基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统，包括核岛系统、常规岛系统和热网首站系统，常规岛系统中设置水

【技术实现步骤摘要】
基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统及方法


[0001]本专利技术涉及核电厂供热
，具体涉及一种基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统及方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]目前，核电厂主要是采用主蒸汽供热和汽轮机抽汽供热，现有的核电厂抽汽系统如图1所示，在核电厂正常运行情况下，核岛(反应堆、主泵、蒸发器)侧产生蒸汽，进入常规岛汽轮机做功，部分蒸汽从汽轮机中(高压缸排汽口)抽出，进入热网换热器，向热网侧放热后，蒸汽冷凝成热回水(60℃)，重力自流回到真空状态下的凝汽器，实现工质回收。
[0004]但是现有的这种抽汽供热系统缺少热回水余热回收和温度控制装置，在核电厂大规模核能供热后，存在很多弊端，主要表现在：(1)背压升高，机组出力下降，经济性差，大量温度较高的热回水会提升凝汽器热阱饱和水温，进而背压升高，机组出力下降，发电量减少。(2)电负荷波动，由于无法实现热回水的温度控制，核电厂热电联产运行受制于热网侧的工况。(3)无法利用冬季供热下的循环水裕量。大量的热回水靠重力自流进入凝汽器，无法和凝汽器中的钛管进行有效换热，无法充分利用循环水冷却能力。(4)热网侧信号反馈滞后，在大规模供热下，一般采用长输管道进行输热，管径较大，温度信号反馈慢。(5)运行不灵活。原系统靠重力自流，没有水泵，无法有效循环冲洗，系统启动净化时间长。
>[0005]因此，如何实时控制热回水温度，保温合理汽轮机背压值，减少核电厂大规模供热工况的电负荷波动，维持机组高效运行，是现有的核电厂抽汽供热系统目前要解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统及方法，能够实现对热回水温度的控制，保证合理汽轮机背压值。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]在本专利技术的第一方面，提供了一种基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统，包括核岛系统、常规岛系统和热网首站系统，所述常规岛系统中设置水
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水换热器和喷雾冷却泵，所述水
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水换热器利用热网换热器产生的冷凝疏水加热来自凝汽器的凝结水，加热后的凝结水经过低压加热器加热进入除氧器，降温后的冷凝疏水进入凝汽器；所述喷雾冷却泵将部分降温后的冷凝疏水泵送到凝汽器水室内上部空间内雾化，实现对凝汽器中凝结水的降温。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述凝汽器内上部空间设置环形管网，所述喷雾冷却泵与环形管网相连，所述环形管网上开设小孔或安装喷嘴，实现雾化。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述环形管网布置成网状，布置在凝汽器内部钢结构的上方。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述常规岛系统中还设置再循环管路，所述再循环管路一端与喷雾冷却泵所在的管路相连，另一端与水
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水换热器相连。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述水
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水换热器与凝汽器相连的管道上设置排污阀。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述热网首站系统的管路上设置化学加药接口、氮气保养接口。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述常规岛系统内设置汽轮机，部分蒸汽从汽轮机中抽出进入热网换热器。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述核岛系统包括反应堆和蒸汽发生器，所述蒸汽发生器产生的蒸汽进入常规岛系统的汽轮机做功。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述除氧器经过主给水泵与高压加热器、蒸汽发生器依次相连。
[0017]在本专利技术的第二方面，提供了一种基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热方法，利用水
‑
