一种直流式蒸汽发生器滑压启停系统及方法与流程

本发明属于反应堆核电机组汽水转换，涉及一种直流式蒸汽发生器滑压启停系统及方法。

背景技术：

1、目前压水堆核电机组由于其蒸汽发生器的结构和其蒸汽参数为饱和蒸汽，在升温升压过程中无需进行汽水转换过程，因此不需要设置专门的启停堆系统来配合反应堆升功率和汽水转换过程。具有直流式蒸汽发生器、采用过热蒸汽作为汽源的核电机组，需要设置专门的启停堆系统来配合反应堆升功率和汽水转换过程。

2、采用直流式蒸汽发生器的核电机组给水和蒸汽温度、压力远高于常规压压水堆，汽水转换过程时间太长，一方面约束了反应堆的升功率速度，一方面页影响汽轮机组的冲转和升负荷速度。汽水转换过程操作太快或者温度、压力波动太大，容易导致设备的热冲击和应力疲劳，对机组的安全运行产生不利影响。

3、另一方面，在反应堆紧急停堆工况下，具有直流式蒸汽发生器的核电机组无法快速采用压水堆采用的给水强迫循环进行余热导出，采用非能动余热导出速度较慢，难以满足快速可控的冷却到冷停堆工况的需求。

4、例如某型核反应堆，在30％额定堆功率工况下才能完成汽水转换过程，够通过降压扩容利用部分核蒸汽需要反应堆开始启动300小时以上，而汽水转换时间全过程需要700小时。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种直流式蒸汽发生器滑压启停系统及方法，该系统及方法能够满足快速可控的冷却到冷停堆工况的需求，保证机组的安全运行。

2、为达到上述目的，本发明所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统包括给水系统、蒸发器、汽水分离器、过热器、汽轮机、凝汽器、疏水扩容器、排水系统、除氧器及辅助蒸汽系统；

3、给水系统的出口与蒸发器的入口相连通，蒸发器的出口分为两路，其中一路与过热器的入口相连通，另一路与汽水分离器的入口相连通，过热器的出口分为两路，其中一路与汽轮机的入口相连通，另一路与凝汽器的入口相连通，汽轮机的出口与凝汽器的入口相连通，辅助蒸汽系统与汽水分离器相连通，汽水分离器的出水口与过热器的入口相连通，过热器的出口与给水系统的入口相连通，汽水分离器的出水口与疏水扩容器的入口相连通，疏水扩容器的出口分为两路，其中一路与排水系统相连通，另一路与凝汽器相连通，汽水分离器的排气口与过热器的入口相连通。

4、蒸发器的出口分为两路，其中一路经第二隔离阀组与过热器的入口相连通，另一路经调压阀组与汽水分离器的入口相连通。

5、过热器的出口分为两路，其中一路经主蒸汽阀组与汽轮机的入口相连通，另一路经旁排阀组与凝汽器的入口相连通。

6、辅助蒸汽系统经排汽阀组与汽水分离器相连通。

7、汽水分离器的出水口经第三疏水阀组与过热器的入口相连通。

8、疏水扩容器的出口分为两路，其中一路经第二疏水阀组与排水系统相连通，另一路经第一疏水阀组与凝汽器相连通。

9、汽水分离器的排气口经第一隔离阀组与过热器的入口相连通。

10、本发明所述的直流式蒸汽发生器滑压启停方法包括以下步骤：

11、1)启动过程滑压运行

12、反应堆启动前，通过给水系统、蒸发器、调压阀组、汽水分离器、疏水扩容器、第一疏水阀组及凝汽器建立给水循环，给水压力由调压阀组维持在2mpa，给水温度由外部蒸汽保持在190℃以上，给水流量由给水系统维持在5％额定流量；反应堆启动后，根据预定速率提高反应堆功率，随着反应堆功率的上升，蒸发器出口处的水温逐渐升高，高温水在汽水分离器中进行汽水分离，其中，分离出来的低压蒸汽分为两路，其中一路进入到辅助蒸汽系统中，另一路经第一隔离阀组进入到过热器中，对过热器及其进出口管道进行预热，预热蒸汽通过旁排阀组排入凝汽器；

13、当反应堆功率上升至5％-10％额定堆功率时，将给水压力缓慢升至3mpa，给水流量保持在5％额定流量，蒸发器出口处的工质全部转变为微过热蒸汽，过热器及其上下游管道已经充分暖管，此时缓慢打开第二隔离阀组，同时缓慢关闭调压阀组及第一隔离阀组，通过旁排阀组控制过热器的出口压力至3mpa；

14、随着反应堆继续升功率，给水流量根据反应堆功率成比例增加，过热器出口处的压力温度根据控制曲线进行调整，确保过热器的出口过热度满足要求；当反应堆功率达到10％额定堆功率时，主蒸汽压力在4-5mpa期间，蒸汽通过主蒸汽阀组供给汽轮机进行机组冲转及并网操作，并网后反应堆功率继续上升，主蒸汽温度及压力根据控制曲线进行滑压运行，以匹配汽轮机的滑压运行方式，直至反应堆和汽轮机组满功率；

