一种用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统，所述系统包括冷却蒸汽进口管道、蒸汽发生器和冷却蒸汽出口排大气管道，所述冷却蒸汽进口管道与所述蒸汽发生器入口连通，所述蒸汽发生器出口与所述冷却蒸汽出口排大气管道连通，所述冷却蒸汽出口排大气管道设有流量调节阀。本实用新型专利技术实现了对紧急停堆后冷却蒸汽参数的精准控制，使蒸汽发生器能快速安全冷却。生器能快速安全冷却。生器能快速安全冷却。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统


[0001]本技术属于核电
，特别涉及一种用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统。

技术介绍

[0002]高温气冷堆核电站(HTR
‑
PM)正常运行时，主氦风机驱动氦气冷却剂通经堆芯，带出堆芯核燃料裂变产生的热量，反应堆入口和出口处的氦气平均温度分别为250℃和750℃，750℃高温氦气经热气导管同心管的内管进入到蒸汽发生器内，经蒸汽发生器传热管将热量传给二回路给水，将205℃的给水加热至570℃左右的过热蒸汽供给汽轮机发电。HTR
‑
PM产生的高温过热蒸汽有效提升了发电效率，但其高温运行模式也会带来一些新的挑战。
[0003]反应堆发生事故并由保护系统触发紧急停堆，在查明事故原因并排除相应故障后，应尽快使其具备重新启动的条件，以提高电站的可运行性和经济性。当高温气冷堆正常停堆时，一、二回路会经历充分的降功率和冷却过程，反应堆和相关系统设备的温度能顺利降至重新启动所需的温度。而当高温气冷堆发生紧急停堆时，会快速停堆，并快速关闭风机挡板、蒸发器进出口隔离阀。由于反应堆热容量大，一、二回路未经充分冷却，反应堆和蒸发器等设备将持续处于高温状态，无法很快投入重启。如果仅依靠自然冷却方式，一、二回路降温速度会很慢，要降至重新启动所需的温度需要花费数以月计的时间，工程上无法接受。同时由于紧急停堆后主给水丧失加热源，其温度远低于蒸发器温度，所以也无法通过注入主给水进行冷却，一旦注入将会对蒸发器带来较大的冷冲击，影响蒸发器设备安全，因此也不可行。
[0004]基于高温堆这样的设计特点、设备性能和运行特性，为了尽量缩短紧急停堆后反应堆一、二回路冷却时间，保障蒸发器等设备安全，进一步提高HTR
‑
PM机组的可运行性，需要制定紧急停堆后小流量冷却技术方案。在反应堆触发紧急停堆后，综合利用辅助蒸汽系统、启动停堆系统、蒸发器事故排放系统、燃料装卸系统、氦净化事故冷却除湿列等系统，通过一回路小流量氦气和二回路小流量蒸汽协调工作，同时冷却反应堆堆芯、蒸发器和相关管道设备，直至反应堆出口热氦气温度降到200℃左右，机组具备重新启动条件。
[0005]当前的紧急停堆后小流量冷却技术总体方案为：反应堆触发紧急停堆后关闭风机挡板，联锁关闭蒸汽发生器进、出口隔离阀，将蒸汽发生器与二回路其它设备和管道隔离。操纵员排除失冷、失压和蒸汽发生器破管等事故，确认满足进行紧急停堆后小流量冷却操作的必要条件，在停堆200分钟内启动小流量冷却操作。此小流量冷却操作分为蒸汽发生器排水、蒸汽发生器排汽、蒸汽发生器预冷和冷却堆芯共4个阶段。将反应堆触发紧急停堆时刻定义为零时刻，后续所有操作开始的时间从该零时刻计，图1给出了紧急停堆后小流量冷却总体方案示意图。在小流量冷却操作的4个阶段里，蒸汽发生器预冷和冷却堆芯这两个阶段持续的时间最长，直接决定了反应堆的冷却效果和冷却时间。而决定冷却效果和冷却时间的关键是需要持续不断地提供具有合适、稳定压力和流量的冷却蒸汽。
[0006]蒸汽发生器(SG)的传热管与管板的连接方式为“胀接+密封焊(非强度焊)”，紧急
停堆冷却蒸汽参数控制的稳定性和精度差，对SG的安全性和可靠性有很大影响。当蒸汽流量过大时，容易引起较大的局部温度梯度和热应力，不利于控制设备的疲劳寿命和局部变形；当蒸汽流量过小时，会提高运行控制难度，降低冷却效率。目前，小流量冷却蒸汽气源由辅助锅炉房提供，而在目前的工程系统中均未涉及如何对冷却蒸汽的压力、流量等参数进行精准控制，以满足冷却需要。例如，专利文献CN106782720A公开了一种利用辅助蒸汽加热和冷却启停堆设备的系统及方法:反应堆的出口与蒸汽发生器的一次侧入口相连通，反应堆的入口与蒸汽发生器的一次侧出口相连通，蒸汽发生器的二次侧出口与汽水分离器的入口相连通，汽水分离器的出口与蒸汽旁路的入口相连通，蒸汽旁路的出口与凝汽器的入口及除氧器的入口相连通，辅助电锅炉的高温蒸汽出口与汽水分离器的入口相连通，辅助电锅炉的低温蒸汽出口与蒸汽发生器的二次侧入口相连通，该系统及方法能够实现启停堆设备在机组正常启停过程中的快速响应，能够在机组事故工况下实现反应堆的快速冷却，并且高温气冷堆机组启停过程中的可靠性及安全性较高。专利文献CN106782720A也是利用小流量冷却蒸汽对SG进行冷却，但整个系统复杂，冷却蒸汽的流量受其他系统影响较大，不能精准调节。
[0007]又如，专利文献CN108278590A公开了一种高温气冷堆核电站停堆冷却的系统和方法，该系统包括蒸发器、蒸发器出口阀门组、汽水分离器、蒸发器入口阀门组、旁路阀门组、高压加热器、辅汽联箱、凝汽器、给水泵和除氧器。该方法包括以下步骤：1)将辅汽联箱中的蒸汽通入高压加热器汽侧、除氧器中来提高蒸发器入口给水温度；2)用给水泵调整蒸发器入口给水压力，用蒸发器入口调门控制蒸发器注水流量，进一步控制蒸发器温降速度，用蒸发器出口调门控制蒸发器压力；3)蒸发器出口工质排入汽水分离器中；4)用旁路调节阀和进入到汽水分离器中的辅汽来控制汽水分离器压力；5)将汽水分离器中的水回收至除氧器，建立起二回路水循环，来冷却蒸发器。专利文献CN108278590A是用辅助蒸汽加热给水后用高温水冷却，二者冷却介质不同。高温水的温度与蒸发器温度相差依然很大，一旦注入将会对蒸发器带来较大的冷冲击，影响蒸发器设备安全，不可行。
[0008]因此，现有的工程系统无法实现冷却蒸汽参数精准控制的使用需求。

