一种高温气冷堆二回路压力保护系统及方法与流程

本发明涉及核电，具体涉及一种高温气冷堆二回路压力保护系统及方法。

背景技术：

1、高温气冷堆蒸汽发生器为直流蒸汽发生器，正常运行时其出口为高温高压的过热蒸汽。高温气冷堆蒸汽发生器二次侧为螺旋盘管型的传热管管侧，空间体积小、换热面积大，其自身的压力调节能力相较于常见的压水堆蒸汽发生器比较有限，且高温气冷堆二回路为定压运行模式，尤其是在瞬态情况下，二回路压力会急剧变化，若控制不及时就会造成机组意外停机停堆。

2、当前高温气冷堆二回路超压保护主要依靠蒸汽发生器出口主蒸汽管道上的安全阀和主蒸汽旁排阀，但是安全阀一旦开启是不可控的，只能全流量排放蒸汽，这会将二回路引入快速降压的瞬态，对设备的可靠性有不利影响，不到万不得已尽可能不用；而旁排阀在动作时需要减温水并且对凝汽器的压力有一定要求，一旦减温水回路出现问题或者凝汽器压力不满足要求，都将导致旁排阀不可用，在高温气冷堆运行过程中就出现过因为凝结水减温水意外丧失，导致旁排不可用，在瞬态情况下导致二回路压力无法控制，热量无法及时导出，最终造成反应堆意外停堆。这一系列的问题，导致高温气冷堆二回路系统在面对瞬态工况时，应对二回路超压的手段有限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种高温气冷堆二回路压力保护系统及方法，以解决高温气冷堆二回路系统在面对瞬态工况时，应对二回路超压的手段有限的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种高温气冷堆二回路压力保护系统，蒸汽发生器通过二回路管线与汽轮机连接，所述二回路管线设置有主蒸汽隔离阀组，所述系统包括：安全排放支路、大气释放支路、蒸汽排大气支路和蒸汽旁排支路，所述安全排放支路、大气释放支路、蒸汽排大气支路和蒸汽旁排支路均与所述二回路管线连接，其中，

3、所述安全排放支路位于所述蒸汽发生器与所述大气释放支路之间，所述大气释放支路位于所述安全排放支路与所述主蒸汽隔离阀组之间，所述蒸汽排大气支路位于所述主蒸汽隔离阀组与所述蒸汽旁排支路之间，所述蒸汽旁排支路位于所述蒸汽排大气支路与所述汽轮机之间。

4、在一种可选的实施方式中，所述安全排放支路包括：第一安全阀和第二安全阀，其中，

5、所述第一安全阀和所述第二安全阀并排设置在所述二回路管线上。

6、在一种可选的实施方式中，所述大气释放支路包括：第一隔离阀、第二隔离阀和第一调节阀，其中，

7、所述第一隔离阀位于所述大气释放支路的上游，所述第二隔离阀位于所述第一隔离阀和所述第一调节阀之间，所述第一调节阀位于所述大气释放支路的下游，所述第一隔离阀常开，所述第二隔离阀常闭，所述第一调节阀根据二回路压力调节开度。

8、在一种可选的实施方式中，所述蒸汽排大气支路包括：第三隔离阀和第二调节阀，其中，

9、所述三隔离阀位于所述蒸汽排大气支路的上游，所述第二调节阀位于所述蒸汽排大气支路的下游，所述第三隔离阀常闭，所述第二调节阀根据二回路压力调节开度。

10、在一种可选的实施方式中，所述蒸汽旁排支路包括：第四隔离阀、预启阀和第三调节阀，其中，

11、所述第四隔离阀位于所述蒸汽旁排支路的上游，所述第三调节阀位于所述蒸汽旁排支路的下游，所述预启阀与所述第四隔离阀并联设置，所述第四隔离阀常闭，所述预启阀常开，所述第三调节阀根据二回路压力调节开度。

