循环水流量 44.96m/s 循环水入口温度 23C
凝汽器的喉部压力 75mbar (绝对) 凝汽器出口凝水含氧量 <12ppb
o37.3 汽轮机的辅助系统及设备
7.3.1 蒸汽旁路排放系统
蒸汽旁路排放系统是为机组适应启停工况和事故处理设置的。当反应堆的热功率大于汽轮机的功率时,该系统为反应堆产生一个人为的负载,达到反应堆负荷与汽轮机功率相适应的目的。
在蒸汽旁路排放系统作用下,当机组甩去部分负荷、甚至全部负荷时,不使反应堆紧急停堆和主蒸汽安全阀动作;允许反应堆随大于10%额定负荷的阶跃变化和每分钟超过5%额定负荷的线性变化;在反应堆紧急停堆和机组正常启动及停堆时,防止冷却剂过热和主蒸汽安全阀起跳,并导致反应堆冷却器系统的贮热和剩余发热,使反应堆冷却剂的平均温度达到零负荷或投用余热排出系统的水平。
蒸汽旁路排放系统由蒸汽器排放系统、除氧器排放系统和大气排放系统三部分组成,系统如图7.14 。
图7.14 大亚湾核电站主汽轮机的旁路系统
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凝汽器排放系统是一个大旁路,从排放总管引出的12根管道,经隔离阀、气功控制排放阀和扩散器到凝汽器上。12个凝汽器排放阀分为三组,对称、均匀地分布在三个凝汽器上,按先后顺序逐组比例开启,三组的排放量分别为18.2%、18.1%和36.3%额定流量。排放蒸汽在扩散器中降温、降压后喷入凝汽器空间。
除氧器排放系统是个小旁路,从排放总管引出的一根管道在除氧器处分为三根支管,经隔离阀和气动控制排放阀与除氧器的加热抽汽管合并,排汽经除氧器的主蒸汽鼓泡器进入除氧器的水空间。该排放系统的设计排放量为12.4%额定流量。
大气排放系统仅当排放蒸汽量超出大、小旁路系统的排放能力时才投入使用。三条各自独立的大气排放系统管线接自主蒸汽隔离阀的上游,每根排放管上装有电动隔离阀的气动控制排放阀。为提高排放阀的工作可靠性、在气动排放阀处设置看一个压缩空气罐,在压缩空气系统失灵时,能使气动排放阀维持6小时的工作时间。大气排放系统的总放量为10-15%。
当机组功率在5%额定功率以上、二个回路的功率平衡、负荷阶跃变化小于10%或每分钟小于15%额定负荷线性变化时,蒸汽旁路排放系统不投入工作。在机组启动和正常停运时,第1、2组凝汽器排放阀在冷却剂平均温度高于284oC时投入工作;为避免一回路系统过冷,在冷却剂平均温度小于284oC工况下,所有排放阀都关闭。在冷停堆时,冷却剂平均温度由291.4oC降到180oC的过渡阶段,蒸汽排放系统投入运行。
排放阀有温度控制和压力控制两种工作模式。当反应堆功率大于15%时,采用温度控制模式,开启信号正比于反应堆的平均温度与汽轮机负荷表征温度的差值。在反应堆的功率小于15%时,采用压力控制模式,是蒸汽母管的压力维持在手动设定的水平。
7.3.2凝结水抽出系统
凝结水抽出系统抽取凝汽器热井中的凝结水,经四级低压加热器输送到除氧器,同时向蒸汽旁路排放系统的扩散器、低压缸排汽口的喷淋系统、新蒸汽疏水接收器和汽轮机疏水接收器等提供冷却水,以及向凝结水泵、低压疏水泵和主给水泵提供轴封水。此外,还向辅助给水系统的贮水箱提供补充水。
凝结水抽出系统是由三台凝水泵、四台疏水接收器、凝结水过滤器以及除氧器水位控制和凝结水再循环控制阀等组成。
大亚湾核电站的每台主汽轮机配置三台50%额定流量的电动立式三级凝结水泵,结构如图7.15所示。正常工况下二台工作,一台备用。泵的第一级采用双吸入口,从第一级叶轮轮缘排出的凝水经双蜗壳引向单侧进水的第二级叶轮,第二级叶轮的出水经扩压器引向第三级叶轮,最后由支承泵体重
图7.15 凝结水泵
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量的垂直管排出泵外。凝结水泵的工作转速为1482rpm,扬程215m,额定功率1660kW,额定流量552.67kg/s。
凝结水泵通过低压加热器输送到除氧器的凝结水量是由除氧器的水位控制器来调节,控制回路如图7.16 。为避免凝结水泵的汽蚀,必须保证凝水泵有最小量流过。在除氧器高水位、输入的凝结水量减少时,由再循环控制阀来保证通过凝结水泵的最小许用流量。再循环控制器感受#4低压加热出口的凝水流量,凝结水泵的出水经直径500mm的管道和直径300mm的控制阀返回凝汽器。设计最大再循环流量为500kg/s。
