CN219548930U - 压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，包括：蒸汽供汽单元和与所述蒸汽供汽单元连接的辅助蒸汽单元，所述蒸汽供汽单元包括主蒸汽供汽单元和与所述主蒸汽供汽单元连接的冷段蒸汽供汽单元，所述主蒸汽供汽单元与所述冷段蒸汽供汽单元之间设置汽轮机，所述主蒸汽供汽单元和所述冷段蒸汽供汽单元根据所述汽轮机的运行状态为所述辅助蒸汽单元供汽。本实用新型同时包括采用冷再热蒸汽作为替代汽源后的系统设置和联锁控制方法，确保汽源替代后运行的安全性。

Description

压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统

技术领域

本实用新型涉及蒸汽供给技术领域，尤其涉及一种压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统。

背景技术

常规火力发电厂辅助蒸汽系统的供汽汽源有冷再蒸汽和汽轮机四抽蒸汽，按不同的运行负荷阶段使用了不同的供汽汽源，火力发电厂汽轮机抽汽温度参数高，为过热蒸汽，直接用作辅助蒸汽没有湿度大的问题。

压水堆核电机组现有辅助蒸汽系统及轴封蒸汽系统在机组功率运行时，始终使用主蒸汽供各处用汽。主蒸汽为核岛蒸汽发生器产生的完全没有做过功的新蒸汽，与使用在汽轮机中做过部分功的较低参数的汽轮机抽汽相比，主蒸汽的使用会造成汽轮机发电功率的较大降低。但使用汽轮机抽汽供汽，蒸汽湿度会不满足轴封系统用汽要求，导致汽轮机轴封进水，造成汽轮机损坏，远距离输送用于厂区采暖，也会有沿途蒸汽管道疏水量大，疏水难以回收，导致高品质工质的大量损失等种种问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，包括：蒸汽供汽单元和与所述蒸汽供汽单元连接的辅助蒸汽单元，所述蒸汽供汽单元包括主蒸汽供汽单元和与所述主蒸汽供汽单元连接的冷段蒸汽供汽单元，所述主蒸汽供汽单元与所述冷段蒸汽供汽单元之间设置汽轮机，所述主蒸汽供汽单元和所述冷段蒸汽供汽单元根据所述汽轮机的运行状态为所述辅助蒸汽单元供汽。

根据本实用新型的一个方面，所述主蒸汽供汽单元包括主给水器、蒸汽发生器、连接所述主给水器、蒸汽发生器和汽轮机的第一管路、连接所述第一管路和所述辅助蒸汽单元的第二管路、连接所述第一管路和所述汽轮机的第三管路、连接所述第三管路和所述辅助蒸汽单元的第四管路。

根据本实用新型的一个方面，所述第二管路、所述第三管路和所述第四管路上均设有开关阀。

根据本实用新型的一个方面，所述冷段蒸汽供汽单元包括汽水分离器、连接所述汽轮机和所述汽水分离器的第五管路、以及连接所述汽水分离器和所述辅助蒸汽单元的第六管路。

根据本实用新型的一个方面，所述第五管路上设有第一阀门和第二阀门，所述第六管路上设有第三阀门。

根据本实用新型的一个方面，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门根据所述汽水分离器的预设水位进行联锁。

根据本实用新型的一个方面，所述冷段蒸汽供汽单元还包括连接所述汽水分离器的低加疏水箱、以及连接所述汽水分离器和所述低加疏水箱的第七管路。

根据本实用新型的一个方面，所述冷段蒸汽供汽单元还包括连接所述汽水分离器的凝汽器、以及连接所述汽水分离器和所述凝汽器的第八管路。

根据本实用新型的一个方面，所述第七管路和所述第八管路上设有开关阀。

根据本实用新型的一个方面，所述汽水分离器设有疏水器和气动疏水阀。

根据本实用新型的方案，本实用新型提供一种主蒸汽汽源的替代方案，采用在汽轮机中做过一部分功的冷再热蒸汽替代主蒸汽作为供汽汽源。由于核电厂主蒸汽为含有一定湿度的饱和蒸汽，在汽轮机高压缸中做过功后湿度达到13％左右，直接用于汽轮机轴封系统会导致汽轮机进水，直接用于远距离输送到厂区供采暖用，也会导致沿途蒸汽管道疏水量大、疏水难于回收的问题，为此采用冷再热蒸汽作为替代汽源，在其供汽管道上加装汽水分离器的方案，使接入辅助蒸汽系统的蒸汽达到和主蒸汽相当的干度，实现了汽源替代，提高了机组发电功率。本实用新型同时包括采用冷再热蒸汽作为替代汽源后的系统设置和联锁控制方法，确保汽源替代后运行的安全性。