12、第二方面，本发明提供了一种高温气冷堆二回路压力保护方法，基于上述第一方面所述的高温气冷堆二回路压力保护系统，所述方法包括：

13、判断主蒸汽隔离阀组是否关闭；

14、当所述主蒸汽隔离阀组未关闭时，判断二回路压力是否超过第一设定值；

15、当所述主蒸汽隔离阀组未关闭且二回路压力超过第一设定值时，判断蒸汽旁排支路是否可用；

16、当所述主蒸汽隔离阀组未关闭、二回路压力超过第一设定值且所述蒸汽旁排支路可用时，打开所述蒸汽旁排支路进行泄压；

17、当所述主蒸汽隔离阀组未关闭、二回路压力超过第一设定值且所述蒸汽旁排支路不可用时，打开蒸汽排大气支路进行泄压；

18、当所述主蒸汽隔离阀组关闭时，判断二回路压力是否超过第二设定值或第三设定值，所述第三设定值大于所述第二设定值，所述第二设定值大于第一设定值；

19、当所述主蒸汽隔离阀组关闭且二回路压力超过第二设定值，但未超过第一设定值时，打开大气释放支路进行泄压；

20、当所述主蒸汽隔离阀组关闭且二回路压力超过第三设定值时，打开安全排放支路进行泄压。

21、在一种可选的实施方式中，所述打开所述蒸汽旁排支路进行泄压，包括：

22、开启第四隔离阀；

23、根据二回路压力调节第三调节阀的开度。

24、在一种可选的实施方式中，所述打开蒸汽排大气支路进行泄压，包括：

25、开启第三隔离阀；

26、根据二回路压力调节第二调节阀的开度。

27、在一种可选的实施方式中，所述打开大气释放支路进行泄压，包括：

28、开启第二隔离阀；

29、根据二回路压力调节第一调节阀的开度。

30、在一种可选的实施方式中，所述打开安全排放支路进行泄压，包括：

31、开启第一安全阀；

32、判断二回路压力是否超过第四设定值，所述第四设定值大于所述第三设定值；

33、当二回路压力超过第四设定值时，开启第二安全阀。

34、本发明提供了一种高温气冷堆二回路压力保护系统，蒸汽发生器通过二回路管线与汽轮机连接，二回路管线设置有主蒸汽隔离阀组，系统包括：安全排放支路、大气释放支路、蒸汽排大气支路和蒸汽旁排支路，安全排放支路、大气释放支路、蒸汽排大气支路和蒸汽旁排支路均与二回路管线连接，其中，安全排放支路位于蒸汽发生器与大气释放支路之间，大气释放支路位于安全排放支路与主蒸汽隔离阀组之间，蒸汽排大气支路位于主蒸汽隔离阀组与蒸汽旁排支路之间，蒸汽旁排支路位于蒸汽排大气支路与汽轮机之间。通过设置多条蒸汽排放支路，在瞬态和事故工况下，可以通过多种手段可控的排放蒸汽，尽可能的避免安全阀动作，同时避免了蒸汽旁排对减温水和凝汽器状态的依赖，提高了二回路在瞬态情况下压力控制的多样性和可靠性。

35、本发明提供了一种高温气冷堆二回路压力保护方法，包括：判断主蒸汽隔离阀组是否关闭；当主蒸汽隔离阀组未关闭时，判断二回路压力是否超过第一设定值；当主蒸汽隔离阀组未关闭且二回路压力超过第一设定值时，判断蒸汽旁排支路是否可用；当主蒸汽隔离阀组未关闭、二回路压力超过第一设定值且蒸汽旁排支路可用时，打开蒸汽旁排支路进行泄压；当主蒸汽隔离阀组未关闭、二回路压力超过第一设定值且蒸汽旁排支路不可用时，打开蒸汽排大气支路进行泄压；当主蒸汽隔离阀组关闭时，判断二回路压力是否超过第二设定值或第三设定值，第三设定值大于第二设定值，第二设定值大于第一设定值；当主蒸汽隔离阀组关闭且二回路压力超过第二设定值，但未超过第一设定值时，打开大气释放支路进行泄压；当主蒸汽隔离阀组关闭且二回路压力超过第三设定值时，打开安全排放支路进行泄压。通过设置多条蒸汽排放支路，在瞬态和事故工况下，根据压力等级依次启动多种手段可控的排放蒸汽，尽可能的避免安全阀动作，同时避免了蒸汽旁排对减温水和凝汽器状态的依赖，提高了二回路在瞬态情况下压力控制的多样性和可靠性。