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1、压水堆核电站常规岛系统,核工业第四研究设计院,一、系统简介,一、系统简介,压水堆核电站反应堆的冷却剂在蒸汽发生器内加热二回路的给水，使之成为饱和蒸汽送汽轮机做功。在满功率运行状态下，蒸汽发生器产生的饱和蒸汽（绝对压力6.71Mpa、温度283）由主蒸汽管道首先送到汽轮机的四个高压汽室以调节进入高压缸的蒸汽量，从高压汽室出来的蒸汽通过四根环形蒸汽管道进入高压缸膨胀做功。在膨胀过程中，从高压缸前后流道不同的级后抽取部分蒸汽送到6号和7号高压加热器用于加热给水及送到汽水分离再热器用于加热高压缸排汽。高压缸的排汽（绝对压力0.783Mpa、温度170、湿度14.3）一部分送往除氧器，大部分通过八根冷再
2、热管道排往位于低压缸两侧的两台汽水分离再热器，在那里进行汽水分离，并由抽汽和新蒸汽对其进行两次再热。从汽水分离再热器出来的过热蒸汽（绝对压力0.747Mpa、温度265）经六根管道分别送入三台低压缸内继续膨胀做功。在膨胀过程中，从三台低压缸各自的前后流道抽取部分蒸汽分别送往3号和4号低压加热器及1号和2号复合式低压加热器加热凝结水；低压缸的排汽（绝对压力7.5Kpa、温度40.3）排入冷凝器，并被海水冷却成为凝结水。,一、系统简介,冷凝器热井中的凝结水由凝结水泵抽取升压后（绝对压力2.4Mpa）经四级低压加热器加热到139.88送到除氧器。除氧器对凝结水加热和除氧，且贮存一定的除氧凝结水。主给
3、水泵从除氧水箱底部吸水，将水升压后（绝对压力8.3Mpa、温度169.8）经6号和7号高压加热器进一步加热（温度226、绝对压力6.88Mpa），最后通过给水流量调节阀进入蒸汽发生器二次侧，吸收反应堆冷却剂热量转变成饱和蒸汽，从而形成一个完整的热力循环。主系统流程如下：,一、系统简介,1、核发电用汽轮机系统特点 压水堆核电站通常由两个回路组成。一回路由核反应堆、稳压器、蒸汽发生器一次侧和循环泵组成；密封在安全壳里，称为核电站的核岛，这部分具有放射性。二回路由蒸汽发生器二次侧、汽轮机、回热加热系统和给水泵组成，称为核电站的常规岛，这部分没有放射性。压水堆核电站常规岛热力系统与普通热力发电厂热力系
4、统基本相同，其主要区别有以下两点： （1）核电站的汽轮机，在高低压缸之间装有汽水分离器（装置）。 （2）核电站的再热器，采用高温蒸汽作为再热热源。其再热过程分两段进行，首先用汽轮机抽汽对汽水分离器分出的蒸汽进行再热，然后再用高温主蒸汽进行加热。,一、系统简介,2、设计条件(秦山二期) （1）装机容量：本期工程建造两台600MW压水堆核电机组。 （2）堆机匹配：两台机组按一堆配一机设计，两台汽轮发电机分别布置在两座独立的厂房内。 （3）运行方式：核电厂按基本负荷设计，不考虑调峰运行。正常运行时，按反应堆跟踪汽轮发电机组的原则运行，在10%阶跃负荷变化或每分钟5%线性负荷变化时，反应堆不停堆。在汽
5、轮发电机组甩负荷时，按机组跟踪堆的方式进行。 （4）主要参数： a 主蒸汽流量：两台蒸汽发生器在额定工况下总产汽量为3800t/h，在不排污时总流量为3862t/h。,一、系统简介,b 主蒸汽压力：反应堆零功率时蒸汽发生器出口处蒸汽压力为7.6MPa，满功率时为6.71MPa。 c 主蒸汽状态：蒸汽发生器出口处蒸汽湿度为0.25%，汽机主汽阀入口处湿度为0.5%（饱和湿度）。 d 给水温度：机组正常运行时，蒸汽发生器入口处给水温度为230.5 e 汽轮发电机组出力：额定出力（铭牌）643MW，最大连续出力（保证值）689MW。 f 汽机旁路容量：最大容量按85%之蒸汽发生器总产汽量（3230t
