压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，包括：在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动；所述机组二回路是由蒸汽发生器、汽轮机、凝结水系统和给水系统构成的回路；在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度；根据测量的示踪剂浓度，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率。本发明专利技术还公开了一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量系统。本发明专利技术能够提高循环倍率测量的准确性、安全性，且具有良好的经济性。

【技术实现步骤摘要】
压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法及系统
本专利技术涉及核电站
，尤其涉及一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法及系统。
技术介绍
蒸汽发生器的主要功能是作为热交换设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水，其二次侧汽水混合物沿管束高度上升时，通过蒸汽发生器传热管不断接收来自一回路传给的热量而蒸发形成蒸汽，供汽轮机做功。每个环路上装有一台蒸汽发生器，每台容量按照满功率运行时传递三分之一的反应堆热功率设计。同时，作为连接一回路与二回路的设备，蒸汽发生器还在一、二回路之间构成防止放射性外泄的第二道防护屏障。目前，国内压水堆核电站主要使用立式蒸汽发生器。蒸汽发生器二次侧靠下降通道和上升通道的介质重度差来推动水循环，设计工作压力一般为3.0～7.0MPa，汽水重度差较大，形成自然循环流动。蒸汽发生器循环倍率为蒸汽发生器二次侧管束入口欠热水流量与蒸汽发生器出口蒸汽流量之比，是蒸汽发生器的重要特性参数。蒸汽发生器二次侧水循环回路中需要一个足够的循环倍率，以保证运行中流动稳定，防止传热管的腐蚀，提高蒸汽发生器的可靠性，一般设计3～5。循环倍率是否合理，是衡量蒸汽发生器结构设计的指标之一，因此准确测量蒸汽发生器的循环倍率具有重要意义。目前有质量平衡法和焓平衡法两种方法来测量蒸汽发生器的循环倍率。(1)质量平衡法：通过测量下降通道中水速来求得下降通道中水的质量流量，即为二次侧管束入口欠热水流量(G)，而蒸汽发生器出口蒸汽流量(D)可通过测量主给水流量得到。主给水流量测量的一次元件采用标准孔板，二次元件为差压变送器。循环倍率为K＝G/D。但是，这种方法的下降通道中水速的测量采用在距离下降通道出口500mm左右处，沿圆周布置的3个测速管，用差压变送器测出压差来计算得到。而由于下降通道水速过低，3个测速管连接的差压变送器测出的差压很小，并且3个测速管测得的数据相差也较大，所以用质量平衡法测定的循环倍率精度较差，只能供参考。(2)焓平衡法：蒸汽发生器二次侧管束入口欠热水流量(G)和蒸汽发生器出口蒸汽流量(D)测量方法同质量平衡法；测量主给水压力和温度，以确定主给水焓值(if)；测量蒸汽发生器上部压力，以确定饱和水焓值(iw)；测量下降通道进口温度和压力，以确定主给水与汽水分离器疏水混合后的焓值(imz)。根据焓平衡关系式D(K-1)iw+Dif＝KDimz，获得循环倍率值。但是，这种方法需要在蒸汽发生器本体安装大量的温度、压力、差压、水位、流速等热工测点和测量仪表，测量成本较高；有些热工测点需要在蒸汽发生器本体开口以便安装引压管和问题套管，从而降低蒸汽发生器强度，降低运行安全性；并且，蒸汽发生器位于核反应堆控制区，机组带功率运行期间，上述测点的使用和维护需进入控制区，可能会对运行或试验人员的人生安全造成危害；对在役机组蒸汽发生器进行引压管线和温度套筒等安装需在机组大修或其他停机的情况下进行，且与核安全相关，不能保证随时可以进行。在焓平衡关系式中，没有考虑进入下降通道的蒸汽量(即下携带系数假设为0)，而蒸汽发生器实际具有一定的下携带系数，这给计算带来一定的误差，降低了测量的精度。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法及系统，能够提高循环倍率测量的准确性、安全性，且具有良好的经济性。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，包括：在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动；所述机组二回路是由蒸汽发生器、汽轮机、凝结水系统和给水系统构成的回路；在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度；根据测量的示踪剂浓度，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率。进一步地，所述在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动，具体包括：在所述凝结水系统的凝结水泵入口或者通过高压注入泵在所述给水系统至所述蒸汽发生器之间的给水流量控制系统的管道中注入示踪剂，使所述示踪剂在进入所述蒸汽发生器后被饱和蒸汽中的水分携带进入汽轮机，再流动至所述给水系统后重新进入所述蒸汽发生器进行循环。进一步地，所述测量方法还包括：在汽水分离再热器系统的疏水罐和凝结水抽取系统的管线处取样检测示踪剂的浓度，并跟踪示踪剂浓度的变化趋势；在所述示踪剂浓度稳定后，判定所述示踪剂在所述机组二回路中循环达到稳定。进一步地，所述给水系统提供的携带有示踪剂的主给水进入所述蒸汽发生器后，同携带有示踪剂的循环水一起沿下降通道流动，到达管板后转向进入上升通道并受热蒸发，示踪剂浓缩于未被蒸发的饱和水中，且未被蒸发的饱和水分离返回形成循环水，并继续与进入的主给水一起循环流动；所述在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度，具体包括：在循环稳定后，分别对所述蒸汽发生器上部的循环水、下降通道出口的水分以及给水入口的主给水进行取样；分别测量所述循环水、下降通道出口水分和主给水中的示踪剂浓度。