核电站冷链系统及其设冷水出水温度调节方法技术方案

本发明专利技术公开了一种核电站冷链系统及其设冷水出水温度调节方法。冷链系统在传统厂用水系统上增设一个进水旁路和一个出水旁路，两个旁路均绕过换热器而连接在进水管和出水管之间，且进水旁路在进水管和出水管上的接入点分别位于出水旁路在进水管和出水管上的接入点上游；设冷水出水温度调节方法是在低温下利用进水旁路和出水旁路，将厂用水系统的换热模式由逆流换热切换为顺流换热，从而提高设冷水出水温度的方法。与现有技术相比，本发明专利技术核电站冷链系统通过在传统厂用水系统中增设两条简单的旁路，使厂用水系统能够在低温下由逆流换热模式切换为顺流换热模式，从而有效地防止设冷水结冰风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核电站热量排出领域，更具体地说，本专利技术涉及一种核电站冷链系统及其设冷水出水温度调节方法。
技术介绍
核电站冷链系统由设备冷却水系统(即CCS或RRI)和厂用水系统(即SWS或SEC)组成，设备冷却水系统收集核电站中用户需要导出的热量(包括衰变热、设备排热等)，然后利用换热器与厂用水系统的冷却水换热，再通过厂用水系统将热量传递到环境中，从而保障核岛中的设备和系统都处于适当的工作参数范围内。由于输送的热量中包括停堆堆芯衰变热、乏燃料水池余热、主泵等核心安全设备的热量，因此只有安全可靠地排出这些热量，才能够避免核电站意外停机，从而保障核安全，并提高设备寿命及经济效益。由于一年中环境温度的变化幅度很大，使得厂用水系统中冷却水的冷却能力变化很大，而且设备冷却水系统的用户众多，用户热负荷变化幅度也很大，所以有必要通过适当的方式对设冷水的出水温度进行调节，使其保持在设定温度范围内；尤其是在低温厂址中，设冷水的温度调节更是必要需求。请参阅图1，为了对设冷水的出水温度进行调节，现有某些核电站机组在其厂用水系统中增设了一条不经过换热器10的大口径旁通支路12。该旁通支路12与换热器10的冷侧并联，当冷却水温度降低导致设冷水温度低于最低水温时，打开旁通支路12上的旁通阀14来降低换热器10的冷却水侧流量，达到调高设冷水出水温度的目的。但是，由于旁通阀14是大口径阀门，当环境温度大幅变化时，尤其是在冷却水温度极低的情况下，旁通阀14的微量变化都会引起设冷水出口温度的大幅变化，易于造成设冷水出水温度超出要求范围(低于要求的最低水温15.6℃，或高于最高水温37.8℃)，从而对核电站的设备造成冲击，影响核电站的安全稳定运行，甚至危及核安全。另外，还有一些核电站机组在冷链系统换热器的冷侧和热侧分别设置旁通支路，通过同时调节换热器两侧设冷水和冷却水流量的方式，达到控制换热的目的。但是，两侧调节换热器流量的控制过程比较复杂，而且由于冷链系统用户众多，控制设冷水流量会对用户造成更大的影响，以致在冷却水低温时会存在一定的设冷水结冰风险。有鉴于此，确有必要提供一种能够满足设冷水出水温度控制需求的核电站冷链系统及其设冷水出水温度调节方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种能够满足设冷水出水温度控制需求的核电站冷链系统及其设冷水出水温度调节方法，以实现在不影响设冷水流量的情况下对其出水温度进行精确调节。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种核电站冷链系统，其包括通过换热器进行换热的设备冷却水系统和厂用水系统；设备冷却水系统位于换热器的热侧，利用设冷水收集用户需要导出的热量；厂用水系统位于换热器的冷侧，通过冷却水将热量传递到热阱中，其包括进水管、换热器冷侧和出水管，进水管和出水管分别将换热器冷侧的两端连接至热阱，从而在热阱和换热器冷侧之间形成冷却回路；所述厂用水系统还包括一个进水旁路和一个出水旁路，两个旁路均绕过换热器而连接在进水管和出水管之间，且进水旁路在进水管和出水管上的接入点分别位于出水旁路在进水管和出水管上的接入点上游。作为本专利技术核电站冷链系统的一种改进，所述进水旁路上设有顺流进水调节阀，出水旁路上设有顺流出水调节阀；所述进水管在位于进水旁路和出水旁路的两个接入点之间的管段上设有逆流进水调节阀，出水管在位于进水旁路和出水旁路的两个接入点之间的管段上设有逆流出水调节阀。作为本专利技术核电站冷链系统的一种改进，所述出水旁路包括至少两条设有不同口径顺流出水调节阀的并联支路。作为本专利技术核电站冷链系统的一种改进，所述逆流出水调节阀、顺流出水调节阀均采用PID控制开闭速率，PID以设冷水在换热器热侧的入口温度变化值与热侧流量值的乘积作为控制参数，并根据此乘积值的变化快慢来控制相关阀门的开闭速率。作为本专利技术核电站冷链系统的一种改进，所述进水管上设有冷却水泵，进水旁路在进水管上的接入点位于冷却水泵下游。作为本专利技术核电站冷链系统的一种改进，所述进水管上还设有进水调节主阀，出水管上设有出水调节主阀；进水旁路在进水管上的接入点位于进水调节主阀的下游，出水旁路在出水管上的接入点位于出水调节主阀的上游。作为本专利技术核电站冷链系统的一种改进，所述进水调节主阀和出水调节主阀中的一个或两个为电动调节阀。作为本专利技术核电站冷链系统的一种改进，所述冷却水泵为变频泵。为了实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种核电站冷链系统设冷水出水温度调节方法，其冷链系统为上述任一段落所述的冷链系统，调节方式为：1)当环境温度高于低温临界值时，厂用水系统通过进水管、换热器冷侧和出水管，采用逆流换热模式对设备冷却水系统的设冷水进行冷却；2)当环境温度降低到等于或低于低温临界值时，厂用水系统通过不同管路上的阀门切换，通过进水旁路、换热器冷侧和出水旁路，采用顺流换热模式对设备冷却水系统的设冷水进行冷却；当环境温度回升至高于低温临界值时，再通过阀门切换将厂用水系统由顺流换热模式切换回逆流换热模式。作为本专利技术核电站冷链系统设冷水出水温度调节方法的一种改进，所述进水管上还设有位于进水旁路接入点上游的进水调节主阀，当厂用水系统切换到以顺流换热模式运行时，通过进水调节主阀的开度或冷却水泵的变频功能将厂用水系统的流量调节为额定流量的设定比例，实现设冷水出水温度的粗调。作为本专利技术核电站冷链系统设冷水出水温度调节方法的一种改进，所述出水管在位于进水旁路和出水旁路的两个接入点之间的管段上设有逆流出水调节阀，当厂用水系统以顺流换热模式运行时，通过逆流出水调节阀与出水旁路上设置的顺流出水调节阀的配合调节，来控制换热器冷侧的冷却水流量。作为本专利技术核电站冷链系统设冷水出水温度调节方法的一种改进，所述出水旁路包括至少两条设有不同口径顺流出水调节阀的并联支路；当厂用水系统以顺流换热模式运行时，首先关闭较小口径的顺流出水调节阀，采用较大口径的顺流出水调节阀对换热器冷侧的冷却水流量进行调节；当环境温度继续变冷，以致较大口径顺流出水调节阀已关小至最低设定比例时，设冷水出水温度仍旧低于最低设定值，则打开较小口径顺流出水调节阀并关闭较大口径顺流出水调节阀，改为采用较小口径的顺流出水调节阀对换热器冷侧的冷却水流量进行调节。与现有技术相比，本专利技术核电站冷链系统通过在传统厂用水系统中增设两条简单的旁路，使厂用水系统能够在低温下由逆流换热模式切换为顺流换热模式，从而有效地防止设冷水结冰风险。附图说明下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站冷链系统，包括通过换热器进行换热的设备冷却水系统和厂用水系统；设备冷却水系统位于换热器的热侧，利用设冷水收集用户需要导出的热量；厂用水系统位于换热器的冷侧，通过冷却水将热量传递到热阱中，其包括进水管、换热器冷侧和出水管，进水管和出水管分别将换热器冷侧的两端连接至热阱；其特征在于：所述厂用水系统还包括一个进水旁路和一个出水旁路，两个旁路均绕过换热器而连接在进水管和出水管之间，且进水旁路在进水管和出水管上的接入点分别位于出水旁路在进水管和出水管上的接入点上游。

