CN219160314U - 一种核电站给水加热汽源热备用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供核电站给水加热汽源热备用系统，包括除氧器、高压加热器、主给水泵、蒸汽发生器、汽轮发电机组、一级抽汽管道、一级抽汽隔离阀、电锅炉、辅助蒸汽管道、出口蒸汽调阀、第一加热蒸汽调阀、加热蒸汽管道、第二加热蒸汽调阀、热备用蒸汽管道和热备用蒸汽调阀；所述除氧器、所述高压加热器、所述蒸汽发生器依次连接，所述除氧器与所述高压加热器之间设置有主给水泵，所述主给水泵用于将所述除氧器内给水泵送至所述高压加热器和所述蒸汽发生器；所述汽轮发电机组通过所述一级抽汽管道与所述高压加热器连接。本实用新型的一个技术效果在于，设计合理，不仅为高压加热器提供了备用加热汽源，避免给水温度快速下降，又降低了电锅炉的能耗。

Description

一种核电站给水加热汽源热备用系统

技术领域

本实用新型属于高温气冷堆技术领域，具体涉及一种核电站给水加热汽源热备用系统。

背景技术

高温气冷堆蒸汽发生器为国内首个投入使用的直流螺旋管蒸汽发生器，功率运行时，出口为过热蒸汽，温度达到540℃以上。相较于压水堆蒸汽发生器，直流蒸汽发生器热容量小，对给水温度稳定性要求高。

高温气冷堆给水加热系统加热方式为：启动期间辅助电锅炉产生蒸汽加热除氧器，正常运行时汽轮机一级抽汽加热高压加热器，汽轮机二级抽汽加热除氧器，辅助电锅炉作为除氧器的备用加热汽源。辅助电锅炉在机组正常运行时需要处于热备用状态，紧急情况下，快速启动用于供应轴封蒸汽和除氧器加热蒸汽。目前电锅炉热备使用电加热来维持一定的压力和温度，长期热备用耗能较大。

高压加热器没有备用汽源，在快速甩负荷或汽轮机停机时，一级抽汽汽源丧失，高压出口给水温度快速下降35℃以上，超过了蒸汽发生器运行要求的温度变化速率10℃/h，容易对设备造成冷冲击，同时给水温度快速下降对一回路过度冷却存在引起氦压负变化率高误停堆风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种核电站给水加热汽源热备用系统的新技术方案。

根据本申请的一个方面，提供了一种核电站给水加热汽源热备用系统，包括：

除氧器、高压加热器、主给水泵和蒸汽发生器，所述除氧器、所述高压加热器、所述蒸汽发生器依次连接，所述除氧器与所述高压加热器之间设置有主给水泵，所述主给水泵用于将所述除氧器内给水泵送至所述高压加热器和所述蒸汽发生器；

汽轮发电机组、一级抽汽管道和一级抽汽隔离阀，所述汽轮发电机组通过所述一级抽汽管道与所述高压加热器连接，所述一级抽汽隔离阀设置于所述一级抽汽管道；

电锅炉、辅助蒸汽管道、出口蒸汽调阀和第一加热蒸汽调阀，所述辅助蒸汽管道的输入端与所述电锅炉连接，输出端与所述除氧器连接；所述辅助蒸汽管道靠近所述电锅炉的一端设置有所述出口蒸汽调阀；所述辅助蒸汽管道靠近所述除氧器的一端设置有所述第一加热蒸汽调阀；

加热蒸汽管道和第二加热蒸汽调阀，所述加热蒸汽管道的一端与所述辅助蒸汽管道形成第一连接点，所述第一连接点位于所述出口蒸汽调阀和所述第一加热蒸汽调阀之间；所述加热蒸汽管道的另一端与所述一级抽汽管道之间形成第二连接点，所述第二连接点位于所述一级抽汽隔离阀远离所述汽轮发电机组的一侧；所述第二加热蒸汽调阀设置于所述加热蒸汽管道；

热备用蒸汽管道和热备用蒸汽调阀，所述热备用蒸汽管道的一端与电锅炉的外筒连接，另一端与所述辅助蒸汽管道形成第三连接点，所述第三连接点位于所述出口蒸汽调阀与所述第一连接点之间；且所述热备用蒸汽调阀设置于所述热备用蒸汽管道。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括二级抽汽管道；

