述第一阀门之间；

所述汽水分离器与所述除氧器之间设有第六管路，所述第六管路上设有第三阀门。

可选的，所述电锅炉与汽水分离器之间设有第七管路，所述第七管路上设有第四阀门。

可选的，所述第七管路上设有第一调节阀。

可选的，所述第六管路上设有第二调节阀。

可选的，所述第三管路上设有第五阀门和第三调节阀。

可选的，所述第四管路上设有第四调节阀。

可选的，所述第五管路上设有第六阀门。

可选的，所述第一管路上还设有第七阀门，所述第七阀门设置在所述第五管路在第一管路上的连接位置与所述蒸汽发生器之间。

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反向循环加热提升堆芯温度系统，先启动电锅炉，将电锅炉产生的蒸汽通入除氧器内，提高除氧器内水的温度，再通过给水泵提升压力使水进入蒸汽发生器二次侧，经过第五管路进入汽水分离器，汽水分离器内给水进入凝汽器冷却至30℃左右，冷却后的给水进入除氧器内形成大循环；同时，主氦风机驱动氦气在蒸发器一次侧进行循环，升温过程中二回路给水温度始终大于一回路冷却剂温度，二回路实现对一回路的反向加热，使其尽快达到启堆条件。

2.本发明提供的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，形成大循环后除氧器继续升温，电锅炉产生的蒸汽通过第七管路进入汽水分离器，通过第一调节阀控制汽水分离器内的压力高于除氧器内的压力；汽水分离器内水质合格后，关闭第二阀门、打开第三阀门，汽水分离器内给水利用压差进入除氧器，二回路给水形成除氧器-给水泵-蒸汽发生器-汽水分离器-除氧器循环运行，持续对一回路内冷却剂进行反向加热。

3.本发明提供的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，二回路实现循环运行后，通过第二调节阀控制汽水分离器液位，辅助电锅炉仅需要维持汽水分离器及除氧器压力，辅助电锅炉可以低功率运行，节省大量电费。

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为本发明实施例提供的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、除氧器；2、给水泵；3、电锅炉；4、蒸汽发生器；5、反应堆；6、主氦风机；7、汽水分离器；8、汽轮机；9、凝汽器；10、第一管路；11、第二管路；12、第三管路；13、第四管路；14、第五管路；15、第六管路；16、第七管路；17、第一阀门；18、第二阀门；19、第三阀门；20、第四阀门；21、第五阀门；22、第六阀门；23、第七阀门；24、第一调节阀；25、第二调节阀；26、第三调节阀；27、第四调节阀。

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”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”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

本实施例提供了高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统的一种具体的实施方式，如图1所示，该系统包括除氧器1、给水泵2、电锅炉3、蒸汽发生器4、反应堆5、主氦风机6、汽水分离器7、汽轮机8和凝汽器9；其中，反应堆5和主氦风机6设置在蒸汽发生的一次侧，其余装置设置在蒸汽发生器4的二次侧，形成二回路。蒸汽发生器4的出口端通过第一管路10与汽轮机8连通，第一管路10上设有第一阀门17；蒸汽发生器4的进口端通过第二管路11与凝汽器9连通，第二管路11上设有给水泵2和除氧器1，给水泵2靠近蒸汽发生器4设置；电锅炉3通过第三管路12与除氧器1连通；汽水分离器7通过第四管路13与凝汽器9连通，第四管路13上设有第二阀门18；汽水分离器7与第一管路10之间设有第五管路14，第五管路14的一端连接在汽水分离器7上，另一端连接在第一管路10上，并且第五管路14在第一管路10上的连接位置处于蒸汽发生器4和第一阀门17之间；汽水分离器7通过第六管路15与除氧器1连通，第六管路15上设有第三阀门19。在工作时，先启动电锅炉3，将电锅炉3产生的蒸汽通入除氧器1内，提高除氧器1内水的温度，再通过给水泵2提升压力使水进入蒸汽发生器4二次侧，经过第五管路14进入汽水分离器7，汽水分离器7内给水进入凝汽器9冷却至30℃左右，冷却后的给水进入除氧器1内形成大循环；同时，主氦风机6驱动氦气在蒸发器一次侧进行循环，升温过程中二回路给水温度始终大于一回路冷却剂温度，二回路实现对一回路的反向加热，使其尽快达到启堆条件。

本实施例中，电锅炉3与汽水分离器7之间设有第七管路16，第七管路16上设有第四阀门20和第一调节阀24；形成大循环后除氧器1继续升温，电锅炉3产生的蒸汽通过第七管路16进入汽水分离器7，通过第一调节阀24控制汽水分离器7内的压力高于除氧器1内的压力；汽水分离器7内水质合格后，关闭第二阀门18、打开第三阀门19，汽水分离器7内给水利用压差进入除氧器1，二回路给水形成除氧器1-给水泵2-蒸汽发生器4-汽水分离器7-除氧器1循环运行，持续对一回路内冷却剂进行反向加热。

