【文章內(nèi)容簡介】 山東海陽一期 2600 2900 2900 21000 21000 2650 41000 21000 21000 壓水堆 壓水堆 壓水堆 壓水堆 壓水堆 壓水堆 壓水堆 壓水堆 壓水堆 1446100萬元 407000萬元 — — 320400萬美元 1580000萬元 4860000萬元 2500000萬元 2500000萬元 1330 2021 1800 1500 — — — — — 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第二章 1000MW 核電機組的二回路熱力系統(tǒng) 一、 1000MW 核電機組原則性熱力系統(tǒng) 汽輪機熱 力系統(tǒng)是將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成汽輪機的機械能，再通過發(fā)電機轉(zhuǎn)變成電能，做過功的蒸汽經(jīng)凝汽器冷卻凝結(jié)成水，再加熱到 ℃ 送入蒸汽發(fā)生器。系統(tǒng)由四級低壓加熱器、除氧器和兩級高壓加熱器組成，在正常運行工況下對主凝結(jié)水進行加熱。 從蒸汽發(fā)生器來的蒸汽沿著四根 DN600 的管道供到四個主蒸汽高壓閥組。每個高壓閥組由一個截止閥和一個調(diào)節(jié)閥組成。蒸汽通過截止閥和調(diào)節(jié)閥后沿著四根 DN600 的管道進入汽輪機的高壓缸。第二、第三、第四級葉片后的部分蒸汽分別被抽到 6 號高壓加熱器、 5 號高壓加熱器和除氧器，除高壓缸部 分排汽被抽到 4 號低壓加熱器外，高壓缸排汽的主流量直接沿著四根 DN1600 的蒸汽管道送到汽水分離再熱器進行水分分離和蒸汽再熱。 在汽水分離再熱器后，蒸汽通過低壓閥組沿著 8 根 DN1200 的管道進入低壓缸。 濕蒸汽在壁式汽水增壓分離器內(nèi)進行汽水分離，分離出來的蒸汽分別到每個再熱器。從汽輪機入口管道中抽取 271℃ 的新蒸汽送到汽水分離再熱器作為高壓缸排汽的加熱汽源。疏水泵將 4 臺汽水分離再熱器的汽水收集器內(nèi)的疏水打到主凝結(jié)水系統(tǒng)。將凝結(jié)水匯集箱中的加熱蒸汽凝結(jié)水以及所有汽水分離再熱器中的凝結(jié)水利用高溫液力驅(qū)動泵一起打到 6 號高壓加熱器后的主給水管道。 從低壓缸抽出的蒸汽到低壓加熱器：在每個低壓缸第四級后的部分蒸汽被分別抽到4 臺 1 號低壓加熱器；在 3 號低壓缸和 4 號低壓缸的第三級后的通道中的部分蒸汽抽到 2號混合式低壓加熱器；在 1 號低壓缸和 2 號低壓缸第一級后的通道中的部分蒸汽抽到 3號表面式低壓加熱器。 為盡可能滿足機組高效率的要求， 6 號高壓加熱器的疏水到 5 號高壓加熱器的汽室，然后與凝結(jié)水一起直接到除氧器。 4 號低壓加熱器的疏水與汽水分離再熱器的分離水一起送入主凝結(jié)水系統(tǒng)。 3 號低壓加熱器的疏水到 2 號低壓加熱器。 1 號低壓加熱器疏水通過一 個水封到凝汽器。 回?zé)嵯到y(tǒng)滿足最大可靠性要求，運行方便，布置簡潔，并使汽輪機具有較高的熱效率。 回?zé)嵯到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)： 4 臺 1 號低壓加熱器 +1 臺 2 號低壓加熱器 +1 臺 3 號低壓加熱器 +2 臺 5 號高壓加熱器 +2 臺 6 號高壓加熱器。 1 號低壓加熱器布置在凝器汽喉部中，因此，這部分的主凝結(jié)水分成四根管道。 低壓加熱器管道系統(tǒng)，主凝結(jié)水管道上的管道和閥門設(shè)計成凝結(jié)水泵在最小流量工況下能可靠運行。 1000MW 核電機組二回路熱力系統(tǒng)經(jīng)濟性分析 5 高壓加熱系統(tǒng)有兩級，兩通道。加熱器設(shè)有一個快速反應(yīng)保護裝置，當(dāng)加熱器內(nèi)的水位升高時，保護裝置自動投入，給水進入旁路。高壓加熱器系統(tǒng)具有 超壓保護功能。 