所述汽轮发电机组通过所述二级抽汽管道与所除氧器连接。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括二级抽汽隔离阀；所述二级抽汽隔离阀设置于所述二级抽汽管道。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括：

凝汽器和凝结水管道，所述凝汽器的输入端与所述汽轮发电机组连接，输出端通过所述凝结水管道与所述除氧器连接。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括：

主蒸汽管道，所述主蒸汽管道的输入端与所述蒸汽发生器连接，输出端与所述汽轮发电机组连接。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括循环管道和循环泵；

所述循环管道的一端连接所述电锅炉的外筒，另一端与所述电锅炉的内筒连接；所述循环泵设置于所述循环管道，用于将所述电锅炉的外筒内的水泵送至所述电锅炉的内筒中。

可选地，在所述电锅炉的热备用期间，所述循环泵每小时运行的时间为5分钟。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括放水阀；

所述放水阀设置于所述电锅炉的内筒，打开所述放水阀，所述电锅炉的内筒内的水流入所述电锅炉的外筒中。

本申请的一个技术效果在于：

在本申请实施例中，该核电站给水加热汽源热备用系统能够在电锅炉出口的辅助蒸汽管道上引出加热蒸汽管道至高压加热器，并引出热备用蒸汽管道接至电锅炉的外筒。一方面，在机组正常运行时，能够从汽轮发电机组抽取少部分一级抽汽依次通过一级抽汽管道、加热蒸汽管道、热备用蒸汽管道至电锅炉，以维持电锅炉热备用状态；另一方面，在发生快速甩负荷或汽轮发电机组停机时，电锅炉快速启动，供汽至高压加热器和除氧器，用于加热给水，防止给水温度快速下降，避免造成蒸汽发生器冷冲击或者反应堆误停堆。

因此，该核电站给水加热汽源热备用系统具有以下优点：

第一、相较于现有的电锅炉使用电加热进行长期热备用，该系统使用汽轮机一级抽汽作为加热汽源，使电锅炉处于热备用状态，节省大量电费。

第二、为高压加热器提供了备用加热汽源，针对高压加热器热容小，在失去抽汽加热汽源时，第一步使用电锅炉给水闪蒸蒸汽供汽，第二步电锅炉启动后持续供应加热蒸汽，保证了对给水加热的稳定性，避免给水温度快速下降。

第三、循环泵每小时运行5分钟，用于将电锅炉的外筒内的水泵入内筒，通过内筒上的放水阀再进入外筒进行搅混，防止电锅炉内热分层导致内部温度不均匀，提高热备用效果。

第四、供汽管道内蒸汽处于流动状态，管道热备用效果好，快速供汽时不需要暖管，缩短供汽时间。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的一种核电站给水加热汽源热备用系统的结构示意图。

图中：1、电锅炉；2、出口蒸汽调阀；3、第一加热蒸汽调阀；4、除氧器；5、第二加热蒸汽调阀；6、热备用蒸汽调阀；7、循环泵；8、主给水泵；9、高压加热器；10、蒸汽发生器；11、汽轮发电机组；12、凝汽器；13、一级抽汽隔离阀；14、二级抽汽隔离阀；15、凝结水管道；16、主给水管道；17、主蒸汽管道；18、循环管道；19、辅助蒸汽管道；20、二级抽汽管道；21、一级抽汽管道；22、加热蒸汽管道；23、热备用蒸汽管道。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例提供一种核电站给水加热汽源热备用系统，包括：

除氧器4、高压加热器9、主给水泵8和蒸汽发生器10，所述除氧器4、所述高压加热器9、所述蒸汽发生器10依次连接，所述除氧器4与所述高压加热器9之间设置有主给水泵8，所述主给水泵8用于将所述除氧器4内给水泵送至所述高压加热器9和所述蒸汽发生器10；其中，高压加热器9通过主给水管道16与蒸汽发生器10连接；

汽轮发电机组11、一级抽汽管道21和一级抽汽隔离阀13，所述汽轮发电机组11通过所述一级抽汽管道21与所述高压加热器9连接，所述一级抽汽隔离阀13设置于所述一级抽汽管道21；其中，汽轮发电机组11通过一级抽汽管道21向高压加热器9供汽，以对高压加热器9内的给水进行加热；一级抽汽隔离阀13用于控制高压加热器9的蒸汽供应；