6、/h）设计。 （5）汽轮机设计寿命：40年。 （6）汽轮发电机组中心与安全壳中心相垂直，这样当机组发生重大事故时，机组碎片不至于落在安全壳上。,一、系统简介,3、热力系统和主要参数 该机组设置了三级高压加热器，三级低压加热器，以及一级除氧器。 具有两级再热系统，即汽轮机高压缸排汽经过汽水分离后，由高压缸一级抽汽再热和新蒸汽两级再热，送入汽轮机低压缸继续膨胀作功。 回热加热器疏水按逐级自流方式连接，高压加热疏水顺次逐级自流，最后入除氧器，低压加热器疏水逐级自流入凝汽器。,一、系统简介,一、系统简介,4、核电站与常规火电站的简单比较 （1）电站的系统、设备,一、系统简介,（2）新蒸汽参数,一、系统
7、简介,（3）燃料运输,一、系统简介,（4）环境污染,二、蒸汽系统,1、主蒸汽系统 主蒸汽系统（VVP）的功能是将蒸汽发生器产生的主蒸汽输送到下列设备和系统： -汽轮机高压缸 -汽水分离再热器（GSS） -除氧器（ADG） -通向冷凝器和大气的蒸汽旁路排放系统（GCT） -汽轮机轴封系统（CET） -辅助蒸汽转换器（STR） 安全方面功能是：主蒸汽系统与主给水系统和辅助给水系统配合，用于在电站正常运行工况、事故工况下排出一回路所产生的热量，并向反应堆保护系统提供主蒸汽压力和流量信号。,二、蒸汽系统,（1）每台蒸汽发生器出口主蒸汽管线上装有流量限制器，目的是万一流量限制器下游的蒸汽管线发生破裂，可
8、给核电厂提供保护。如果发生破裂，流量限制器降低来自蒸汽发生器的蒸汽流量，降低一回路的冷却速率，同时也就限制了堆芯冷却降温速率，即减少了反应性剧增加燃料包壳损伤的概率。 （2）当蒸汽发生器蒸汽管道系统发生破裂时，主蒸汽隔离阀（MSTV）关闭，限制进入二回路系统中去的放射性物质总量。 （3）在主汽系统中设有超过保护，即装有动力式卸压阀和规范安全阀（7个）。当主蒸汽旁路系统或凝汽器发生故障时，安全阀和卸压阀自动开启，以确保二回路系统安全。卸压阀的排放量通常为额定蒸汽流量的10%15%，其动作压力整定在蒸汽发生器的零负荷压力及安全阀开启压力之间。,二、蒸汽系统,（4）安全阀是防止一、二回路超压的最后保
9、护措施，其总排放量为额定蒸汽流量的110%，系统中安全阀设置7个，并分组设置。这样在核反应堆热停堆工况下，任何一只安全阀失控开启时，都不会引起核反应堆因压力下降而导致所不允许的过冷却。安全阀的动作压力整定在小于主蒸汽管道设计压力的110%。 （5）从安全角度上考虑，在主蒸汽系统中，还设有一个整机的旁路排放系统，以适应机组的启停及事故工况的需要。当汽轮机大幅度地甩负荷及紧急停堆时，通过快速动作的旁路阀（通常要求3秒内全开），将主蒸汽直接排入凝汽器，以排放出反应堆中的剩余释热，同时避免了安全阀的开启。本系统旁路流量为85%的蒸汽流量。 主蒸汽管道均为无缝碳钢管，选用法国钢种，牌号TU48C。主蒸汽
10、隔离阀上游管线及阀门均为抗震一级。 主要设备：主蒸汽隔离阀、主蒸汽安全阀,二、蒸汽系统,2、汽水分离再热器系统 汽轮机旁路排放系统（GCT）功能：反应堆功率要跟随汽轮机负荷变化。当汽轮机负荷锐减（如甩负荷、汽轮机脱扣）时，反应堆的功率控制不能像汽轮机的负荷变化那样快，瞬时出现堆功率与汽轮机负荷的不一致。这时汽轮机旁路排放系统投入，维持一回路和二回路的功率平衡。故汽轮机旁路排放系统总的功能为： 当反应堆功率与汽轮机负荷的不一致时，汽轮机旁路排放系统通过把多余的蒸汽排向冷凝器、除氧器和大气为反应堆提供一个“人为”的负荷，从而避免核蒸汽供应系统（NSSS）中温度和压力超过保护值，确保电站的安全。 各
11、部分功能如下： 向冷凝器排放系统的功能 -允许汽轮机突然降负荷而不引起紧急停堆或蒸汽安全阀动作 -允许在某些工况下汽轮机脱扣而反应堆不紧急停堆 -允许反应堆接受10额定负荷的阶跃变化和大于每分钟5额定负荷的线性变化,二、蒸汽系统,-在紧急停堆期间，防止一回路升温使蒸汽发生器安全阀开启 -使一回路冷却，直至余热排出系统（RRA）投入运行 -允许汽轮机启动前对二回路暖管，还允许在手动棒控范围（0-15额定功率）内汽轮机加负荷。 向除氧器排放系统功能 在下列大范围负荷变化时，除向冷凝器排放外还需向除氧器排放蒸汽： -由满功率甩负荷至厂用电 -满功率时，汽轮机脱扣而不紧急停堆。 -满功率时，汽轮机脱扣