附图说明

图1示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统的结构布置图。

附图标记：1、汽轮机；2、主给水器；3、蒸汽发生器；4、第一管路；5、第二管路；6、第三管路；7、第四管路；8、汽水分离器；9、第五管路；10、第六管路；11、第一阀门；12、第二阀门；13、第三阀门；14、低加疏水箱；15、第七管路；16、凝汽器；17、第八管路。

具体实施方式

现在将参照示例性实施例来论述本实用新型的内容。应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本实用新型的内容，而不是暗示对本实用新型的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。

图1示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统的结构布置图。如图1所示，压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，包括：蒸汽供汽单元和与蒸汽供汽单元连接的辅助蒸汽单元，蒸汽供汽单元包括主蒸汽供汽单元和与主蒸汽供汽单元连接的冷段蒸汽供汽单元，主蒸汽供汽单元与冷段蒸汽供汽单元之间设置汽轮机1，主蒸汽供汽单元和冷段蒸汽供汽单元根据汽轮机1的运行状态为辅助蒸汽单元供汽。其中汽轮机1设有高压缸。

如图1所示，在本实施方式中，主蒸汽供汽单元包括主给水器2、蒸汽发生器3、连接主给水器2、蒸汽发生器3和汽轮机1的第一管路4、连接第一管路4和辅助蒸汽单元的第二管路5、连接第一管路4和汽轮机1的第三管路6、连接第三管路6和辅助蒸汽单元的第四管路7。如图1所示，在本实施方式中，第二管路5、第三管路6和第四管路7上均设有开关阀。

进一步地，如图1所示，在本实施方式中，冷段蒸汽供汽单元包括汽水分离器8、连接汽轮机1和汽水分离器8的第五管路9、以及连接汽水分离器8和辅助蒸汽单元的第六管路10。在本实施方式中，第五管路9上设有第一阀门11和第二阀门12，第六管路10上设有第三阀门13。在本实施方式中，第一阀门11、第二阀门12和第三阀门13根据汽水分离器8的预设水位进行联锁。

进一步地，如图1所示，在本实施方式中，冷段蒸汽供汽单元还包括连接汽水分离器8的低加疏水箱14、以及连接汽水分离器8和低加疏水箱14的第七管路15。冷段蒸汽供汽单元还包括连接汽水分离器8的凝汽器16、以及连接汽水分离器8和凝汽器16的第八管路17。第七管路15和第八管路17上设有开关阀。

进一步地，在本实施方式中，汽水分离器8设有疏水器和气动疏水阀。

根据本实用新型的上述方案，从冷段蒸汽供汽单元上接出的汽轮机1的高压缸做功后排出的干度～87.2％的湿蒸汽，经汽水分离器8将其中的水份分离出来，分离后的蒸汽干度达到99％以上，将其接入辅助蒸汽单元的辅助蒸汽母管，用于轴封蒸汽系统、热水加热系统换热器和厂区采暖用汽等。

本实用新型的系统机组启动时，辅助蒸汽单元仍由临机的主蒸汽供汽单元供汽，轴封系统用汽通过第四管路7上的阀门由辅助蒸汽提供；5％堆功率以上时第二管路5上的阀门打开，辅助蒸汽切换到本机主蒸汽供汽单元供汽，为避免启动未完成前其他辅汽用户(如除氧器)用汽量大且不稳定影响轴封系统的供汽稳定性，第三管路6上的阀门打开，第四管路7上的阀门关闭，轴封系统供汽由本机主蒸汽供汽单元直接提供；待汽轮机1满功率稳定运行时，控制室打开第一阀门11和第二阀门12，关闭第二管路5上的阀门，辅助蒸汽汽源由主蒸汽供汽单元提供切换到冷段蒸汽供汽单元提供，第四管路7上的阀门打开，第三管路6上的阀门关闭，轴封系统供汽由冷段蒸汽供汽单元通过辅助蒸汽母管提供。其他蒸汽用户一直由辅助汽母管接出，不需要进行切换操作。

进一步地，汽水分离器8设有疏水器和气动疏水阀，疏水器自动将分离器分离出的疏水排出，当疏水器故障不能排出疏水或投入阶段疏水量较大时，分离器内水位升高，气动疏水阀由水位自动控制，水位达到H1值时自动打开，L1值时自动关闭。

当汽轮机1负荷降低导致冷段蒸汽供汽单元压力降低到不满足轴封系统用汽要求时，压力L2信号联锁打开第二管路5上的阀门，切换到主蒸汽供汽单元供汽，第二管路5上的阀门打开联锁第一阀门11、第二阀门12和第三阀门13同时关闭，冷段蒸汽供汽单元不再提供辅助蒸汽，汽水分离器8内疏水排空后可以关闭第八管路17上的阀门，将整个冷段供辅汽系统切除。

