一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法与流程

文档序号:14923725发布日期:2018-07-13 08:45阅读:486来源:国知局

本发明属于核电技术领域,具体涉及一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法。



背景技术:

目前建造的高温气冷堆核电站,紧急停堆后,高压加热器、低压加热器丧失了加热汽源,蒸发器入口温度与给水温度相差很大,无法给蒸发器供水,机组如果在短时间内无法再次启动,就需要长时间(目前设计为170小时)冷却后方可再次启动。目前设计的利用辅助蒸汽小流量冷却的方式存在下面几个问题:

(1)正常运行中蒸发器管内压力14mpa,管外压力7mpa,高温下蒸发器泄压至常压,蒸发器管内压力0.1mpa,管外压力7mpa(或许低一点),偏离蒸发器正常运行承压;

(2)蒸发器正常运行中入口205℃,出口570℃,从入口到出口存在过冷段、蒸发段、过热段,在热态情况,蒸发器内水被排空后,在管道热传导及管外氦气加热的情况下,蒸发器入口会升温至超过其正常运行温度;

(3)蒸发器内部为常压后,将188℃、1.1mpa的蒸汽通入,蒸汽很快到达蒸发器出口,蒸发器出口温度为570℃,会对蒸发器出口管板产生热冲击;

(4)小流量冷却完成后,停止通入低温蒸汽,由于管外氦气温度依旧很高,蒸发器管壁温度很快会重新升高;

(5)将105℃的水以36kg/s通入蒸发器循环,蒸发器冷却速度太快;

(6)从反应堆紧急停堆到建立起蒸发器二回路给水循环最少需要20个小时;

(7)机组在冷却过程中电锅炉需要一直大负荷投入使用,耗电量大。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对目前机组系统的不足,提供了一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法。

本发明采用如下技术方案来实现的:

一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,包括汽水分离器、高压加热器、辅汽联箱和除氧器;其中,

辅汽联箱有三个出口,第一出口接在汽水分离器的第一入口,第二出口接在高压加热器的第一入口,第三出口接在除氧器的第一入口。

本发明进一步的改进在于,还包括旁路阀门组;其中,

汽水分离器有两个出口,第一出口接在旁路阀门组的入口,第二出口接在除氧器的第二入口。

本发明进一步的改进在于,还包括蒸发器、蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组、凝汽器和给水泵;其中,

除氧器的出口接在给水泵的入口,给水泵的出口接在高压加热器的第二入口,高压加热器的出口接在蒸发器入口阀门组的入口,蒸发器入口阀门组的出口接在蒸发器的入口,蒸发器的出口接在蒸发器出口阀门组的入口,蒸发器出口阀门组的出口接在汽水分离器的第二入口,旁路阀门组的出口接在凝汽器的入口。

本发明进一步的改进在于,蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组和旁路阀门组均由截止阀和调节阀组成。

本发明进一步的改进在于,高压加热器的第一入口为高压加热器的汽侧入口,高压加热器的第二入口及出口为高压加热器的水侧入口和出口。

一种高温气冷堆核电站停堆冷却的方法,该方法基于上述一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,包括以下步骤:

1)反应堆紧急停堆后,蒸发器出口阀门组和蒸发器入口阀门组的截止门全部关闭;

2)当确认反应堆可以实施停堆冷却后,将辅汽联箱中的蒸汽通入高压加热器汽侧和除氧器中,加热蒸发器的给水,当高压加热器出口给水温度与蒸发器入口给水温度相差小于20℃后,关闭蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组的调节门,打开蒸发器出口阀门组、蒸发器入口阀门组的截止门;

3)调整给水泵出口压力高于蒸发器入口压力1.0mpa,微开蒸发器入口阀门组中的调节阀,向蒸发器注水,注水速度不高于0.3kg/s,注水过程中,用蒸发器出口阀门组中的调节阀控制蒸发器压力维持恒定,注水过程中关注蒸发器出口管板温度变化,调整注水速度,使得蒸发器出口管板温度下降速率为1.9℃/min,当蒸发器出口温度达到330℃,蒸发器注水完成;