电锅炉1、辅助蒸汽管道19、出口蒸汽调阀2和第一加热蒸汽调阀3，所述辅助蒸汽管道19的输入端与所述电锅炉1连接，输出端与所述除氧器4连接；所述辅助蒸汽管道19靠近所述电锅炉1的一端设置有所述出口蒸汽调阀2；所述辅助蒸汽管道19靠近所述除氧器4的一端设置有所述第一加热蒸汽调阀3；其中，电锅炉1产生的蒸汽通过辅助蒸汽管道19向除氧器4供汽，以对除氧器4内的给水进行加热；第一加热蒸汽调阀3用于控制除氧器4压力；出口蒸汽调阀2用于控制阀后蒸汽压力；

加热蒸汽管道22和第二加热蒸汽调阀5，所述加热蒸汽管道22的一端与所述辅助蒸汽管道19形成第一连接点，所述第一连接点位于所述出口蒸汽调阀2和所述第一加热蒸汽调阀3之间；所述加热蒸汽管道22的另一端与所述一级抽汽管道21之间形成第二连接点，所述第二连接点位于所述一级抽汽隔离阀13远离所述汽轮发电机组11的一侧；所述第二加热蒸汽调阀5设置于所述加热蒸汽管道22；加热蒸汽管道22和第二加热蒸汽调阀5用于实现电锅炉1对高压加热器9的热备用；

热备用蒸汽管道23和热备用蒸汽调阀6，所述热备用蒸汽管道23的一端与电锅炉1的外筒连接，另一端与所述辅助蒸汽管道19形成第三连接点，所述第三连接点位于所述出口蒸汽调阀2与所述第一连接点之间；且所述热备用蒸汽调阀6设置于所述热备用蒸汽管道23。

即，在停运电锅炉1时，关闭出口蒸汽调阀2，微开第二加热蒸汽调阀5，打开热备用蒸汽调阀6，一部分一级抽汽通过加热蒸汽管道22、热备用蒸汽管道23进入电锅炉1的外筒，从而使得电锅炉1不使用电加热器维持热备用状态，节省了大量电费。

在本申请实施例中，该核电站给水加热汽源热备用系统能够在电锅炉1出口的辅助蒸汽管道19上引出加热蒸汽管道22至高压加热器9，并引出热备用蒸汽管道23接至电锅炉1的外筒。一方面，在机组正常运行时，能够从汽轮发电机组11抽取少部分一级抽汽依次通过一级抽汽管道21、加热蒸汽管道22、热备用蒸汽管道23至电锅炉1，以维持电锅炉1热备用状态；另一方面，在发生快速甩负荷或汽轮发电机组11停机时，电锅炉1快速启动，供汽至高压加热器9和除氧器4，用于加热给水，防止给水温度快速下降，避免造成蒸汽发生器10冷冲击或者反应堆误停堆。

因此，该核电站给水加热汽源热备用系统具有以下优点：

第一、相较于现有的电锅炉1使用电加热进行长期热备用，该系统使用汽轮机一级抽汽作为加热汽源，使电锅炉1处于热备用状态，节省大量电费。

第二、为高压加热器9提供了备用加热汽源，针对高压加热器9热容小，在失去抽汽加热汽源时，第一步使用电锅炉1给水闪蒸蒸汽供汽，第二步电锅炉1启动后持续供应加热蒸汽，保证了对给水加热的稳定性，避免给水温度快速下降。

第三、循环泵7每小时运行5分钟，用于将电锅炉1的外筒内的水泵入内筒，通过内筒上的放水阀再进入外筒进行搅混，防止电锅炉1内热分层导致内部温度不均匀，提高热备用效果。

第四、供汽管道内蒸汽处于流动状态，管道热备用效果好，快速供汽时不需要暖管，缩短供汽时间。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括二级抽汽管道20；

