[發明專利]用于一體化反應堆的啟停輔助裝置及一體化反應堆的冷啟動方法

有效

• 申請號: 201310020289.9
• 申請日: 2013-01-19
• 公開（公告）號: CN103117101A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 夏庚磊;彭敏俊;杜雪;余大力
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G21D3/12
• 分類號: G21D3/12;G21D3/14;F22B35/00
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技術領域

本發明涉及的是一體化反應堆的啟停輔助裝置。本發明也涉及一種用一體化反應堆的啟停輔助裝置的一體化反應堆的冷啟動方法。

背景技術

由于空間布置的要求，一體化核反應堆傾向于采用緊湊高效的直流蒸汽發生器。二回路工質強制流過受熱面，被一回路冷卻劑加熱，經預熱、蒸發、過熱而產生過熱蒸汽送到汽輪機系統做功。直流蒸汽發生器具有結構簡單，機動性好，熱耗率低的特點，特別適合于需要經常變負荷運行的船用核動力裝置。直流蒸汽發生器內部由幾百個并聯通道組成，每個通道的水動力特性曲線都各不相同，運行時蒸發管內存在著劇烈的相變過程，很容易產生多種形式的兩相流動不穩定現象。為了保證直流蒸汽發生器的安全穩定運行，必須保證直流蒸汽發生器的最低給水流量。

壓水堆核電站冷啟動過程中，首先要實現一回路冷卻劑的升溫升壓過程。而且一回路系統的升溫速率必須嚴格控制在30-40℃/h以下，壓力上升也不能太快。正常運行過程中直流蒸汽發生器的給水為來自冷凝器的過冷水，在反應堆冷啟動過程中，持續不斷的過冷給水會帶走大量熱量，單靠穩壓器電加熱功率和主泵的機械功無法完成一回路系統的升溫升壓過程。而且為滿足啟動要求，必須保證二次側給水全部加熱為過熱蒸汽，這就要求反應堆啟動完成以后要有與給水流量相對應的反應堆功率。啟動過程中如何實現一回路冷卻劑的升溫升壓，完成反應堆的啟動，并將二回路給水加熱為過熱蒸汽；啟動過程中直流蒸汽發生器出口產生的兩相混合物如何處理，都是迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種在一體化反應堆啟動的過程中能夠實現一回路冷卻劑的升溫升壓，避免流動不穩定現象的出現，并且有效回收工質和熱量，縮短反應堆啟動時間的用于一體化反應堆的啟停輔助裝置。本發明的目的還在于提供一種基于本發明的用于一體化反應堆的啟停輔助裝置的一體化反應堆的冷啟動方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的用于一體化反應堆的啟停輔助裝置包括啟動分離器15、貯水箱16和循環水泵17；啟動分離器15的進口與直流蒸汽發生器4的出口管道相連，啟動分離器15的蒸汽出口經蒸汽閥20與主蒸汽管道相連，啟動分離器15的疏水出口與貯水箱16相連；貯水箱16的底部出口與循環水泵17相連，貯水箱16出口有一路管道通過貯水箱出口截止閥25、貯水箱水位調節閥26以及減溫降壓裝置27與凝汽器22相連；循環水泵17通過循環水流量控制閥18與直流蒸汽發生器4進口給水管道相連；給水泵23與凝汽器22相連、并通過主給水閥24與直流蒸汽發生器4進口管道相連、通過冷水閥28與貯水箱16相連；循環水流量控制閥18和主給水閥24與蒸汽發生器給水控制系統相連；貯水箱水位調節閥26、蒸汽閥20以及冷水閥28與貯水箱壓力控制系統相連。

本發明的用于一體化反應堆的啟停輔助裝置還可以包括：

1、循環水泵17出口還有一路管道通過再循環水流量控制閥19與貯水箱16相連，再循環水流量控制閥19與蒸汽發生器給水控制系統相連。

2、所述的啟動分離器15為外置式汽水分離器，啟動過程中用于將汽、液兩相流體進行分離，啟動完成以后，通過流量控制閥28和流量控制閥29的切換將啟動分離器退出二回路系統。

3、所述的循環水泵17為電力驅動的水泵，水泵轉速在反應堆啟、停過程中始終保持不變，用于在直流蒸汽發生器4、啟動分離器15和貯水箱16之間建立穩定的循環水流量。

基于本發明的用于一體化反應堆的啟停輔助裝置的一體化反應堆的冷啟動方法包括以下步驟：

（1）反應堆充水排氣完成以后，反應堆處于滿水狀態，打開穩壓器噴淋閥，使用穩壓器電加熱件9的功率和主泵3的機械功提高一回路冷卻劑溫度；

（2）一回路系統升溫升壓的同時，啟停輔助系統貯水箱壓力控制系統動作調節水箱壓力滿足要求，循環水泵17打開，循環水由貯水箱16經循環水流量控制閥18進入直流蒸汽發生器4，被一回路冷卻劑加熱后流回貯水箱16，完成一次循環；

（3）穩壓器7溫度滿足要求后，通過下泄流量控制閥11排水建立穩壓器7汽腔，然后利用穩壓器電加熱件9的功率提高穩壓器7壓力到額定運行壓力；

（4）調整反應堆功率控制系統12實現反應堆臨界，提升反應堆1功率，實現核加熱升溫，隨著反應堆功率的提高，二回路循環水逐漸產生沸騰；

（5）隨著反應堆功率的提升，蒸汽發生器給水控制系統不斷調整再循環流量控制閥19、循環水流量控制閥18以及主給水閥24的開度，保證直流蒸汽發生器進口給水流量穩定。