为防止疏水器管路和疏水阀管路同时发生故障时汽轮机1进水或辅助蒸汽带水，系统还设有汽水分离器H2水位时关闭第一阀门11、第二阀门12和第三阀门13的联锁。

根据本实用新型的上述方案，本实用新型提供一种压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统。核电厂中蒸汽发生器产生的核蒸汽除用于进入汽轮机1中带动发电机发电外，还有一部分从进入汽轮机1前的主蒸汽管道上或者从汽轮机1中做过一部分功的某些级后抽出，作其他用途。

除了汽轮机1各级回热加热用汽和汽水分离再热器的一级、二级再热用汽是为了提高热力循环的热效率和汽轮机1安全运行所必需，需要根据回热、再热的需要选择抽汽参数外，其他用汽点不参与核电厂热力循环，在满足用汽参数要求的前提下，应尽量采用对汽轮机1做功影响少的低参数蒸汽。

压水堆核电机组在正常运行时除回热、再热用汽外，长时间持续用汽的蒸汽用汽点有以下几处：汽轮机轴封系统密封用汽、热水加热系统的换热器加热用汽、厂区采暖用加热蒸汽。

压水堆核电机组这些用汽点目前全部采用核岛蒸汽发生器出口的主蒸汽作为供汽汽源，压力参数远高于需要的参数，造成蒸汽做功能力的浪费。

本实用新型提供一种主蒸汽汽源的替代方案，采用在汽轮机1中做过一部分功的冷再热蒸汽替代主蒸汽作为供汽汽源。由于核电厂主蒸汽为含有一定湿度的饱和蒸汽，在汽轮机高压缸中做过功后湿度达到13％左右，直接用于汽轮机轴封系统会导致汽轮机11进水，直接用于远距离输送到厂区供采暖用，也会导致沿途蒸汽管道疏水量大、疏水难于回收的问题，为此采用冷再热蒸汽作为替代汽源，在其供汽管道上加装汽水分离器的方案，使接入辅助蒸汽系统的蒸汽达到和主蒸汽相当的干度，实现了汽源替代，提高了机组发电功率。本实用新型同时包括采用冷再热蒸汽作为替代汽源后的系统设置和联锁控制方法，确保汽源替代后运行的安全性。

本实用新型解决了压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源优化问题，解决了抽汽作为供汽汽源的湿度较大问题和相关保护、控制、联锁问题，经计算，某压水堆核电机组一期两台机组实施优化方案后，增加的年发电收益约900万元。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，包括：蒸汽供汽单元和与所述蒸汽供汽单元连接的辅助蒸汽单元，所述蒸汽供汽单元包括主蒸汽供汽单元和与所述主蒸汽供汽单元连接的冷段蒸汽供汽单元，所述主蒸汽供汽单元与所述冷段蒸汽供汽单元之间设置汽轮机(1)，所述主蒸汽供汽单元和所述冷段蒸汽供汽单元根据所述汽轮机(1)的运行状态为所述辅助蒸汽单元供汽。

2.根据权利要求1所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述主蒸汽供汽单元包括主给水器(2)、蒸汽发生器(3)、连接所述主给水器(2)、蒸汽发生器(3)和汽轮机(1)的第一管路(4)、连接所述第一管路(4)和所述辅助蒸汽单元的第二管路(5)、连接所述第一管路(4)和所述汽轮机(1)的第三管路(6)、连接所述第三管路(6)和所述辅助蒸汽单元的第四管路(7)。

3.根据权利要求2所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述第二管路(5)、所述第三管路(6)和所述第四管路(7)上均设有开关阀。

4.根据权利要求1所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述冷段蒸汽供汽单元包括汽水分离器(8)、连接所述汽轮机(1)和所述汽水分离器(8)的第五管路(9)、以及连接所述汽水分离器(8)和所述辅助蒸汽单元的第六管路(10)。

5.根据权利要求4所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述第五管路(9)上设有第一阀门(11)和第二阀门(12)，所述第六管路(10)上设有第三阀门(13)。

6.根据权利要求5所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述第一阀门(11)、所述第二阀门(12)和所述第三阀门(13)根据所述汽水分离器(8)的预设水位进行联锁。

7.根据权利要求4所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述冷段蒸汽供汽单元还包括连接所述汽水分离器(8)的低加疏水箱(14)、以及连接所述汽水分离器(8)和所述低加疏水箱(14)的第七管路(15)。

8.根据权利要求7所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述冷段蒸汽供汽单元还包括连接所述汽水分离器(8)的凝汽器(16)、以及连接所述汽水分离器(8)和所述凝汽器(16)的第八管路(17)。

9.根据权利要求8所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述第七管路(15)和所述第八管路(17)上设有开关阀。

10.根据权利要求4-9中任一项所述的压水堆核电机组主蒸汽用汽点汽源系统，其特征在于，所述汽水分离器(8)设有疏水器和气动疏水阀。