CN111033121A - 带吹扫和排水***的双回路核反应堆蒸汽发生装置 - Google Patents

带吹扫和排水***的双回路核反应堆蒸汽发生装置 Download PDF

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Abstract

所提出的带有清洗和排水***的双回路核反应堆的蒸汽生产装置是在没有经典吹扫扩张器的闭环中实现的，并且是为蒸汽发生器中的工作介质的最大压力而设计的。蒸汽发生器的净化水合并在一条管线中，在再生热交换器中冷却，然后在净化和排放冷却器中，并在密封外壳后排放。在密封外壳外，蒸汽发生器的净化水被送入净化装置，用于蒸汽发生器的净化水的专门净化***，该***设计为蒸汽发生器中的工作介质的最大压力。清洗后，净化水返回密封外壳，并通过再生热交换器进入每个蒸汽发生器的给水管道。可达到的技术效果是提高蒸汽发生器吹扫的流量，从而加快水化学状态的正常化，即使存在重大偏差，从而提高每个蒸汽发生器和整个蒸汽发生器的使用寿命，以及减少将净化水返回第二回路的能量损失，同时由于与机房设备缺乏通信而使***自动运行。

Description

带吹扫和排水***的双回路核反应堆蒸汽发生装置
技术领域
本发明涉及能源领域，可用于有压水-水动力堆的核电站和有水平蒸汽发生器的蒸汽发电机组中的双回路核电厂。
背景技术
为了理解本发明的描述，所使用的术语是指：
·“热”收集器——蒸汽发生器的收集器，包括来自反应堆主回路的冷却剂；
·“冷”收集器是第一回路的冷却剂离开蒸汽发生器进入主循环泵吸入管线的收集器；
·收集器的“囊袋”是在一级反应器回路收集器和蒸汽发生器底部内表面之间形成的停滞区，损害吹扫质量；
·“热”底部是蒸汽发生器底部，从“热”收集器侧面；
·“冷”底部是蒸汽发生器底部，从“冷”收集器侧面；
·“盐”隔室是蒸汽发生器内部容积的区域，从“冷”底部的锅炉水中溶解盐的浓度最高；
特殊水处理是一种过滤器***，用于清除蒸汽发生器的清洗水中的腐蚀产物和离子形式的杂质。
在双回路水冷堆核(压水堆)电厂中，为了保证反应堆腔室的成功运行，需要大量多样的技术***，其中，第一和第二回路中的一个是蒸汽发生装置，一方面由于反应堆中接收到的热量而产生蒸汽，蒸汽用作蒸汽轮机的工作流体发电，另一方面，蒸汽发生装置设计可靠，并不断为反应堆堆芯提供冷却。在蒸汽发电机组运行过程中，一次冷却剂通过蒸汽发生器泵送，这对蒸汽发电机组的设计和运行提出了特殊要求。特别是蒸汽发生装置置于保护壳(容器)内，为保证严密性，应尽量减少各处理线通过容器的次数。
特别是核电厂的可靠性，取决于二次回路水化学状态(水化学工况)的组织水平。违反水化学工况会导致蒸汽发生器过早失效，这是反应堆蒸汽发生器安装的基础，也就是说，会大大降低反应堆的运行可靠性和资源。为保证蒸汽发生器可靠、安全运行，必须及时清除管道换热面和蒸汽发生器容积内出现腐蚀性杂质浓度的沉积物。同时，这些杂质在蒸汽发生器各个区域的高浓度会导致蒸汽发生器焊接接头和传热管的腐蚀开裂。蒸汽发生器中不需要的杂质的去除是通过吹扫来进行的，吹扫是连续和定期进行的，并且是连续和定期吹扫的结合。
已知的带有VVER-1000反应堆的蒸汽发生装置，包括四个相同的蒸汽发生器，它们是水平的单壳双回路热交换器，具有浸没的热交换表面。蒸汽发生器包括一个以水平汽包形式制成的外壳，水平汽包连接到水平蒸汽收集器和给水收集器；蒸汽发生器有一个输入(“热”)和输出(“冷”)主冷却剂的垂直管汇和一个吹扫短节。为了维持蒸汽发生器内的正常盐分状态，提供了连续和定期的清洗/尼格马图林I.N.，尼格马图林B.I.核电厂：大学教科书，M.，Energoatomizdat，1986，页……120-122/。
已知带有吹扫和排水***的双回路核反应堆的蒸汽发生装置，包括四个蒸汽发生器，封闭在反应堆装置的密封容积内，水平主体具有较低的主体母线，“热”和“冷”一次传热歧管形成于它们与蒸汽发生囊袋、盐水室、蒸汽收集器和吹扫和排水***的底面之间。来自主回路的冷却液进入“热”收集器。它将热量提供给蒸汽发生器的水，冷却后通过“冷”收集器离开，进入主循环泵的吸入管线。给水供给蒸汽发生器。排出的蒸汽离开收集器，然后蒸汽管道被送入汽轮机。蒸汽发生器吹扫***由每台蒸汽发生器的两条单独的吹扫管道组成，设计用于相互独立地进行连续和定期的吹扫，但不包括相互吹扫单独蒸汽发生器的效果。连续吹扫的选择是从盐室进行的，并且周期性地从“热”和“冷”收集器的囊袋和从外壳的下母线吹扫管道进行。每台蒸汽发生器的连续和定期吹扫收集器在密封容积外分离，直至***吹扫膨胀器的连接管中。每台蒸汽发生器还设有单独的排水管与排水管相连，然后将所有蒸汽发生器的排水管组合成一个排水收集器，引至密封容积外，并送至排水冷却器/卢卡谢维奇B.I.,特鲁诺夫N.B.等。“核电厂用VVER反应堆蒸汽发生器”，Akademkniga研发中心，2004年，第83-86页。