4)在执行步骤3)的过程中,从蒸发器出口阀门组中流出水、汽进入到汽水分离器中,当汽水分离器的水位达到其正常水位后,将辅汽联箱中的蒸汽通入到汽水分离器中,调整进入到汽水分离器的蒸汽量、进入到除氧器的蒸汽量及旁路阀门组中的调节阀,使得汽水分离器的压力比除氧器的压力高0.3mpa以上,将汽水分离器中的水压至除氧器中,建立蒸发器的连续循环冷却,直至蒸发器冷却至所需温度。

本发明具有如下的优点:

本发明提供的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法,具有以下几方面明显的优点:

1)系统简单,仅需要对原有系统做少量改造便可实现;

2)易于操作,冷却过程中,仅需要控制蒸发器入口给水和蒸发器压力即可;

3)更加安全,整个冷却过程中,蒸发器的压力没有太大变化,对蒸发器更安全;

4)冷却效果好,冷却过程蒸发器温度变化平缓、均匀、可控;

5)节能,在冷却过程中,回收了蒸发器排出的蒸汽和水,电锅炉仅需提供少量蒸汽或者不需要电锅炉运行;

6)节约时间,在4个小时内可以建立起蒸发器二回路的水循环。

附图说明

图1为本发明一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统的结构框图。

图中:1-蒸发器,2-蒸发器出口阀门组,3-汽水分离器,4-蒸发器入口阀门组,5-旁路阀门组,6-高压加热器,7-辅汽联箱,8-凝汽器,9-给水泵,10-除氧器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做出进一步的详细说明。

如图1所示,本发明提供的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统,包括蒸发器1、蒸发器出口阀门组2、汽水分离器3、蒸发器入口阀门组4、旁路阀门组5、高压加热器6、辅汽联箱7、凝汽器8、给水泵9和除氧器10。

辅汽联箱7有三个出口,第一出口接在汽水分离器3的第一入口,第二出口接在高压加热器6的第一入口,第三出口接在除氧器10的第一入口;汽水分离器3有两个出口,第一出口接在旁路阀门组5的入口,第二出口接在除氧器10的第二入口;除氧器10的出口接在给水泵9的入口,给水泵9的出口接在高压加热器6的第二入口,高压加热器6的出口接在蒸发器入口阀门组4的入口,蒸发器入口阀门组4的出口接在蒸发器1的入口,蒸发器1的出口接在蒸发器出口阀门组2的入口,蒸发器出口阀门组2的出口接在汽水分离器3的第二入口,旁路阀门组5的出口接在凝汽器8的入口。

其中,蒸发器出口阀门组2、蒸发器入口阀门组4和旁路阀门组5均由截止阀和调节阀组成;高压加热器6的第一入口为高压加热器6的汽侧入口,高压加热器6的第二入口及出口为高压加热器6的水侧入口和出口。

本发明提供的一种高温气冷堆核电站停堆冷却的方法,包括以下步骤:

1)反应堆紧急停堆后,蒸发器出口阀门组2和蒸发器入口阀门组4的截止门全部关闭;

2)当确认反应堆可以实施停堆冷却后,将辅汽联箱7中的蒸汽通入高压加热器6汽侧和除氧器10中,加热蒸发器1的给水,当高压加热器6出口给水温度与蒸发器1入口给水温度相差小于20℃后,关闭蒸发器出口阀门组2、蒸发器入口阀门组4的调节门,打开蒸发器出口阀门组2、蒸发器入口阀门组4的截止门;

3)调整给水泵9出口压力高于蒸发器1入口压力1.0mpa,微开蒸发器入口阀门组4中的调节阀,向蒸发器1注水,注水速度不高于0.3kg/s,注水过程中,用蒸发器出口阀门组2中的调节阀控制蒸发器压力维持恒定,注水过程中关注蒸发器出口管板温度变化,调整注水速度,使得蒸发器出口管板温度下降速率为1.9℃/min,当蒸发器出口温度达到330℃,蒸发器注水完成;

4)在执行步骤3的过程中,从蒸发器出口阀门组2中流出水、汽进入到汽水分离器3中,当汽水分离器3的水位达到其正常水位后,将辅汽联箱7中的蒸汽通入到汽水分离器3中,调整进入到汽水分离器3的蒸汽量、进入到除氧器10的蒸汽量及旁路阀门组5中的调节阀,使得汽水分离器3的压力比除氧器10的压力高0.3mpa以上,将汽水分离器3中的水压至除氧器10中,建立蒸发器1的连续循环冷却,直至蒸发器冷却至所需温度。

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