汽輪機允許在某些低壓加熱器（ 2 號低壓加熱器除外）切斷和斷開一、兩條高壓加熱器管道而反應(yīng)堆功率保持不變的情況下長期運行。 具有切斷兩臺連成一組的 1 號低壓加熱器的功能：一組位于 1 號低壓缸和 2 號低壓缸之中，另一組位于 3 號低壓缸和 4 號低壓缸之中。 在至回?zé)峒訜崞鞯某槠艿郎希捎谡羝泻械臐穸?，可能會出現(xiàn)因腐蝕而導(dǎo)致管道的損壞，故在管道中安裝了分離器以降低濕度。為了防止在甩負(fù)荷期間汽輪機組超速，抽汽管道在必要的地方配有止回閥。 每臺機組設(shè)有一臺除氧器和一個容量為 400m3的除氧水箱。 除氧器蒸汽額 定壓力為 ，設(shè)計為滑壓運行。設(shè)有超壓和高水位保護措施。水位超出允許標(biāo)準(zhǔn)的保護由主凝結(jié)水泵的自動控制來實現(xiàn)，超壓保護由安全閥來實現(xiàn)。 經(jīng)過除氧器的給水，通過主給水泵（共 5 臺， 4 臺運行， 1 臺備用）供至 5 號高壓加熱器、 6 號高壓加熱器，而后進入蒸汽發(fā)生器。輔助給水泵（共 2 臺）作為主給水泵的備用泵，在機組短時及預(yù)期運行事故狀態(tài)下向蒸汽發(fā)生器供水。 汽輪機除了回?zé)岢槠酝?，還可向輔助系統(tǒng)供汽： 從 2 級抽汽管道（至 6 號高壓加熱器）抽汽，抽汽量約 50t/h。 回?zé)嵯到y(tǒng)中，除了加熱器，還包括軸封蒸汽冷卻器。從汽輪 機端部軸封的最末級腔室和汽輪機蒸汽入口閥的閥桿密封泄漏出來的蒸汽與空氣的混合物排入軸封蒸汽冷卻器。 除氧器來汽至汽輪機端部軸封，保證低壓缸內(nèi)真空，并防止機組在啟動期間漏入空氣。 系統(tǒng)具有兩級凝結(jié)水泵，第一級凝結(jié)水泵（共 3 臺， 2 臺運行， 1 臺備用）從凝汽器吸入凝結(jié)水，再使其升壓通過軸封蒸汽冷卻器、除鹽裝置和 1 號低壓加熱器至 2 號低壓加熱器；第二級凝結(jié)水泵（共 3 臺， 2 臺運行， 1 臺備用）從 2 號低壓加熱器吸入凝結(jié)水，并把凝結(jié)水打入除氧器。 二、 1000MW 核電機組熱力系統(tǒng)的特點 、溫度參數(shù)低； 流量大； ，并用主蒸汽再熱； ，高壓缸排汽經(jīng)水份分離再熱后進四個低壓缸； ，也就是在核島停堆過程中將一回路的余熱通過二回路導(dǎo) 出，保證將一回路溫度冷卻到安全溫度。 型核動力發(fā)電機組為壓水堆，其反應(yīng)堆對介質(zhì)的參數(shù)要求比較嚴(yán)格。如果介質(zhì)溫度過高時，會造成反應(yīng)堆堆芯熔融現(xiàn)象；當(dāng)介質(zhì)壓力過高時，會產(chǎn)生對核電站的沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 不安全因素。為此，因一回路介質(zhì)參數(shù)的影響，造成二回路主蒸汽參數(shù)與常規(guī)電站相比較低。 三、 1000MW 核電機組熱力系統(tǒng)的組 成 （一）主蒸汽系統(tǒng) 在蒸汽發(fā)生器出口裝設(shè)有主蒸汽母管，以均衡各主蒸汽管道的壓力。四根主蒸汽管道將四臺蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽，經(jīng)過主蒸汽快速隔離閥、主汽門和調(diào)節(jié)汽門送入汽輪機高壓缸。主蒸汽母管上還接有三條支路管道，其中兩路為汽輪機旁路，作用是將主蒸汽引入凝汽器；另一路為輔助蒸汽，向各個輔助蒸汽用戶提供蒸汽。 主蒸汽安全閥用于防止主蒸汽管道壓力過高而引起爆管。大氣釋放閥用于排放核電廠事故工況下的不平衡蒸汽，以減少蒸汽壓力的波動。當(dāng)主蒸汽管道破裂的時候，快速隔離閥迅速隔斷蒸汽發(fā)生器和主蒸汽管道。 正常運行時，主蒸汽系統(tǒng)將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽引入汽輪機高壓缸和汽水分離再熱器的再熱段。