所述汽轮发电机组11通过所述二级抽汽管道20与所除氧器4连接。

在上述实施方式中，汽轮发电机组11的二级抽汽通过二级抽汽管道20进入除氧器4加热给水，提高了核电站正常运行期间除氧器4内给水温度。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括二级抽汽隔离阀14；所述二级抽汽隔离阀14设置于所述二级抽汽管道20。二级抽汽隔离阀14能够有效控制二级抽汽管道20的打开或者关闭，有助于实现对二级抽气过程的有效控制，操作非常方便。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括：

凝汽器12和凝结水管道15，所述凝汽器12的输入端与所述汽轮发电机组11连接，输出端通过所述凝结水管道15与所述除氧器4连接。蒸汽发生器10产生的过热蒸汽通过主蒸汽管道17进入汽轮发电机组11内发电，乏汽冷凝后进入凝汽器12，随后通过凝结水管道15进入除氧器4内形成循环。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括：

主蒸汽管道17，所述主蒸汽管道17的输入端与所述蒸汽发生器10连接，输出端与所述汽轮发电机组11连接。蒸汽发生器10产生的过热蒸汽通过主蒸汽管道17进入汽轮发电机组11内发电，有助于实现热源的有效利用。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括循环管道18和循环泵7；

所述循环管道18的一端连接所述电锅炉1的外筒，另一端与所述电锅炉1的内筒连接；所述循环泵7设置于所述循环管道18，用于将所述电锅炉1的外筒内的水泵送至所述电锅炉1的内筒中。这有助于保证电锅炉1内水的温度的稳定性，防止电锅炉1内热分层，避免电锅炉1内部温度不均匀。

可选地，在所述电锅炉1的热备用期间，所述循环泵7每小时运行的时间为5分钟。这有助于电锅炉1内部温度的稳定性，从而有利于后续快速启动电锅炉，对除氧器4以及高压加热器9内给水进行加热。

可选地，该核电站给水加热汽源热备用系统还包括放水阀；

所述放水阀设置于所述电锅炉1的内筒，打开所述放水阀，所述电锅炉1的内筒内的水流入所述电锅炉1的外筒中。

在上述实施方式中，通过放水阀能够将内筒的水与外筒的水混合均匀，保证电锅炉1内水温度的均匀性。

在本申请实施例中，该核电站给水加热汽源热备用系统的工作原理如下：

需要说明的是，图1中各个隔离阀和调阀都处于关闭状态。

机组启动初期，打开出口蒸汽调阀2，第一加热蒸汽调阀3，电锅炉1产生的辅助蒸汽将除氧器4内给水加热至160℃，出口蒸汽调阀2控制阀后蒸汽压力为1.25MPa，第一加热蒸汽调阀3控制除氧器4压力，控制除氧器4缓慢升温。主给水泵8提供压力将除氧器4内给水通入高压加热器9和蒸汽发生器10，在蒸汽发生器10内吸收一回路氦气的热量变成过热蒸汽通过主蒸汽管道17进入汽轮发电机组11内发电，乏汽冷凝后进入凝汽器12，随后通过凝结水管道15进入除氧器4内形成循环。

正常运行时，打开二级抽汽隔离阀14，关闭第一加热蒸汽调阀3，汽轮发电机组11的二级抽汽通过二级抽汽管道20进入除氧器4加热给水。打开一级抽汽隔离阀13，汽轮发电机组11的一级抽汽通过一级抽汽管道21进入高压加热器9内继续提升给水温度。

停运电锅炉1，关闭出口蒸汽调阀2，电锅炉1处于热备用状态，微开第二加热蒸汽调阀5，打开热备用蒸汽调阀6，一部分一级抽汽通过加热蒸汽管道22、热备用蒸汽管道23进入电锅炉1的外筒，通过热备用蒸汽调阀6控制电锅炉1内压力为1.6MPa，温度为204℃。热备用期间循环泵7每小时运行5分钟，将电锅炉1的外筒内的水泵入内筒，通过内筒上的放水阀再进入外筒进行搅混，防止电锅炉1内热分层，内部温度不均匀。

通过一级抽汽加热使电锅炉1处于热备用状态，节省大量的电费。一级抽汽不可用期间，电锅炉1内部电加热器启动，作为电锅炉1热备用后备手段，保证电锅炉1工作的稳定性。

一级抽汽给电锅炉1提供热备用蒸汽时，同时使辅助蒸汽管道19、加热蒸汽管道22处于热备用状态，从而使得供汽管道内蒸汽处于流动状态，管道热备用效果好，快速供汽时不需要暖管，缩短供汽时间。