已知蒸汽发生装置的缺点是需要一个吹扫膨胀机，以确保除氧器参数的压力降低，同时，将供给膨胀机的体积返回二次回路的能量损失增加，吹扫水流量不足，这增加了水化学工况的标准化时间，连续和定期排污收集器以及超过密封容积的排水收集器的单独抽出，由于密封性的进一步降低而降低了运行可靠性，以及与机房进行技术连接的需要，以及***对机房设备的依赖性，由于膨胀机的蒸汽排放是在除氧器的集汽器中进行的，而净化后的净化水的回流是在除氧器或机房排水膨胀机中进行的。
也被称为蒸汽发生器的清洗和排放***，其设计目的是保持水的化学状态并从中排出水(http://www.stroitelstvo-new.ru/nasosy/paroturbinnaya-ustanovka.shtml)。
该***以连续吹扫模式运行，采用连续吹扫和定期吹扫相结合的方式，从蒸汽发生器中清除污泥和悬浮物。
蒸汽发生器的净化水进入净化膨胀机，然后通过再生净化换热器、后冷器和净化***被泵送至汽轮机低压加热器。在排水模式下，蒸汽发生器的水通过排水管道流向排水槽，然后随着槽内水位的升高，定期泵送进行清洗。
已知技术解决方案的缺点是需要通过吹扫膨胀机将压力降低到除氧器的参数，因此，将净化水的体积返回到第二回路、与机房的技术连接以及***对机房设备的依赖性增加了能量损失，由于吹扫膨胀机排出的蒸汽是在除氧器的集汽器中进行的，吹扫水的回流是在除氧器或机房排水管的膨胀机中进行的，同时吹扫水流量不足，增加了水化学工况的正常化时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是建立一种具有高运行可靠性和资源的双回路核反应堆的蒸汽发生装置。
其技术效果是通过提高净化水流量，减少净化水回二回路的能量损失，保证蒸汽发生器的自主权，从而缩短二回路水化学工况的正常化时间。
解决了这一技术难题，并取得了技术成果，这是因为双回路核反应堆带吹扫和排水***的蒸汽发生装置包含四个相同的蒸汽发生器，它们被封闭在一个保护密封体中，水平体具有一个较低的体母线，冷热初级收集器，囊袋和盐水室，每个蒸汽发生器都连接到蒸汽收集器、给水管道、盐室的净化管道、外壳的下母线和一次收集器的囊袋，在这种情况下，每个蒸汽发生器的所有吹扫管道组合成一个单独的蒸汽吹扫收集器，随后集成到一个公共蒸汽发生器吹扫收集器中，该蒸汽发生器吹扫收集器连接到再生热交换器的入口，其排放管连接到带有排气的吹扫和排放冷却冷却器从容积中取出的冷却净化水和蒸汽的管道，通过净化水的排放管连接到专用水处理***并安装在其上，至少一个净化水泵，其压力管路***保护密封容积并连接至再生热交换器环形空间的入口，其出口通过每台蒸汽发生器的公用吹扫给水管道和净化吹扫给水管道与相应蒸汽发生器的给水管道连接，而冷却后的吹扫水从保护密封容积中抽出后的管道上设有与疏水罐相连的蒸汽发生器疏水管。
最好在蒸汽发生器吹扫水出口管上安装三台泵——运行、备用和检修。
附图说明
本发明通过一个带有吹扫和排放***的双回路核反应堆的蒸汽发生装置的简化图来说明。
带有吹扫和排水***的双回路核反应堆的蒸汽发生装置包含四个相同的蒸汽发生器1，1封闭在一个保护性密封容积内(图中未显示其他三个蒸汽发生器)，带有一个带有下体母线的水平外壳，冷2和热3主集热器，形成在它们与带有囊袋(图中未示出)的蒸汽发生器底面和盐室4之间，每个蒸汽发生器分别与第一、第二、第三和第四蒸汽发生器的蒸汽集热器5、给水供应管6、7、8和9连接，从盐室10、壳体11的下母线和第一回路12的收集器2和3的囊袋中吹扫管道。每个蒸汽发生器的所有吹扫管道分别合并为蒸汽发生器13、14、15和16的单个吹扫收集器，随后合并为17个蒸汽发生器1的公共吹扫收集器。