當(dāng)汽輪機帶部分負(fù)荷或除氧器抽汽壓力不足或汽輪機跳閘停機的時候，向除氧器和其它輔助蒸汽系統(tǒng)提供蒸汽。在汽輪機甩負(fù)荷的時候，汽輪機旁路系統(tǒng)投入運行，將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的多余的蒸汽經(jīng)旁路排入凝汽器，并在其中冷凝。當(dāng)反應(yīng)堆運行，汽輪機停機時，如果凝汽器發(fā)生故障，主蒸汽系統(tǒng)將主蒸汽通過快速釋放閥向大氣排放。當(dāng)主蒸汽管道破裂時，主蒸汽系統(tǒng)采用主蒸汽隔離閥將蒸汽發(fā)生器與主蒸汽管道隔離。 在機組啟動階段，由外部汽源供汽對機組暖管、除氧器中除鹽水除氧及滿足汽輪機軸封供汽要求。在反應(yīng)堆升負(fù)荷后，蒸汽發(fā)生器內(nèi)蒸汽參數(shù)達到額定負(fù)荷時，新蒸汽通過主蒸汽母管祥輔助蒸汽管道供汽。 在核電站正常運行時，蒸汽沿著 4 根 DN600 的管道從蒸汽發(fā)生器送到汽輪機主汽閥和調(diào)節(jié)閥。系統(tǒng)實現(xiàn)安全功能的閥門處于備用狀態(tài)，一旦需要便可投入運行。 在核電站全廠斷電狀態(tài)，當(dāng)汽輪機主汽門關(guān)閉時，二回路蒸汽壓力將升高。由于凝汽器沒有冷卻水，故不能向凝汽器排放蒸汽。當(dāng)蒸汽發(fā)生器中的壓力超過 時，大氣釋放 閥 （ BRUA） 開啟，降低二回路壓力。一旦壓力繼續(xù)升高到 時，安全閥開啟。當(dāng)反應(yīng)堆內(nèi)的余熱通過大氣釋放閥向大氣釋放時，一回路保持熱備用狀態(tài)。 如果發(fā)生全廠斷電，必須將反應(yīng)堆冷卻下來，首先通過大氣釋放閥向大氣排放，排出反應(yīng)堆余熱，直到反應(yīng)堆功率降低，一回路的冷卻系統(tǒng)可以投入運行為止。 （二）汽水分離再熱系統(tǒng) 汽輪機高壓缸排出的濕蒸汽經(jīng)過四路對稱布置的蒸汽管道分別進入四個汽水分離再1000MW 核電機組二回路熱力系統(tǒng)經(jīng)濟性分析 7 熱器，在汽水分離再熱器裝置前的每路濕蒸汽管道上，都裝設(shè)防止水份進入的除濕裝置。 濕蒸汽從汽水分離再熱器的 底部進入，先通過起分離作用的格板將水分離出去，干燥的蒸汽進入再熱器加熱成過熱蒸汽，然后通過低壓主汽門和調(diào)節(jié)汽門進入低壓缸。 每臺汽水分離再熱器的分離器部分的疏水通過水封排入分離水匯集箱，然后由泵打入 4 號低壓加熱器后的主凝結(jié)水管道。 在汽水分離再熱器中采用是由主蒸汽母管來的新蒸汽，每臺汽水分離再熱器過熱段的疏水先排入凝結(jié)水匯集箱，然后由液力驅(qū)動泵打入 6 號高壓加熱器后的主給水管道，同時考慮至除氧器的切換管道。該疏水泵由水輪機驅(qū)動，水源來自高壓給水泵出口，其排水至除氧器，排水壓力約為 1MPa，疏水泵將 6MPa 的疏水壓力提升至 9MPa 進入高加給水主管路。 汽水分離再熱器的有關(guān)設(shè)備的布置應(yīng)該遵照對稱布置的原則，即四個汽水分離再熱器相對于高壓缸和低壓缸是對稱布置的。同樣，分離水匯集箱和凝結(jié)水匯集箱相對于汽水分離再熱器也是對稱布置的。這樣則能夠保證汽水分離器和再熱器的疏水都能夠順利地分別進入分離水匯集箱和凝結(jié)水匯集箱，管道和設(shè)備受力條件較好。 高壓缸排汽先進入汽水分離再熱器的分離器部分將水份消除掉，再進入再熱器部分加熱。再熱器以新蒸汽作為熱源，在再熱器入口處的飽和蒸汽略有一點過熱度。經(jīng)過再熱的低壓過熱蒸汽 由再熱器進入低壓缸。汽輪機的高壓缸是雙排汽的，每側(cè)的排汽均先進入兩個汽水分離再熱器，隨后再進入相應(yīng)的低壓缸。 正常運行時，將高壓缸排汽引入汽水分離再熱器中進行汽水分離和再熱，然后將過熱蒸汽引入低壓缸作功。機組甩負(fù)荷時，利用低壓主汽門將汽水分離再熱器與低壓缸隔開，以防止汽輪機組超速。