12、同时反应堆紧急停堆。 （3）向大气排放系统功能 当冷凝器排放系统不可用时，才使用向大气排放。 -保持一回路平均温度在热停堆值 -使一回路冷却，直至余热排出系统投入。 -在瞬态过程中可避免蒸汽发生器安全阀开启。,二、蒸汽系统,3、汽轮机轴封系统 压水堆核电站蒸汽发生器产生的新蒸汽是饱和的，蒸汽随着在高压缸内的膨胀做功，其湿度不断增加，高压缸的排汽湿度高达14.2。如果高压缸排汽直接进入低压缸做功，将对低压缸的叶片产生严重的冲刷腐蚀，同时也增加了湿汽损失，所以在高压缸和低压缸之间设置汽水分离再热器系统（GSS），其具体功能如下： （1）除去高压缸排汽中约98的水分 （2）提高进入低压缸的蒸汽温度，
13、使之成为过热蒸汽。 汽轮机配置两台卧式汽水分离再热器，汽水分离再热器布置在运转层汽机两侧。,二、蒸汽系统,由于汽机进汽为饱和蒸汽且具有一定的湿度（0.50%），当蒸汽在高压缸内膨胀作功后其压力、温度下降，含湿率增大析出大量水分，而汽机是不允许进水的（蒸汽带水发生水击，损坏叶片），因此高压缸排汽在进入低压缸前必须进行除湿加热，使蒸汽湿度达到新蒸汽湿度，然后进入低压缸膨胀作功。疏水经各自的疏水管线输送到专用疏水箱。 机组正常运行时，疏水从各自的疏水箱分别疏到HP5、HP6、HP7高压加热器。疏水箱里水位因正常疏水管线失效或其他原因导致非正常升高到规定限值时，应急疏水阀受水位控制紧急打开，疏水疏到凝
14、汽器。 每台汽水分离再热器壳体设置2只安全阀，作为超压保护措施。,二、蒸汽系统,4、汽轮机蒸汽和疏水系统 汽轮机轴封系统（CET）的功能是对汽轮机的轴封和汽轮机截止阀及调节阀的阀杆填料函提供密封蒸汽，防止空气漏入和蒸汽外漏。 -在汽轮机启动时，向汽轮机的高压缸、低压缸端部轴封及汽轮机截止阀和调节阀的阀杆密封供汽，防止空气进入汽缸，影响抽真空。 -正常运行时，防止高压缸蒸汽外漏，并将高压缸轴封蒸汽导入低压缸轴封，防止空气漏入低压缸。 1）汽封蒸汽系统有两个蒸汽源：辅助锅炉和主蒸汽系统，从冷停堆开始起动的初始阶段，汽封蒸汽由辅助锅炉供应。汽封蒸汽必须封住汽轮机，以便建立起真空。当核电厂升温暖机时，
15、所需要的汽封蒸汽由主蒸汽系统供应。汽轮机以部分带负荷以后，汽轮机汽缸内部的蒸汽将漏过汽轮机内密封盖，供给高压汽轮机的汽封蒸汽。,二、蒸汽系统,2）汽封排汽系统由汽封蒸汽冷却器、汽封蒸汽冷却器的排气风机以及相关的管道系统构成。汽封蒸汽冷却器的排气风机使汽封蒸汽冷却器内产生微弱真空。这个真空度在汽轮机汽封装置中是可感知的，且会引起过剩的汽封蒸汽和空气向汽封蒸汽冷却器方向流动。凝结水系统的水流将会冷凝这部分蒸汽，而排气机去除冷却器的不凝性气体。汽封冷却器壳体的冷凝水注入其大气式疏水箱，然后经一条设有控制阀的疏水管线疏到凝汽器（U型水封）。,二、蒸汽系统,5、汽轮机蒸汽和疏水系统 汽轮机蒸汽和疏水系统（GPV）可大致分为蒸汽回路和疏水回路，各部分功能如下： （1）蒸汽回路保证 -向汽轮机高压缸供饱和蒸汽 -把高压缸排汽送到汽水分离再热器 -自汽水分离再热器向低压缸供过热蒸汽 （2）各疏水回路保证 -启动时排出暖机过程中形成的水 -连续运行时排出沿蒸汽流动方向分离出来的水 -在瞬态过程中排出饱和蒸汽形成的水,二、蒸汽系统,6、辅助蒸汽分配系统 蒸汽转换器系统（STR）的功能是产生绝对压力1.2MP a，188的低压辅助蒸汽，并通过辅助蒸汽分配系统（SVA）供给核岛和常规岛用辅助蒸汽的系统和设备。 蒸汽转换器系统主要由蒸汽转换器、疏水箱、疏水冷却器、辅助