图7.16 凝结水控制系统
7.3.3 低压加热系统
低压加热器系统是利用汽轮机的抽汽加热来自凝结水泵的凝水,达到提高热力循环效率的目的。大亚湾核电站的主汽轮机设有4级U型管表面式低压加热器,将凝汽器热井中温度为40.82C的凝结水加热到139.9C。
#oo1、#2低压加热器采用组合式结构,即两个加热器组合在同一筒体内,结构如图7.17
##
所示。每台主汽轮机设有三台并列工作、1/3容量的1、2低压组合式加热器,分别安装在凝汽器的喉部。来自凝结水泵的凝水在U型管中流动,加热蒸汽在管侧流动。蒸汽冷却产生的凝结水由
#
2低加流向#1低加,再由#1低加流向凝汽器。
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#图7.17 1号、2号组合式低压加热器 3、#4低压加热器均为二台50%额定流量并列工作,其中#4低压加热器的底部设有
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5.7%总传热面的疏水冷却段。3、4低压加热器的疏水汇集到疏水集箱,由疏水泵打入3、#
4低加间的凝结水管道。为防止甩负荷工况下加热器中水闪蒸产生的蒸汽返回汽轮引起机
##
组超速,在3、4低压加热器的抽汽管上设有逆止阀;同时,为在传热管泄漏或疏水阻塞
时将加热器退出系统,在抽汽管道上还设有隔离阀。逆止阀位于汽轮机侧,目的在于减少抽汽管道产生的中间容积,减少甩负荷工况下机组的飞升转速;隔离阀位于加热器侧,防止加热器高水位时疏水进入抽汽管道。抽气隔离阀在加热器高水位时自动关闭,以免造成汽轮机进水事故。1、
##2组合式低加抽汽隔离阀的最小关闭时间为30秒,#3、#4隔离阀的最小
关闭时间为60秒。
在低压加热器系统的凝水管路上均设有隔离阀和电动旁路阀,以便必要时将部分低压加热器退出系统。为保证低压加热器良好的传热性能,及时将蒸汽凝结过程中产生的不凝结气体抽起,在4级低压加热器上均设有不凝结气体排气口,由抽气管直接引至凝汽器。
7.3.4 除氧器系统
除氧器系统对凝结水泵送来的凝水加热到除氧器工作压力下的饱和温度,出去凝结水中残留的不凝结气体,向蒸汽发生器提供含氧量低于5ppb的给水;为给水泵提供所要求的吸入压头,避免给水泵遭受汽蚀;同时,作为给水与凝水间的缓冲器,在给水量与凝水量供应间失配时提供补偿。此外,接收来自蒸汽旁路排放系统的蒸汽和高压加热器及汽水分离再热
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器的疏水。
大亚湾核电站主汽轮机的除氧器结构如图7.18所示,它是由一个圆筒形压力容器、四个凝水喷雾头、二个主蒸汽鼓泡器和一个辅助蒸汽鼓泡器等组成。其中压力容器的内径4.3米、长50米、安装标高28.2米。
图7.18 大亚湾核电站主汽轮机的除氧器
除氧器的加热汽源来自高压缸的排汽和新蒸汽,在除氧器贮水箱启动加热阶段由辅助蒸汽加热。来自高压缸的排气(正常运行)或新蒸汽(甩负荷或低负荷工况)经两根直径750mm的管子引入两个主蒸汽鼓泡器;鼓泡器将加热蒸汽均匀地分布于除氧器水箱的底部,蒸汽沿除氧器长度方向均匀地向上流动加热存水,一部分蒸汽溢出水面,在汽空间与经斯托克喷淋器(如图7.19)的雾状凝水接触,喷雾区的水加热到除氧器压力下的饱和温度,凝水中的不凝结气体逸出,由除氧器顶部的8根放气管排向大气环境。
在除氧器贮水箱启动加热时为达到高度除氧的目的,在除氧器系统中设置了一套再循环装置,再循环泵由除氧器的底部吸水,然后送到除氧器上部的主凝结水管,经喷淋器返回除氧器。
除氧器正常运行压力为7.5 bar(绝对),设计压力为11bar(绝对),为防止除氧器意外超压,在除氧器上设有12个结构相同的卸压阀,在压力10.71 bar (绝对)±3%时动作。
7.3.5 给水泵系统
给水泵的功能是根据蒸汽发生器的要求,将凝水从除氧器中抽出、升压,经高压给水加热器送往蒸汽发生器。
大亚湾核电站每台主汽轮机配置了三台容量各为50%的给水泵,其中两台为汽动泵,一台为电动泵。两台汽动泵为工作泵,电动泵为备用泵。每台汽动泵都可以单独运行,也可
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