当出现机组满功率运行发生快速甩负荷、汽轮机停机等瞬态工况时，关闭一级抽汽隔离阀13，快速打开第二加热蒸汽调阀5以及出口蒸汽调阀2，电锅炉1内给水汽化用于供应高压加热器9防止给水温度快速下降(除氧器4有一定热容量，可维持5分钟左右，高压加热器9无热容量需要快速供汽)。同时辅助电锅炉1快速启动，打开第一加热蒸汽调阀3，电锅炉1产生的蒸汽同时供应除氧器4以及高压加热器9，用于维持给水温度。防止给水温度快速下降，造成蒸汽发生器10冷冲击或者反应堆误停堆。

综上，本申请实施例提供的核电站给水加热汽源热备用系统能够克服现有技术中高压加热器9没有备用汽源，机组发生瞬态工况时给水温度下降过快以及电锅炉1热备用过程中耗电量大的技术问题。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，包括：

除氧器、高压加热器、主给水泵和蒸汽发生器，所述除氧器、所述高压加热器、所述蒸汽发生器依次连接，所述除氧器与所述高压加热器之间设置有主给水泵，所述主给水泵用于将所述除氧器内给水泵送至所述高压加热器和所述蒸汽发生器；

汽轮发电机组、一级抽汽管道和一级抽汽隔离阀，所述汽轮发电机组通过所述一级抽汽管道与所述高压加热器连接，所述一级抽汽隔离阀设置于所述一级抽汽管道；

电锅炉、辅助蒸汽管道、出口蒸汽调阀和第一加热蒸汽调阀，所述辅助蒸汽管道的输入端与所述电锅炉连接，输出端与所述除氧器连接；所述辅助蒸汽管道靠近所述电锅炉的一端设置有所述出口蒸汽调阀；所述辅助蒸汽管道靠近所述除氧器的一端设置有所述第一加热蒸汽调阀；

加热蒸汽管道和第二加热蒸汽调阀，所述加热蒸汽管道的一端与所述辅助蒸汽管道形成第一连接点，所述第一连接点位于所述出口蒸汽调阀和所述第一加热蒸汽调阀之间；所述加热蒸汽管道的另一端与所述一级抽汽管道之间形成第二连接点，所述第二连接点位于所述一级抽汽隔离阀远离所述汽轮发电机组的一侧；所述第二加热蒸汽调阀设置于所述加热蒸汽管道；

热备用蒸汽管道和热备用蒸汽调阀，所述热备用蒸汽管道的一端与电锅炉的外筒连接，另一端与所述辅助蒸汽管道形成第三连接点，所述第三连接点位于所述出口蒸汽调阀与所述第一连接点之间；且所述热备用蒸汽调阀设置于所述热备用蒸汽管道。

2.根据权利要求1所述的核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，还包括二级抽汽管道；

所述汽轮发电机组通过所述二级抽汽管道与所除氧器连接。

3.根据权利要求2所述的核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，还包括二级抽汽隔离阀；所述二级抽汽隔离阀设置于所述二级抽汽管道。

4.根据权利要求1所述的核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，还包括：

凝汽器和凝结水管道，所述凝汽器的输入端与所述汽轮发电机组连接，输出端通过所述凝结水管道与所述除氧器连接。

5.根据权利要求1所述的核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，还包括：

主蒸汽管道，所述主蒸汽管道的输入端与所述蒸汽发生器连接，输出端与所述汽轮发电机组连接。

6.根据权利要求1所述的核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，还包括循环管道和循环泵；

所述循环管道的一端连接所述电锅炉的外筒，另一端与所述电锅炉的内筒连接；所述循环泵设置于所述循环管道，用于将所述电锅炉的外筒内的水泵送至所述电锅炉的内筒中。

7.根据权利要求6所述的核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，在所述电锅炉的热备用期间，所述循环泵每小时运行的时间为5分钟。

8.根据权利要求7所述的核电站给水加热汽源热备用系统，其特征在于，还包括放水阀；

所述放水阀设置于所述电锅炉的内筒，打开所述放水阀，所述电锅炉的内筒内的水流入所述电锅炉的外筒中。

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