具体的，第六管路15上设有第二调节阀25，通过第二调节阀25可以控制汽水分离器7内的液位。

本实施例中，第三管路12上设有第五阀门21和第三调节阀26，第四管路13上设有第四调节阀27，第五管路14上设有第六阀门22，第一管路10上还设有第七阀门23，第七阀门23设置在第五管路14在第一管路10上的连接位置与蒸汽发生器4之间。

工作过程：

所有阀门与调节阀均处于关闭状态，首先开启第五阀门21、第七阀门23、第六阀门22、第二阀门18及第三调节阀26、第四调节阀27；其次启动电锅炉3，电锅炉3产生的蒸汽通过第三管路12进入除氧器1内，第三调节阀26可以调节进入除氧器1内的蒸汽量；蒸汽对除氧器1内的给水升温至105℃左右，给水泵2提升给水压力进入蒸汽发生器4二次侧，给水经蒸汽发生器4后通过第五管路14进入汽水分离器7内，汽水分离器7内给水通过第四管路13进入凝汽器9内，凝汽器9将给水冷却至30℃左右，冷却后的给水再次进入除氧器1内，二回路形成大循环。

一回路中主氦风机6驱动氦气在蒸汽发生器4一次侧进行循环升温，升温过程中二回路给水温度始终大于一回路冷却剂氦气温度约20℃，二回路对一回路进行反向加热。升温过程中控制给水流量及主氦风机6转速，避免一回路冷却剂氦气升温不超过运行限值。

除氧器1温度提升至160℃左右后，开启第四阀门20、第一调节阀24，使得电锅炉3产生的蒸汽部分进入汽水分离器7内，通过第一调节阀24控制汽水分离器7内的压力高于除氧器1内的压力；当汽水分离器7内水质合格后，关闭第二阀门18、开启第三阀门19，汽水分离器7内给水通过压差进入除氧器1内，通过第二调节阀25控制汽水分离器7内给水液位。二回路给水形成除氧器1-给水泵2-蒸汽发生器4-汽水分离器7-除氧器1循环运行。在此循环运行过程中，二回路给水温度始终高于一回路冷却剂氦气温度约20℃，二回路对一回路进行反向循环加热。二回路实现循环运行后，电锅炉3仅需维持汽水分离器7及除氧器1内压力，电锅炉3实现低功率运行，直至一回路氦气温度达到150℃，反应堆5具备启动条件。

最后，反应堆5启动后，一回路氦气温度高于二回路给水温度，一回路氦气将二回路给水加热成过热蒸汽，蒸汽参数满足冲转条件后，关闭第六阀门22、第四阀门20，并开启第一阀门17，蒸汽发生器4内的过热蒸汽通过第一管路10进行汽轮机8进行发电，汽轮机8排气进入凝汽器9，凝汽器9冷凝水进入除氧器1，电锅炉3通过第三调节阀26维持给水温度，形成电厂正常循环。

通过上述二回路给水循环运行同时反向加热一回路，可以大大提高启堆速度，快速完成对堆芯的加热，使其具备启堆条件。

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 (8)

1.一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，包括：

蒸汽发生器(4)，一侧连通有反应堆(5)和主氦风机(6)；

另一侧连通有汽轮机(8)和凝汽器(9)，所述蒸汽发生器(4)与汽轮机(8)之间通过第一管路(10)连通，所述第一管路(10)上设有第一阀门(17)；

所述蒸汽发生器(4)与凝汽器(9)之间设有第二管路(11)，所述第二管路(11)上设有给水泵(2)和除氧器(1)，所述给水泵(2)靠近所述蒸汽发生器(4)设置；

电锅炉(3)，通过第三管路(12)与所述除氧器(1)连通；

汽水分离器(7)，通过第四管路(13)与所述凝汽器(9)连通，所述第四管路(13)上设有第二阀门(18)；

第五管路(14)，一端连接在所述汽水分离器(7)上，另一端连接在所述第一管路(10)上，且所述第五管路(14)在第一管路(10)上的连接位置位于所述蒸汽发生器(4)与所述第一阀门(17)之间；

所述汽水分离器(7)与所述除氧器(1)之间设有第六管路(15)，所述第六管路(15)上设有第三阀门(19)。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，所述电锅炉(3)与汽水分离器(7)之间设有第七管路(16)，所述第七管路(16)上设有第四阀门(20)。

3.根据权利要求2所述的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，所述第七管路(16)上设有第一调节阀(24)。

4.根据权利要求1所述的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，所述第六管路(15)上设有第二调节阀(25)。

5.根据权利要求1所述的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，所述第三管路(12)上设有第五阀门(21)和第三调节阀(26)。

6.根据权利要求1所述的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，所述第四管路(13)上设有第四调节阀(27)。

7.根据权利要求1所述的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，所述第五管路(14)上设有第六阀门(22)。

8.根据权利要求1所述的高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统，其特征在于，所述第一管路(10)上还设有第七阀门(23)，所述第七阀门(23)设置在所述第五管路(14)在第一管路(10)上的连接位置与所述蒸汽发生器(4)之间。

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