技术实现思路

[0009]针对上述问题，本技术提供一种用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统，实现对高温紧急停堆后冷却蒸汽参数的精准控制。
[0010]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0011]一种用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统，所述系统包括冷却蒸汽进口管道、蒸汽发生器和冷却蒸汽出口排大气管道，所述冷却蒸汽进口管道与所述蒸汽发生器入口连通，所述蒸汽发生器出口与所述冷却蒸汽出口排大气管道连通，所述冷却蒸汽出口排大气管道设有流量调节阀。
[0012]优选地，所述蒸汽发生器入口连通有主给水管道，主给水管道与所述冷却蒸汽进口管道连通，冷却蒸汽进口管道上设有冷却蒸汽进口隔离阀组。
[0013]优选地，所述冷却蒸汽进口管道一端与所述蒸汽发生器入口连通，另一端与辅助电锅炉连通。
[0014]优选地，所述冷却蒸汽出口排大气管道上还设有冷却蒸汽排大气前隔离阀和消音
器。
[0015]优选地，所述蒸汽发生器出口连通有主蒸汽管道，主蒸汽管道与所述冷却蒸汽出口排大气管道连通。
[0016]本技术的有益效果：将辅助电锅炉产生的蒸汽作为冷却蒸汽，通过冷却蒸汽进口管道接入主给水管道后，进入SG对SG进行冷却，通过在SG出口主蒸汽管道上新增的冷却蒸汽出口排大气管道，经冷却蒸汽排大气前隔离阀、流量调节阀、消音器后，排向大气，实现对紧急停堆后冷却蒸汽参数的精准控制。
[0017]本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统，其特征在于，所述系统包括冷却蒸汽进口管道、蒸汽发生器和冷却蒸汽出口排大气管道，所述冷却蒸汽进口管道与所述蒸汽发生器入口连通，所述蒸汽发生器出口与所述冷却蒸汽出口排大气管道连通，所述冷却蒸汽出口排大气管道上设有流量调节阀。2.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆紧急停堆后蒸汽发生器冷却系统，其特征在于，所述蒸汽发生器入口连通有主给水管道，主给水管道与所述冷却蒸汽进口管道连通，冷却蒸汽进口管道上设有冷却蒸汽进口隔离阀组。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洵，骞宏伟，李彦峰，王凯，
申请(专利权)人：国核电力规划设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：