正常運行時，汽水分離再熱器分離出來的疏水匯集到分離水匯集箱，然后送到除氧器；事故時，疏水送到凝汽器。正常運行時，汽水分離再熱器再熱段的凝結(jié)水匯集到凝結(jié)水匯集箱，然后通過水泵打入 6 號高壓加熱器后的 主給水管道；水泵事故時，疏水送到凝汽器。 運行 從汽輪機暖機和啟動直到關(guān)斷閥關(guān)斷，汽水分離再熱系統(tǒng)始終保持運行狀態(tài)。 （三）凝結(jié)水系統(tǒng) 來自凝汽器熱井的主凝結(jié)水利用 Ⅰ 級凝結(jié)水升壓泵升壓后通過軸封蒸汽冷卻器和凝結(jié)水精處理裝置進行處理。軸封蒸汽冷卻器可以保證被抽入的蒸汽能夠充分冷卻，熱量被回收，凝結(jié)水精處理裝置能夠除掉水中的鹽份，使水質(zhì)達到運行要求。經(jīng)過凝結(jié)水精處理的凝結(jié)水進入 1 號和 2 號低壓加熱器，然后通過Ⅱ級凝結(jié)水升壓泵升壓，送到 3 號和 4 號低壓加熱器加熱，最后送到除氧器。四臺 1 號低壓加熱器 兩兩并列設(shè)置， 4 臺 1號低壓加熱器共用一個大旁路。 4 號低壓加熱器為表面式， 2 號低壓加熱器為混合式。凝汽器中的水位和 2 號低壓加熱器中的水位由Ⅰ級凝結(jié)水升壓泵后的調(diào)節(jié)閥來控制，除氧器中的水位由Ⅱ級凝結(jié)水升壓泵后的調(diào)節(jié)閥來控制。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 1 號低壓加熱器的疏水通過水封排入凝汽器， 3 號低壓加熱器的疏水流入 2 號低壓加熱器（此疏水和主凝結(jié)水混合由Ⅱ級凝升泵排出）。 4 號低壓加熱器的疏水和汽水分離再熱器分離段的疏水打入 4 號低壓加熱器后的主凝結(jié)水管道中。 利用Ⅰ級凝結(jié)水升壓泵將凝汽器中的凝結(jié)水送到凝結(jié)水 精處理系統(tǒng)，經(jīng)過精處理后，利用Ⅱ級凝結(jié)水升壓泵經(jīng)低壓加熱器送到除氧器。主要的系統(tǒng)功能包括：冷卻汽輪機軸封蒸汽、回收熱量和工質(zhì)、供應(yīng)汽輪機旁路裝置冷卻水、供應(yīng)低壓缸排汽口超溫時用的減溫水、接收低壓加熱器排水等。 從機組試運一直到蒸汽從蒸汽發(fā)生器通過旁路排到凝汽器結(jié)束時系統(tǒng)均投入運行。在正常運行狀態(tài)下，根據(jù)負(fù)荷大小，一臺（每臺 50%容量）或兩臺凝結(jié)水泵投入運行，第三臺泵作為備用。正常運行時關(guān)閉主凝結(jié)水再循環(huán)管道上的閥門，打開主凝結(jié)水管道調(diào)節(jié)閥前后的截止閥。關(guān)閉調(diào)節(jié)閥旁路閥。 在準(zhǔn)備啟動時，凝結(jié)水泵 入口閥打開，出口閥關(guān)閉。在凝結(jié)水泵注水達到要求水位后，確定投入運行的凝結(jié)水泵投入運行。 在凝汽器中沒有排汽的情況下，打開到 2 號低壓加熱器的再循環(huán)管道上的閥門并且通過 2 號低壓加熱器溢流管排向凝汽器，兩臺凝結(jié)水泵中的一臺沿著再循環(huán)管道運行。在對除氧器的可用性進行檢查之后，從凝結(jié)水精處理水箱或利用凝結(jié)水泵從凝汽器向除氧器注水。開啟主凝結(jié)水管道上的調(diào)節(jié)閥。在啟動調(diào)節(jié)閥完全打開之后，除氧器水位控制器切換到主調(diào)節(jié)閥。在機組負(fù)荷超過 50%后，另一臺凝結(jié)水泵投入運行。 在一臺凝結(jié)水泵故障或凝結(jié)水管道壓力降低時，備用泵自動投 入運行。在除氧器水位事故升高時，停止運行與汽輪機同時工作的凝結(jié)水泵。當(dāng)除氧器水位降到最低值時，打開除氧器事故補水管道上的調(diào)節(jié)閥。 （四）主給水系統(tǒng) 除氧器與 5 臺 25％ 的電動給水泵相連，每臺給水泵的出口均設(shè)有至除氧器的再循環(huán)管道，以便在機組啟動或變工況下的小流量時，保證給水泵能夠穩(wěn)定可靠地運行。