进一步地，所述分别对所述蒸汽发生器上部的循环水、下降通道出口的水分以及给水入口的主给水进行取样，具体包括：将核电站中的核取样系统的取样管线连通至所述下降通道出口，对所述下降通道出口的水分进行取样；将所述核取样系统的取样管线切换至所述蒸汽发生器上部，对所述循环水进行取样；通过核电站中的给水化学取样系统在高加给水母管上对所述主给水进行取样；所述高加给水母管与所述蒸汽发生器的给水入口相连通。优选地，所述示踪剂为钠、锂、钾或铯离子；在所述示踪剂注入后，所述蒸汽发生器中阳离子电导率的增加小于机组化学运行规范的一区控制值。进一步地，所述分别测量所述循环水、下降通道出口水分和主给水中的示踪剂浓度，具体包括：采用电感耦合等离子体质谱法分别对所述循环水、下降通道出口水分和主给水中的示踪剂浓度进行测量。进一步地，所述根据测量的示踪剂浓度，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率，具体包括：根据测量的示踪剂浓度，并基于示踪剂质量平衡法，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率。进一步地，所述示踪剂质量平衡法的公式如下：WfCf+WrCw＝WeCb；We＝Wr+Wf；所述蒸汽发生器的循环倍率的计算公式如下：其中，K为蒸汽发生器的循环倍率，Wms为主蒸汽流量，We为下降通道出口的水分流量，Wr循环水流量，Wf为主给水流量，Cb为下降通道出口水分中的示踪剂浓度，Cw为循环水中的示踪剂浓度，Cf为主给水中的示踪剂浓度。另一方面，本专利技术提供一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量系统，能够实现上述压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法的所有流程，所述系统包括：示踪剂注入模块，用于在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动；所述机组二回路是由蒸汽发生器、汽轮机、凝结水系统和给水系统构成的回路；示踪剂浓度测量模块，用于在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度；循环倍率计算模块，用于根据测量的示踪剂浓度，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在机组二回路注入适量的示踪剂，待循环稳定后在蒸汽发生器上部、下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，其特征在于，包括：在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动；所述机组二回路是由蒸汽发生器、汽轮机、凝结水系统和给水系统构成的回路；在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度；根据测量的示踪剂浓度，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率。

【技术特征摘要】
1.一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，其特征在于，包括：在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动；所述机组二回路是由蒸汽发生器、汽轮机、凝结水系统和给水系统构成的回路；在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度；根据测量的示踪剂浓度，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率。2.如权利要求1所述的压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，其特征在于，所述在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动，具体包括：在所述凝结水系统的凝结水泵入口或者通过高压注入泵在所述给水系统至所述蒸汽发生器之间的给水流量控制系统的管道中注入示踪剂，使所述示踪剂在进入所述蒸汽发生器后被饱和蒸汽中的水分携带进入汽轮机，再流动至所述给水系统后重新进入所述蒸汽发生器进行循环。3.如权利要求2所述的压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：在汽水分离再热器系统的疏水罐和凝结水抽取系统的管线处取样检测示踪剂的浓度，并跟踪示踪剂浓度的变化趋势；在所述示踪剂浓度稳定后，判定所述示踪剂在所述机组二回路中循环达到稳定。4.如权利要求1所述的压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，其特征在于，所述给水系统提供的携带有示踪剂的主给水进入所述蒸汽发生器后，同携带有示踪剂的循环水一起沿下降通道流动，到达管板后转向进入上升通道并受热蒸发，示踪剂浓缩于未被蒸发的饱和水中，且未被蒸发的饱和水分离返回形成循环水，并继续与进入的主给水一起循环流动；所述在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度，具体包括：在循环稳定后，分别对所述蒸汽发生器上部的循环水、下降通道出口的水分以及给水入口的主给水进行取样；分别测量所述循环水、下降通道出口水分和主给水中的示踪剂浓度。5.如权利要求4所述的压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，其特征在于，所述分别对所述蒸汽发生器上部的循环水、下降通道出口的水分以及给水入口的主给水进行取样，具体包括：将核电站中的核取样系统的取样...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雅军，高明，贾俊杰，李培超，王佳蒙，金圣隆，赵志盛，杨双涛，仝勇博，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44