CN220471596U - 一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于回热系统技术领域，特别涉及一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统。所述回热系统是在常规的高温气冷堆机组的回热系统中增加一个零号高压加热器(12)；所述零号高压加热器(12)的汽源为汽轮机(14)高压缸的高压级抽汽；所述零号高压加热器(12)通过抽汽管道和汽轮机(14)的高压缸连接；在所述抽汽管道上设置调节阀(13)；所述调节阀(13)的开度根据所述六号高压加热器(1)出口的给水温度进行调节。本实用新型通过在六号高压加热器后增设零号高压加热器维持给水温度在205℃稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于回热系统技术领域，特别涉及一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统。
背景技术
与传统堆型相比，高温气冷堆要求蒸汽发生器一次侧回路氦气湿度必须满足要求，并减少一、二回路温差和蒸汽发生器所承受的热应力，优化反应堆工况。这需要在运行时时刻满足进入蒸汽发生器的主给水温度达到205℃；但是由于在供热运行阶段，热负荷的波动导致主给水温度下降。
专利CN114001347A提供了一种高温气冷堆主给水加热系统及加热方法，属于核能设备技术领域，通过在主给水管上设置旁路加热装置，实现进入蒸汽发生器的给水温度升至160～180℃，但是该技术产生额外能耗且该技术未验证给水温度能否达到205℃。
专利CN114165778A公开了一种高温气冷堆二回路系统及改善主给水运行温度的方法，利用辅助锅炉向除氧器送入额外蒸汽加热给水，实现进入蒸汽发生器的给水温度升至160℃以上，当时该技术产生额外能耗且该技术未验证给水温度能否达到205℃。
专利CN113819453A提供了一种高温气冷堆启动阶段提高给水温度的装置及方法，属于核能设备技术领域，针对启动阶段依靠辅助电锅炉向高压加热器送入额外蒸汽加热给水并利用蒸汽二次加热器提高蒸汽温度，从而实现将主给水温度从105℃提高至160℃，但技术产生额外能耗且该技术未验证给水温度能否达到205℃。
专利CN112484011A涉及一种核电站二回路热力系统。利用太阳能对主给水温度进行提高，但该技术受季节、天气等影响严重，其特点难以保障供热运行阶段给水温度的稳定性，对于高温气冷堆型核电机组适配性差。
专利US8091361涉及一种用于控制回热朗肯循环的最终给水温度的方法和装置，提供了末级加热给水的思路，对于常规发电机组蒸汽发生器对于给水温度的要求没有高温气冷堆堆型核电机组的要求严格，采用中压缸抽汽加热末级高压加热器出口给水的方法可以满足要求。但是经过验证，高温气冷堆堆型核电机组在供热运行阶段，中压缸抽汽加热的技术无法满足进入核岛侧蒸汽发生器给水温度达到205℃并保持稳定的要求，即不能满足高温气冷堆型机组供热运行阶段的要求，因此需要寻求新的解决方案。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，仅仅通过增设一台高压加热器，不额外引入耗能设备，能够节约大量供热改造成本；同时对于给水温度的调节精度高，符合高温气冷堆型机组对于进入蒸汽发生器给水的需要，解决了高温气冷堆型核电机组对外供热工况下，受热负荷波动影响，给水温度下降的问题。
本实用新型采用的技术方案：
一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，包括：零号高压加热器、汽轮机、蒸汽发生器以及为所述蒸汽发生器给水的六号高压加热器；
所述零号高压加热器设置在所述蒸汽发生器和所述六号高压加热器之间，所述零号高压加热器的进水口和所述六号高压加热器出水口通过管路连接，所述零号高压加热器的出水口和所述蒸汽发生器的入水口通过管路连接；所述零号高压加热器用于在供热运行阶段为所述蒸汽发生器给水；所述零号高压加热器的汽源为汽轮机高压缸的高压级抽汽。
进一步地，所述零号高压加热器通过抽汽管道和汽轮机的高压缸连接。
进一步地，所述抽汽管道上设置有调节阀。
进一步地，所述六号高压加热器的出水口处设置有用于测量水温的测温元件；所述测温元件用于向所述调节阀实时传递所述六号高压加热器出水口的温度信号。
进一步地，所述调节阀的开度根据所述六号高压加热器出口的给水温度进行调节。
进一步地，所述调节阀的阀后压力定为1.8MPa(a)。
进一步地，所述零号高压加热器出口给水额定温度为205℃。
进一步地，所述零号高压加热器的抽汽设置为调整抽汽。