蒸汽发生器17的公共吹扫歧管连接到再生热交换器18的输入端，再生热交换器18的排放管19连接到后冷却器，用于吹扫和冷却排放管20。吹扫和冷却排水管20冷却器的预冷吹扫水21的出口管排出保护密封容积22之外，并连接到专用水处理***23。在专用水处理***23的蒸汽发生器24的吹扫水出口管上，安装吹扫水25的泵-工作、备用和维修，其中26的压力管路引入保护密封容积22之外，并连接到再生热交换器18的环形空间的入口，其输出通过一个公共管道，每个蒸汽发生器的净化水供应管道27和净化水供应管道28、29、30和31分别连接到相应蒸汽发生器的给水管道6、7、8和9。预冷吹扫水21在保护密封容积22带出边界后的管道上设有一根用于四台蒸汽发生器32全部排放的排水管，该排水管与一个排水罐33相连，并设有一个泵34，用于排入蒸汽发生器35的排水管。
具体实施方式
蒸汽发生装置的操作如下。冷却液从第一个回路进入每个蒸汽发生器1的“热”收集器3，将其热量传递到蒸汽发生器1的水，冷却后通过“冷”收集器2离开到主循环泵的进口(图中未显示)。原料蒸汽1通过给水供应管道6、7、8和9分别供应至第一、第二、第三和第四蒸汽发生器1。从每台蒸汽发生器1的蒸汽收集器5中取出干蒸汽，然后将蒸汽管道送入汽轮机(图中未示出)。
吹扫包括从最可能积聚腐蚀产物、盐和污泥的地方持续定期地抽出部分锅炉水。通过每个蒸汽发生器1的盐室4的净化管道10、来自外壳下母线的净化管道11和来自集热器2和3的囊袋的管道12，连续和定期的净化流动被分流，之后，连续和定期吹扫的流量合并为单个收集器吹扫蒸汽发生器1的13、14、15和16，然后在蒸汽发生器1的公共收集器17中。连续吹扫的主要流程通过位于外壳“冷”底部的盐室4的吹扫管道10组织。蒸汽发生器的定期吹扫从盐室4开始，并通过壳体下母线的吹扫管道11和集热器2和3的囊袋中的管道12进行。在正常运行中，蒸汽发生器的周期性吹扫是通过在任何时候增加四个蒸汽发生器中的一个的成本来进行的。根据公共收集器17，净化流进入再生热交换器18的管道，在那里冷却，从那里，通过再生热交换器18的排气管19，它们被送入净化和排放20后冷器进一步冷却，从那里进入清洗蒸汽发生器的特殊水处理***23，通过进一步冷却的净化水21，同时，对腐蚀产物和溶解的杂质保持第二回路的水化学状态。安装在蒸汽发生器1的净化水24排放管上的净化水25泵，通过压力管路26，它将冷却的和清除的不需要杂质的净化水供应到再生热交换器18的环空中，在环空中通过冷却进入再生热交换器18的管道的净化水来加热，该净化水用于公共收集器17吹扫蒸汽发生器1。净化水的输出分别通过各蒸汽发生器1的公用净化水供给管27和净化水供给管28、29、30和31，作为给水供给相应蒸汽发生器的给水供给管6、7、8和9，然后通过给水供给管6、7、8和9分别向第一、第二、第三和第四蒸汽发生器1供应给水。
排放步骤如下：在停止运行的蒸汽发生器1上，蒸汽发生器1的工作介质通过净化管道11从外壳的下母线排出，管道12从集热器2和3的囊袋排出，通过一个吹扫收集器13和一个用于吹扫蒸汽发生器的公共收集器17，穿过再生热交换器18并通过再生热交换器18的排气管19被送入吹扫和排放20冷却器，在该冷却器中进行冷却，并通过冷却后的吹扫水21的排气管进入所有四台蒸汽发生器的排放管32，然后进入水箱，将蒸汽发生器33中的水排出，自动泵34从中通过蒸汽发生器35的排水管泵出，并送去处理或随后处置。
蒸汽发生器25的净化水泵设计用于将经过特殊水处理23的净化水通过给水管道6、7、8和9的***返回蒸汽发生器1，同时可提供备用和维修泵。
蓄热式净化换热器18设计用于在动力装置的各种运行模式下，在启动期间、动力运行期间和冷却期间，对提供给专用***23的净化水进行初始冷却，并在专用***23之后对净化水进行后续加热。
吹扫和排放后冷却器20用于在动力单元运行期间、冷却和启动期间对供应给特殊水净化装置23的蒸汽发生器吹扫水进行后冷却。在停止的动力装置上，吹扫和排放20冷却器设计用于冷却蒸汽发生器排出的介质。
工业应用
在拟议的技术方案中允许使用排污水作为蒸汽发生器的给水添加剂，同时保持排污水在整个排污水净化循环中的高压，减少能量损失的排水回二回路。通过将蒸汽发生器的吹扫流量增加到140吨/小时，减少了第二回路水化学工况的正常化时间，并且改进后的第二回路水化学工况允许提高蒸汽发生器的使用寿命，并且相应地提高了整个蒸汽发生器的使用寿命。而各工艺线通过容器的贯穿件数量的减少，增加了其密封程度，而与机房缺乏技术联系，使得蒸汽发电机组具有自主性。

