一种钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统及方法与流程

本发明属于核电厂调试技术领域，涉及一种钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统及方法。

背景技术：

当前核电机组利用非核蒸汽进行汽轮机冲转的技术方案一般为两种：利用一回路主泵转动与冷却剂摩擦产生的热量和一回路稳压器电加热器产生的热量提高一回路冷却剂和反应堆构件的温度进行蓄热，使蒸汽发生器产生蒸汽，或者利用辅助锅炉产生的蒸汽使汽轮机升速、定速运行，并在此期间验证汽轮机及其辅机的性能。

对于钠冷快堆来说，以上方式存在诸多缺点：一是利用反应堆蓄热冲转汽轮机，反应堆需要多次反复蓄热，消耗时间周期长，反复升温降温对反应堆一/二产生一定的热冲击；二是反应堆一/二回路主泵及电加热器产生的热量和系统蓄热有限，由于除氧器、汽轮机轴封、高压或低压加热器需要消耗大量蒸汽，且受到一/二回路设备降温速率限制，在蒸汽压力和温度满足的前提下，汽轮机可利用的蒸汽量少，无法满足汽轮机冲转要求。三是辅助蒸汽的温度和压力均低于汽轮机冲转的要求值，根据计算，辅助蒸汽只能将汽轮机冲转至2000rpm，无法满足汽轮机冲转至3000rpm并定速转动的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统及方法，该系统及方法能够有效的解决钠冷快堆汽轮机无法进行非核蒸汽冲转的问题，降低反应堆一/二回路热冲击次数。

为达到上述目的，本发明所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统包括辅汽联箱、除氧器、高压加热器、蒸汽发生器、过热器、反应堆一/二回路、汽轮机及汽轮机轴封系统；

辅汽联箱的出口与除氧器的蒸汽入口及高压加热器的蒸汽入口相连通，除氧器的出水口与高压加热器的入水口相连通，高压加热器的出水口与蒸汽发生器的吸热侧入口相连通，蒸汽发生器的吸热侧出口与过热器的吸热侧入口相连通，过热器的吸热侧出口与汽轮机的蒸汽入口相连通；反应堆一/二回路的出口依次经蒸汽发生器的放热侧及过热器的放热侧后与反应堆一/二回路的入口相连通。

还包括辅助锅炉，辅助锅炉的蒸汽出口与辅汽联箱的入口相连通。

除氧器的出水口经主给水泵与高压加热器的入水口相连通。

高压加热器的出水口经给水控制阀组与蒸汽发生器的吸热侧入口相连通。

辅汽联箱还连通有汽轮机轴封系统。

一种钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的方法包括以下步骤：

辅汽联箱输出的过热蒸汽分为三路，其中一路进入到除氧器中，一路进入到高压加热器中，另一路供到汽轮机轴封系统。给水经除氧器除氧预热后进入到加热器中预热，然后依次进入到蒸汽发生器的吸热侧及过热器的吸热侧中吸热形成过热蒸汽，最后进入到汽轮机中做功；

反应堆一/二回路输出的工质依次进入到蒸汽发生器的放热侧及过热器的放热侧中放热，然后进入到反应堆一/二回路中。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统及方法在具体操作时，利用反应堆一/二回路及电加热器储能的同时，利用辅汽联箱提供的过热蒸汽进行给水预热并供给汽轮机轴封系统，降低反应堆一二回路的的降温速率，从而确保非核冲转期间汽轮机能够长时间持续稳定在额定转速，同时反应堆一/二回路无需多次蓄热，降温速率远远小于设计值，提高汽轮机非核蒸汽冲转过程的持续性和稳定性，提高了非核冲转的效率，同时也降低了反应堆一/二回路的热冲击次数，保证非核冲转期间反应堆一二回路的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为辅助锅炉、2为辅汽联箱、3为除氧器、4为主给水泵、5为高压加热器、6为给水控制阀组、7为蒸汽发生器、8为过热器、9为反应堆一/二回路、10为汽轮机，11为汽轮机轴封系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统包括辅汽联箱2、除氧器3、高压加热器5、蒸汽发生器7、过热器8、汽轮机10及反应堆一/二回路9；辅汽联箱2的出口与除氧器3的蒸汽入口及高压加热器5的蒸汽入口相连通，除氧器3的出水口与高压加热器5的入水口相连通，高压加热器5的出水口与蒸汽发生器7的吸热侧入口相连通，蒸汽发生器7的吸热侧出口与过热器8的吸热侧入口相连通，过热器8的吸热侧出口与汽轮机10的蒸汽入口相连通；反应堆一/二回路9的出口依次经蒸汽发生器7的放热侧及过热器8的放热侧后与反应堆一/二回路9的入口相连通。

本发明还包括辅助锅炉1，辅助锅炉1的蒸汽出口与辅汽联箱2的入口相连通。

除氧器3的出水口经主给水泵4与高压加热器5的入水口相连通。高压加热器5的出水口经给水控制阀组6与蒸汽发生器7的吸热侧入口相连通。辅汽联箱2还连通有汽轮机轴封系统11。