水换热器降低进入凝汽器的热回水温度；利用喷雾冷却泵将部分热回水经过凝汽器喷雾环管或喷嘴输送到凝汽器水室内上部空间雾化，形成喷雾状液滴与凝汽器下部空间的钛管强化换热，降低整个凝汽器热阱中的凝结水温度，实现控制凝汽器的背压。
[0018]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0019](1)机组热运行经济性高。通过设置的水
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水换热器和喷雾冷却泵，降低进入凝汽器的热回水温度后，对部分(占比小)热回水进行加压雾化，同时保留大部分(占比大)热回水直接重力逐级自流回到凝汽器，该种疏水分流方式，可以有效控制凝汽器温升，并最大限度回收热回水焓，保证发电出力最大，消除冬季凝汽器过冷现象，提升机组热效率。本专利技术可提升大规模供热下的机组发电出力30MW以上，一个供热期创造经济效益在单机组3500万以上，经济效益显著。
[0020](2)热负荷响应能力提高。在热网侧发生较大工况变化情况下，核电厂汽轮机抽汽量、热回水温度会发生明显变化，其中，抽汽量可以通过核电厂抽汽控制阀快速调节，而热网回水温度受制于热网侧工况，不属于核电厂控制范围，如发生回水温度异常升高或降低情况下，则可以通过喷雾冷却泵和喷嘴，进行温度控制，降低凝汽器背压变化。尤其是在需要增加抽汽量，提升增加热网负荷时，抽汽量增加必将导致回水温度和流量相应增加，但有了热回水温度控制装置，则可以延缓凝汽器到整个二回路热力系统温度变化率，提升了热负荷响应能力，减少设备疲劳，延长寿命。
[0021](3)调节方式简单。采用喷雾冷却泵作为动力源，流量小，能耗低，操作简单，正常运行时，操纵人员仅通过操作喷雾冷却泵出口调节阀就可以实现热回水喷雾，流量调节方法简单。
[0022](4)供热工况投运时间短。热回水喷雾冷却泵提前启动小循环运行，实现系统充水净化，机组启动工作更连续有效，减少了供热系统投入时间，减少了排污水量、排污操作操作工作量。
[0023](5)作为核电厂热电联产冷端优化的基础。由于对核电厂抽汽量(热电联产机组常
规控制手段)和热回水温度进行了有效控制，则可以有效控制凝汽器水温，控制凝汽器端差，在此基础上，可以进一步开展冬季核电厂热电联查工况下的冷端运行优化。在大规模抽汽工况下通过将部分热回水喷雾冷却，凝汽器水温不会随着抽汽量的增大而增加，喷雾后的雾化水换热能力强，冷却效果高，可以在此基础上，开展抽
‑
凝机组运行优化诊断，大幅度降低循环水流量，实现冷端优化节能。
[0024](6)维护保养方便。供热期结束，通过采用喷雾冷却泵小流量运行，向热网换热、水
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水换热器、疏水管、热回水管道添加化学药品，实现系统湿保养，减少停运期的设备腐蚀损失。
[0025](7)本专利技术适用于所有类型压水堆核电厂大规模、抽汽、热电联查、启动及正常运行要求。
附图说明
[0026]图1为常规的核电厂抽汽供热系统图；
[0027]图2为本专利技术的基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统图。
[0028]图中：1、反应堆；2、蒸汽发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统，包括核岛系统、常规岛系统和热网首站系统，其特征在于，所述常规岛系统中设置水
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水换热器和喷雾冷却泵，所述水
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水换热器利用热网换热器产生的冷凝疏水加热来自凝汽器的凝结水，加热后的凝结水经过低压加热器加热进入除氧器，降温后的冷凝疏水进入凝汽器；所述喷雾冷却泵将部分降温后的冷凝疏水泵送到凝汽器水室内上部空间内雾化，实现对凝汽器中凝结水的降温。2.如权利要求1所述的基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统，其特征在于，所述凝汽器内上部空间设置环形管网，所述喷雾冷却泵与环形管网相连，所述环形管网上开设小孔或安装喷嘴，实现雾化。3.如权利要求2所述的基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统，其特征在于，所述环形管网布置成网状，布置在凝汽器内部钢结构的上方。4.如权利要求1所述的基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统，其特征在于，所述常规岛系统中还设置再循环管路，所述再循环管路一端与喷雾冷却泵所在的管路相连，另一端与水
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水换热器相连。5.如权利要求1所述的基于热疏水回收喷雾冷却的核电厂抽汽供热系统，其特征在于，所述水

【专利技术属性】
技术研发人员：顾先青，颜岩，叶成，黄增宏，王岳，姜旭东，王晨晨，张晋，桂璐廷，夏栓，武心壮，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：