进一步地，所述的适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，还包括：按照凝结水流动顺序依次连接的凝汽器、轴封加热器、疏水冷却器、一号低压加热器、二号低压加热器、三号低压加热器、四号低压加热器及除氧器；所述除氧器输出的冷凝水依次通过所述六号高压加热器与所述零号高压加热器进入所述蒸汽发生器。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型提供的适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，基于传统的核电厂二回路回热系统，在六号高压加热器后增设一台零号高压加热器；受供热负荷波动影响，抽汽压力变化导致给水温度降低，增设零号高压加热器可保持给水温度进入核岛蒸汽发生器前温度保持稳定状态，极大保证供热安全性。
本实用新型通过高压缸抽汽维持供热运行阶段进入蒸汽发生器的给水温度稳定在205℃。
本实用新型提供的技术回热系统能够解决600MW及以上大容量高温气冷堆核电机组对外供热阶段的给水系统配置，能够有效消除供热带来的给水敏感性，减小对核岛蒸发器的冲击，保证了核岛供热的安全性。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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示出了现有技术中常规高温气冷堆机组的回热系统示意图；
图2示出了本实用新型中适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统示意图。
图中：1.六号高压加热器；2.除氧器；3.四号低压加热器；4.三号低压加热器；5.二号低压加热器；6.一号低压加热器；7.疏水冷却器；8.轴封加热器；9.凝汽器；10.发电机；11.蒸汽发生器；12.零号高压加热器；13.调节阀；14.汽轮机。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
与传统堆型相比，高温气冷堆要求蒸汽发生器一次侧回路氦气湿度必须满足要求，并减少一、二回路温差和蒸汽发生器所承受的热应力，优化反应堆工况。这需要在运行时时刻满足进入蒸汽发生器的主给水温度达到205℃。由于在供热运行阶段，热负荷的波动导致主给水温度下降。
针对上述技术问题，本实用新型提供一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，如图2所示，所述回热系统是在常规的高温气冷堆机组的回热系统中增加一个零号高压加热器12；
所述常规高温气冷堆机组的回热系统包括一台汽轮机14、一个蒸汽发生器11以及一个为所述蒸汽发生器11给水的六号高压加热器1；
所述零号高压加热器12设置在所述蒸汽发生器11和所述六号高压加热器1之间，所述零号高压加热器12的进水口和所述六号高压加热器1出水口通过管路连接，所述零号高压加热器12的出水口和所述蒸汽发生器11的入水口通过管路连接；增加的所述零号高压加热器12用于在供热运行阶段为所述蒸汽发生器11给水；
所述零号高压加热器12的汽源为汽轮机14高压缸的高压级抽汽。
在本实施例中，所述零号高压加热器12通过抽汽管道和汽轮机14的高压缸连接。在所述抽汽管道上设置调节阀13。所述调节阀13的开度根据所述六号高压加热器1出口的给水温度进行调节。
所述调节阀18的阀后压力定为1.8MPa(a)，以使所述零号高压加热器12出口给水温度为205℃(额定温度)。
在本实施例中，所述零号高压加热器12的抽汽设置为调整抽汽。
如图1所示，所述常规高温气冷堆机组的回热系统还包括：一号低压加热器6、二号低压加热器5、三号低压加热器4、四号低压加热器3、一个除氧器2、一个疏水冷却器7、一个轴封加热器8、一个凝汽器9；汽轮机14驱动发电机10发电；按照凝结水流动顺序，凝汽器(9)、轴封加热器(8)、疏水冷却器(7)、一号低压加热器(6)、二号低压加热器(5)、三号低压加热器(4)、四号低压加热器(3)及除氧器(2)依次连接；所述除氧器(2)输出的冷凝水依次通过所述六号高压加热器(1)与所述零号高压加热器(12)进入所述蒸汽发生器(11)。
所述汽轮机14共设六级抽汽，均为非调整抽汽；六段抽汽和五段抽汽由汽轮机14高压缸接出，六段抽汽供六号高压加热器1用汽，五段抽汽为除氧器2蒸汽汽源；四段抽汽来自高压缸排汽，为四号低压加热器3和辅汽用汽提供汽源；三段抽汽从汽轮机低压缸接出，分别用作三号低压加热器4汽源；一、二段抽汽为凝汽器喉部一号低压加热器喉部二号低压加热器提供汽源。
以高温气冷堆核电机组对外供热运行阶段为例，操作员确认满足进行零号高压加热器稳定主给水温度的必要条件，及时启动零号高压加热器12加热操作。
