一种高温气冷堆背压运行系统及方法与流程

本发明属于高温气冷堆，具体涉及一种高温气冷堆背压运行系统及方法。

背景技术：

1、高温气冷堆核电站采用氦气冷却反应堆，通过直流式蒸汽发生器将热量传递给二回路，产生高温过热蒸汽推动汽轮机进行做功发电。由于反应堆采用不停堆换料运行模式，该种堆型反应堆运行初期需进行倒料操作，机组需长时间运行在低功率阶段。该阶段反应堆产生的热量较低，二回路蒸汽参数相应降低，此时进行汽轮机长期低功率运行可能导致末级叶片湿度过高，不利于设备安全运行。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆背压运行系统及方法的新技术方案。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种高温气冷堆背压运行系统，包括：

3、蒸汽发生器、汽轮机和隔离阀，所述汽轮机包括高压缸和低压缸，所述高压缸和所述低压缸之间连接有连通管，所述连通管上设置有隔离阀；所述蒸汽发生器的输出端与所述高压缸连接；

4、第一循环管、除氧器和散热单元，所述第一循环管的第一端与所述高压缸连接，第二端与所述除氧器连接；所述第一循环管上设置所述散热单元，所述散热单元用于对由所述高压缸流入所述除氧器的流动介质进行散热；

5、当高温气冷堆低功率运行时，关闭所述隔离阀，所述蒸汽发生器产生的蒸汽进入所述高压缸内做功，所述高压缸排出的乏汽进入所述第一循环管中并在所述散热单元的作用下冷凝后进入所述除氧器。

6、可选地，高温气冷堆背压运行系统还包括凝汽器和发电机，所述低压缸的第一输出端与所述凝汽器连接，用于将所述低压缸内的乏汽排入所述凝汽器内；所述低压缸的第二输出端与所述发电机连接，用于将动能传递至所述发电机，并由所述发电机将动能转化为电能。

7、可选地，所述散热单元包括换热器、第二循环管、第一循环泵和冷凝组件，所述换热器的一次侧连接所述第一循环管，二次侧连接所述第二循环管；所述第二循环管上设置所述第一循环泵和所述冷凝组件，在所述第一循环泵的作用下，循环介质在所述第二循环管内流动循环，并由所述冷凝组件对所述循环介质进行冷却。

8、可选地，高温气冷堆背压运行系统还包括第二循环泵，所述第二循环泵设置于所述第一循环管，且所述第二循环泵位于所述除氧器和所述换热器之间。

9、可选地，所述冷凝组件包括第一冷凝单元，所述第一冷凝单元包括第一阀门和冷凝塔，所述第一阀门位于所述冷凝塔的靠近所述换热器的一侧，用于控制所述第二循环管内的循环介质是否流入所述冷凝塔。

10、可选地，所述冷凝组件还包括第二冷凝单元，所述第二冷凝单元与所述第一冷凝单元并联，且所述第二冷凝单元包括第二阀门和场外换热站，所述第二阀门位于所述场外换热站的靠近所述换热器的一侧，用于控制所述第二循环管内的循环介质是否流入所述场外换热站。

11、可选地，高温气冷堆背压运行系统还包括凝结水管和凝结水泵，所述凝汽器与所述除氧器之间通过所述凝结水管连接，所述凝结水泵设置于所述凝结水管。

12、可选地，高温气冷堆背压运行系统还包括主给水管和给水泵；所述除氧器和所述蒸汽发生器之间连接有所述主给水管，所述主给水管上设置有所述给水泵。

13、根据本发明的第二方面，提供了一种高温气冷堆背压运行方法，其特征在于，应用于如第一方面所述的高温气冷堆背压运行系统，包括：

14、当高温气冷堆低功率运行时，关闭隔离阀，蒸汽发生器产生的蒸汽进入高压缸内做功以将热能转化为动能，并通过发电机将动能转化为电能；

15、高压缸排出的乏汽进入第一循环管中并在散热单元的作用下冷凝后进入除氧器；其中，散热单元可将乏汽的热能转化为场外换热站的热能。

16、可选地，在冬季工况下，打开所述隔离阀，高压缸排出的部分乏汽进入所述低压缸，同时，高压缸排出的部分乏汽进入所述第一循环管，并通过所述第一循环管上的换热器将热量传递至换热器二次侧的场外换热站；