本发明所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的方法包括以下步骤：

辅汽联箱2输出的过热蒸汽分为三路，其中一路进入到除氧器3中，一路进入到高压加热器5中，另一路供到汽轮机轴封系统11。给水经除氧器3除氧预热后进入到加热器中预热，然后依次进入到蒸汽发生器7的吸热侧及过热器8的吸热侧中吸热形成过热蒸汽，最后进入到汽轮机10中做功；

反应堆一/二回路9输出的工质依次进入到蒸汽发生器7的放热侧及过热器8的放热侧中放热，然后进入到反应堆一/二回路9中。

实施例一

本实施例的具体工作过程为：

辅助锅炉1产生2.1mpa、280℃、最高流量115t/h的过热蒸汽进入到辅汽联箱2中，蒸汽在辅汽联箱2中稳定至1.8mpa、270-274℃，辅汽联箱2输出的蒸汽进入到除氧器3中，将除氧器3内的给水加热至210℃；同时辅汽联箱2输出的蒸汽也供给汽轮机轴封系统；通过控制主给水泵4的转速调节主给水泵4的给水压力，通过给水控制阀组6控制给水流量，使得蒸汽发生器7水侧的入口压力为3.55mpa、流量为73.56t/h。辅汽联箱2输出的蒸汽进入到高压加热器5中，将高压加热器5内给水温度从210℃加热至240℃；

反应堆一/二回路9输出工质的最高温度为358℃，给水在蒸汽发生器7及过热器8中吸热，将240℃的给水汽化为300℃的过热蒸汽，需求的吸热量为39.702mw，其中，反应堆一/二回路9的主泵和电加热器提供17.3mw，反应堆一/二回路9通过降温提供22.402mw的热量。

经过计算得，利用反应堆一/二回路9蓄热降温提供22.402mw的热量过程中，反应堆一/二回路9的温度下降速率为17.43℃/h,远小于设计要求的30℃/h的安全限值，反应堆一/二回路9可利用降温幅度为50℃，即可连续提供172min的蒸汽，汽轮机10冲转至3000rpm过程花费95min，理论上汽轮机10可以在3000rpm额定转速连续运行77min。

技术特征：

1.一种钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统，其特征在于，包括辅汽联箱(2)、除氧器(3)、高压加热器(5)、蒸汽发生器(7)、过热器(8)、反应堆一/二回路(9)、汽轮机(10)及汽轮机轴封系统(11)；

辅汽联箱(2)的出口与除氧器(3)的蒸汽入口及高压加热器(5)的蒸汽入口相连通，除氧器(3)的出水口与高压加热器(5)的入水口相连通，高压加热器(5)的出水口与蒸汽发生器(7)的吸热侧入口相连通，蒸汽发生器(7)的吸热侧出口与过热器(8)的吸热侧入口相连通，过热器(8)的吸热侧出口与汽轮机(10)的蒸汽入口相连通；反应堆一/二回路(9)的出口依次经蒸汽发生器(7)的放热侧及过热器(8)的放热侧后与反应堆一/二回路(9)的入口相连通。

2.根据权利要求1所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统，其特征在于，还包括辅助锅炉(1)，辅助锅炉(1)的蒸汽出口与辅汽联箱(2)的入口相连通。

3.根据权利要求1所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统，其特征在于，除氧器(3)的出水口经主给水泵(4)与高压加热器(5)的入水口相连通。

4.根据权利要求1所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统，其特征在于，高压加热器(5)的出水口经给水控制阀组(6)与蒸汽发生器(7)的吸热侧入口相连通。

5.根据权利要求1所述的钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统，其特征在于，辅汽联箱(2)还连通有汽轮机轴封系统(11)。

6.一种钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的方法，其特征在于，包括以下步骤：

辅汽联箱(2)输出的过热蒸汽分为三路，其中一路进入到除氧器(3)中，一路进入到高压加热器(5)中，另一路供到汽轮机轴封系统11。给水经除氧器(3)除氧预热后进入到加热器中预热，然后依次进入到蒸汽发生器(7)的吸热侧及过热器(8)的吸热侧中吸热形成过热蒸汽，最后进入到汽轮机(10)中做功；

反应堆一/二回路(9)输出的工质依次进入到蒸汽发生器(7)的放热侧及过热器(8)的放热侧中放热，然后进入到反应堆一/二回路(9)中。

技术总结
本发明公开了一种钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的系统及方法，包括辅汽联箱、除氧器、高压加热器、蒸汽发生器、过热器、反应堆一/二回路、汽轮机及汽轮机轴封系统；辅汽联箱的出口与除氧器的蒸汽入口及高压加热器的蒸汽入口相连通，除氧器的出水口与高压加热器的入水口相连通，高压加热器的出水口与蒸汽发生器的吸热侧入口相连通，蒸汽发生器的吸热侧出口与过热器的吸热侧入口相连通，过热器的吸热侧出口与汽轮机的蒸汽入口相连通；反应堆一/二回路的出口依次经蒸汽发生器的放热侧及过热器的放热侧后与反应堆一/二回路的入口相连通，该系统能够有效的解决钠冷快堆汽轮机无法进行非核蒸汽冲转的问题，降低反应堆一/二回路热冲击次数。

技术研发人员：姚尧;张瑞祥;韩传高;余俨;马晓珑
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：2020.09.16
技术公布日：2020.11.20