以下以一具体实施例介绍本实用新型回热系统工作过程：
在正常运行阶段，六号高压加热器1入口温度为183.9℃，六号高压加热器1出口温度为205℃；
在供热运行初始阶段：供热负荷波动，影响各级抽气压力，给水温度频繁波动且无法稳定额定温度；
零号高压加热器参与调节：跟踪六号高压加热器1出口温度控制调节阀13开度，蒸汽发生器11入口给水温度稳定在额定值205℃；
供热运行稳定阶段：六号高压加热器1入口温度为183.9℃，六号高压加热器1出口温度为205℃。
第二阶段(供热运行初始阶段)开始后，位于高压缸抽汽与零号高压加热器12之间管道上调节阀13的开度将根据六号高压加热器1出口的给水温度进行调节，抽汽进入零号高压加热器12对给水进行加热。供热运行阶段，随着热负荷的波动，六号高压加热器1出口的给水温度不可避免地出现起伏，此时位于六号高压加热器1出口处的测温元件将实时向调节阀13传递信号，通过调节抽汽量控制零号高压加热器12内给水温度维持稳定，系统进入到供热运行稳定阶段。
供热运行结束，调节阀13收到信号实时关闭，停止从高压缸抽汽，此时系统进入正常运行阶段。根据设计，此时六号高压加热器1出口处主给水温度维持205℃稳定，满足高温气冷堆堆型核岛侧蒸汽发生器11对给水温度的要求。
其中，本实用新型中，关键术语的定义：
回热：在蒸汽热力循环中，从汽轮机数个中间级抽出一部分蒸汽，送到给水加热器中用于给水的加热及各种厂用汽，减少冷源损失，以提高机组的循环热效率。
系统：用汽、水管道将电厂热力设备按一定顺序连接起来所组成的整体。
本实用新型通过在六号高压加热器后增设零号高压加热器维持给水温度在205℃稳定。本实用新型提供的技术方案仅增设一台零号高压加热器，不额外引入耗能设备，可节约大量供热改造成本；同时对于给水温度的调节精度高，符合高温气冷堆型机组对于进入蒸汽发生器给水的需要。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，包括：零号高压加热器(12)、汽轮机(14)、蒸汽发生器(11)以及为所述蒸汽发生器(11)给水的六号高压加热器(1)；
所述零号高压加热器(12)设置在所述蒸汽发生器(11)和所述六号高压加热器(1)之间，所述零号高压加热器(12)的进水口和所述六号高压加热器(1)出水口通过管路连接，所述零号高压加热器(12)的出水口和所述蒸汽发生器(11)的入水口通过管路连接；所述零号高压加热器(12)用于在供热运行阶段为所述蒸汽发生器(11)给水；所述零号高压加热器(12)的汽源为汽轮机(14)高压缸的高压级抽汽。
2.根据权利要求1所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，所述零号高压加热器(12)通过抽汽管道和汽轮机(14)的高压缸连接。
3.根据权利要求2所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，所述抽汽管道上设置有调节阀(13)。
4.根据权利要求3所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，所述六号高压加热器(1)的出水口处设置有用于测量水温的测温元件；所述测温元件用于向所述调节阀(13)实时传递所述六号高压加热器(1)出水口的温度信号。
5.根据权利要求4所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，所述调节阀(13)的开度根据所述六号高压加热器(1)出口的给水温度进行调节。
6.根据权利要求5所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，所述调节阀(13)的阀后压力定为绝对压力1.8MPa。
7.根据权利要求1所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，所述零号高压加热器(12)出口给水额定温度为205℃。
8.根据权利要求1所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，所述零号高压加热器(12)的抽汽设置为调整抽汽。
9.根据权利要求1所述一种适用于高温气冷堆对外供热核电机组的回热系统，其特征在于，还包括：按照凝结水流动顺序依次连接的凝汽器(9)、轴封加热器(8)、疏水冷却器(7)、一号低压加热器(6)、二号低压加热器(5)、三号低压加热器(4)、四号低压加热器(3)及除氧器(2)；所述除氧器(2)输出的冷凝水依次通过所述六号高压加热器(1)与所述零号高压加热器(12)进入所述蒸汽发生器(11)。
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