17、或者，在高温气冷堆的冷源丧失以及凝汽器不可用的工况下，关闭所述隔离阀，并降低所述高温气冷堆的功率；所述高压缸排出的乏汽通过第一循环管进入所述除氧器，并在所述除氧器内升温后通过主给水管进入蒸汽发生器；同时，第一循环管上的换热器将乏汽的热量传递至冷却塔或者场外换热站。

18、本发明的一个技术效果在于：

19、在本申请实施例中，当高温气冷堆低功率运行时，关闭隔离阀，蒸汽发生器产生的蒸汽进入高压缸内做功，高压缸排出的乏汽进入第一循环管中并在散热单元的作用下冷凝后进入除氧器，从而保证反应堆的热量持续可控导出，维持机组的持续运行并避免反应堆发生停堆，进而保证反应堆在低功率运行时的安全稳定性。

20、另外，由于反应堆在低功率运行时隔离汽轮机的低压缸，从而避免汽轮机的低压缸长期低功率运行，保证了汽轮机运行的安全性和可靠性。

技术特征：

1.一种高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，还包括凝汽器和发电机，所述低压缸的第一输出端与所述凝汽器连接，用于将所述低压缸内的乏汽排入所述凝汽器内；所述低压缸的第二输出端与所述发电机连接，用于将动能传递至所述发电机，并由所述发电机将动能转化为电能。

3.根据权利要求1所述的高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，所述散热单元包括换热器、第二循环管、第一循环泵和冷凝组件，所述换热器的一次侧连接所述第一循环管，二次侧连接所述第二循环管；所述第二循环管上设置所述第一循环泵和所述冷凝组件，在所述第一循环泵的作用下，循环介质在所述第二循环管内流动循环，并由所述冷凝组件对所述循环介质进行冷却。

4.根据权利要求3所述的高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，还包括第二循环泵，所述第二循环泵设置于所述第一循环管，且所述第二循环泵位于所述除氧器和所述换热器之间。

5.根据权利要求3所述的高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，所述冷凝组件包括第一冷凝单元，所述第一冷凝单元包括第一阀门和冷凝塔，所述第一阀门位于所述冷凝塔的靠近所述换热器的一侧，用于控制所述第二循环管内的循环介质是否流入所述冷凝塔。

6.根据权利要求5所述的高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，所述冷凝组件还包括第二冷凝单元，所述第二冷凝单元与所述第一冷凝单元并联，且所述第二冷凝单元包括第二阀门和场外换热站，所述第二阀门位于所述场外换热站的靠近所述换热器的一侧，用于控制所述第二循环管内的循环介质是否流入所述场外换热站。

7.根据权利要求2所述的高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，还包括凝结水管和凝结水泵，所述凝汽器与所述除氧器之间通过所述凝结水管连接，所述凝结水泵设置于所述凝结水管。

8.根据权利要求1所述的高温气冷堆背压运行系统，其特征在于，还包括主给水管和给水泵；所述除氧器和所述蒸汽发生器之间连接有所述主给水管，所述主给水管上设置有所述给水泵。

9.一种高温气冷堆背压运行方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8任意一项所述的高温气冷堆背压运行系统，包括：

10.根据权利要求9所述的高温气冷堆背压运行方法，其特征在于，在冬季工况下，打开所述隔离阀，高压缸排出的部分乏汽进入所述低压缸，同时，高压缸排出的部分乏汽进入所述第一循环管，并通过所述第一循环管上的换热器将热量传递至换热器二次侧的场外换热站；

技术总结
本发明提供一种高温气冷堆背压运行系统及方法，高温气冷堆背压运行系统包括蒸汽发生器、汽轮机、隔离阀、第一循环管、除氧器和散热单元；所述汽轮机包括高压缸和低压缸，所述高压缸和所述低压缸之间连接有连通管，所述连通管上设置有隔离阀；所述蒸汽发生器的输出端与所述高压缸连接；所述第一循环管的第一端与所述高压缸连接，第二端与所述除氧器连接；所述第一循环管上设置所述散热单元，所述散热单元用于对由所述高压缸流入所述除氧器的流动介质进行散热。本发明的一个技术效果在于，设计合理，能够保证反应堆在低功率状态下的安全稳定运行。

技术研发人员：王磊,张延旭,叶林,赵峰,孔令健,付琴,沈桂芳,杨文晓
受保护的技术使用者：华能山东石岛湾核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16