15、2)停运过程滑压运行

16、反应堆从高功率水平开始降功率，给水流量根据反应堆功率成比例降低，过热器出口处的压力温度根据滑压控制曲线进行调整，确保过热器出口处的过热度满足要求；反应堆功率继续下降，主蒸汽温度和压力根据控制曲线进行滑压运行，以匹配汽轮机的滑压运行方式；当反应堆功率降低至10％额定堆功率时，则主蒸汽压力在4-5mpa期间，汽轮机进行解列及打闸操作，此时通过旁排阀组控制过热器出口处的压力在3mpa；

17、当反应堆功率从10％额定堆功率继续降低至5％时，给水压力缓慢降低至2mpa，给水流量保持在5％额定流量，蒸发器出口处的工质保持为微过热蒸汽，同时逐渐关闭第二隔离阀组，打开第一隔离阀组，蒸发器出口处的压力通过调压阀组控制在2mpa；

18、反应堆正常停堆至冷停堆过程中，通过给水系统、蒸发器、调压阀组、汽水分离器、疏水扩容器、除氧器及凝汽器建立给水循环，给水压力由调压阀组维持在2mpa，给水温度由外部蒸汽保持在190℃以上，给水流量维持在5％额定流量，进行反应堆余热导出；蒸发器输出的高温水在汽水分离器中进行汽水分离后，分离的蒸汽通过第一隔离阀组进入过热器中，对过热器及其进出口管道进行小流量蒸汽冷却；

19、3)反应堆紧急停堆

20、根据停堆信号连锁关闭第二隔离阀组，同时打开调压阀组，使得给水流量降低至额定流量的5％，根据运行曲线利用调压阀组控制给水压力进行滑压运行，对反应堆进行可控快速的余热导出，蒸发器输出的高温水在汽水分离器中进行汽水分离，其中，分离的蒸汽通过第一隔离阀组进入过热器，对过热器及其进出口管道进行小流量蒸汽冷却，当反应堆温度降低至预设温度后，则第一隔离阀组及排汽阀组关闭，退出过热器运行，此时仅利用蒸发器进行可控余热导出。

21、本发明具有以下有益效果：

22、本发明所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统及方法在具体操作时，反应堆和汽轮机组启动和停运过程中快速完成汽水转换过程，对反应堆和汽轮机组的启动和升功率限制小，同时利用滑压参数控制，避免启停过程中温度或者压力快速变化引起的不必要热冲击和应力疲劳。在反应堆紧急停堆工况下，采用的给水强迫循环进行余热导出，提高直流式蒸汽发生器的核电机组紧急停堆工况下余热导出速率。

技术特征：

1.一种直流式蒸汽发生器滑压启停系统，其特征在于，包括给水系统(1)、蒸发器(2)、汽水分离器(4)、过热器(7)、汽轮机(9)、凝汽器(10)、疏水扩容器(12)、排水系统(15)、除氧器(17)及辅助蒸汽系统(19)；

2.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统，其特征在于，蒸发器(2)的出口分为两路，其中一路经第二隔离阀组(6)与过热器(7)的入口相连通，另一路经调压阀组(3)与汽水分离器(4)的入口相连通。

3.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统，其特征在于，过热器(7)的出口分为两路，其中一路经主蒸汽阀组(8)与汽轮机(9)的入口相连通，另一路经旁排阀组(11)与凝汽器(10)的入口相连通。

4.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统，其特征在于，辅助蒸汽系统(19)经排汽阀组(18)与汽水分离器(4)相连通。

5.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统，其特征在于，汽水分离器(4)的出水口经第三疏水阀组(16)与过热器(7)的入口相连通。

6.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统，其特征在于，疏水扩容器(12)的出口分为两路，其中一路经第二疏水阀组(14)与排水系统(15)相连通，另一路经第一疏水阀组(13)与凝汽器(10)相连通。

7.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统，其特征在于，汽水分离器(4)的排气口经第一隔离阀组(5)与过热器(7)的入口相连通。

8.一种直流式蒸汽发生器滑压启停方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述的直流式蒸汽发生器滑压启停系统，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种直流式蒸汽发生器滑压启停系统及方法，给水系统的出口与蒸发器的入口相连通，蒸发器的出口分为两路，其中一路与过热器的入口相连通，另一路与汽水分离器的入口相连通，过热器的出口分为两路，其中一路与汽轮机的入口相连通，另一路与凝汽器的入口相连通，汽轮机的出口与凝汽器的入口相连通，辅助蒸汽系统与汽水分离器相连通，汽水分离器的出水口与过热器的入口相连通，过热器的出口与给水系统的入口相连通，汽水分离器的出水口与疏水扩容器的入口相连通，疏水扩容器的出口分为两路，其中一路与排水系统相连通，另一路与凝汽器相连通，该系统及方法能够满足快速可控的冷却到冷停堆工况的需求，保证机组的安全运行。技术研发人员：姚尧,张瑞祥,吴寿贵,李长海,令彤彤,郑涛,于志海,王全永,李燕杰,刘仕毅受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/12