【技术特征摘要】
1.一种核电站冷链系统，包括通过换热器进行换热的设备冷却水系统和厂
用水系统；设备冷却水系统位于换热器的热侧，利用设冷水收集用户需要导出
的热量；厂用水系统位于换热器的冷侧，通过冷却水将热量传递到热阱中，其
包括进水管、换热器冷侧和出水管，进水管和出水管分别将换热器冷侧的两端
连接至热阱；其特征在于：所述厂用水系统还包括一个进水旁路和一个出水旁
路，两个旁路均绕过换热器而连接在进水管和出水管之间，且进水旁路在进水
管和出水管上的接入点分别位于出水旁路在进水管和出水管上的接入点上游。
2.根据权利要求1所述的核电站冷链系统，其特征在于：所述进水旁路上
设有顺流进水调节阀，出水旁路上设有顺流出水调节阀；所述进水管在位于进
水旁路和出水旁路的两个接入点之间的管段上设有逆流进水调节阀，出水管在
位于进水旁路和出水旁路的两个接入点之间的管段上设有逆流出水调节阀。
3.根据权利要求2所述的核电站冷链系统，其特征在于：所述出水旁路包
括至少两条设有不同口径顺流出水调节阀的并联支路。
4.根据权利要求2所述的核电站冷链系统，其特征在于：所述逆流出水调
节阀、顺流出水调节阀均采用PID控制开闭速率，PID以设冷水在换热器热侧
的入口温度变化值与热侧流量值的乘积作为控制参数，并根据此乘积值的变化
快慢来控制相关阀门的开闭速率。
5.根据权利要求2所述的核电站冷链系统，其特征在于：所述进水管上设
有冷却水泵，进水旁路在进水管上的接入点位于冷却水泵下游。
6.根据权利要求5所述的核电站冷链系统，其特征在于：所述进水管上还
设有进水调节主阀，出水管上设有出水调节主阀；进水旁路在进水管上的接入
点位于进水调节主阀的下游，出水旁路在出水管上的接入点位于出水调节主阀
的上游。
7.根据权利要求6所述的核电站冷链系统，其特征在于：所述进水调节主
阀和出水调节主阀中的一个或两个为电动调节阀。
8.根据权利要求5所述的核电站冷链系统，其特征在于：所述冷却水泵为
变频...

【专利技术属性】
技术研发人员：许拓，
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，
类型：发明
国别省市：广东;44