Claims (3)

1.一种带有净化和排水***的双回路核反应堆的蒸汽发生装置，其特征在于，它包含四个相同的蒸汽发生器，这些蒸汽发生器被封闭在一个保护性密封容积内，带有一个带有下体母线的水平外壳、带有囊袋和盐室的冷热一次收集器、每个蒸汽发生器连接到蒸汽收集器、给水管道、盐室的净化管道、外壳的下母线和一次回路的收集器囊袋，在这种情况下，每个蒸汽发生器的所有吹扫管道组合成一个单独的蒸汽吹扫收集器，随后集成到一个公共蒸汽发生器吹扫收集器中，该蒸汽发生器吹扫收集器连接到再生热交换器的入口，其排放管连接到带有排气的吹扫和排放冷却冷却器从容积中取出的冷却净化水和蒸汽的管道，通过净化水的排放管连接到专用水处理***并安装在其上，至少一个净化水泵，其压力管路***保护密封容积并连接至再生热交换器环形空间的入口，其出口通过各蒸汽发生器的公用吹扫给水管道和净化吹扫给水管道与相应蒸汽发生器的给水管道连接。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生装置，其特征在于，在保护密封容积出口后的冷却吹扫水管道上设有排放管，用于排放连接至排水罐的蒸汽发生器。
3.根据权利要求1所述的蒸汽发生装置，其特征在于：所述蒸汽发生器的吹扫水出口管上安装有三个泵——工作泵、备用泵和维修泵。
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