[發(fā)明專利]核電站重要廠用水系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103400620A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 彭躍;楊廷;胡劍
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21D1/00
• 分類號: G21D1/00;G21D1/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王冬華

技術領域

本發(fā)明屬于核電站重要廠用水系統(tǒng)的設計領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種不受制于海水溫度變化的普適性核電站重要廠用水系統(tǒng)。

背景技術

核電站反應堆及其一回路系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量，一部分用于加熱蒸汽發(fā)生器的二回路水產(chǎn)生蒸汽并推動汽輪機做功發(fā)電，另一部分(汽輪機無法利用的余熱)通過核島冷鏈系統(tǒng)排入最終熱阱。核電站事故情況下或反應堆停堆后期，蒸汽發(fā)生器無法排熱，則整個核島的余熱全部通過冷鏈系統(tǒng)排出。核島SEC系統(tǒng)(Essential?Water?System，重要廠用水系統(tǒng))和RRI系統(tǒng)(Component?Cooling?Water?System，設備冷卻水系統(tǒng))是機組正常運行和事故情況下核島余熱排出的冷鏈系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)通過RRI/SEC換熱器相連并傳遞熱量。

國內現(xiàn)有壓水堆核電站的SEC系統(tǒng)為“全開直流式”設計，其由多個安全系列組成，每一安全系列的組成如圖1所示。整個核島余熱的傳遞過程如下：核島的一部分余熱(機組正常功率運行時)或全部余熱(機組事故或停堆時)通過RRI系統(tǒng)與核島用戶相連的換熱器傳遞到RRI系統(tǒng)；SEC系統(tǒng)從取水通道10的取水口取海水，經(jīng)由海水過濾器12過濾后，通過SEC泵14送到貝類捕集器16再次過濾，然后送至RRI/SEC換熱器18用于冷卻RRI系統(tǒng)，通過兩者之間的熱量交換，將RRI側水溫降低后再次送到核島對用戶進行冷卻；經(jīng)過熱交換的SEC水攜帶著核島用戶的余熱經(jīng)由溢流井20排入大海(最終熱阱)。通過這樣的熱量傳遞，使核島的余熱能夠源源不斷地被排出，從而保證核電站反應堆安全、可控和穩(wěn)定地運行。

RRI/SEC傳熱系統(tǒng)通常采用冗余設計，當其中一個安全系列失效時，啟動另外一列，從而保證反應堆的穩(wěn)定安全運行。但通常情況下，RRI系統(tǒng)和SEC系統(tǒng)設計一旦確定，除了隔離、換列、單雙泵啟動等操作外，任何工況下都將不對總流量進行調節(jié)。

另一方面，對于核電站選址在北方的冰凍廠址，冬季海水最低溫度在零度以下(由于海水鹽度的關系，海水的冰點低于0℃)，且全年寒冷時間較長。由于現(xiàn)有的RRI/SEC換熱器18是根據(jù)夏季T7溫度設計的，而RRI系統(tǒng)和SEC系統(tǒng)均無流量調節(jié)手段，因此這樣的系統(tǒng)配置用到北方廠址時，將會因冬季海水溫度偏低(甚至出現(xiàn)冰點以下)而導致設備冷卻水溫度遠低于15℃的限值(核電站設備冷卻水冷段溫度T需滿足以下要求：LOCA工況下，15℃≤T≤45℃；其他各種工況下，15℃≤T≤35℃)，無法保證用戶的最低溫度要求。由此帶來的過冷，將會使得部分設備無法執(zhí)行其功能，甚至導致機組在冬季非計劃停堆，嚴重影響核電站的經(jīng)濟性和安全性。因此，必須對現(xiàn)有的RRI系統(tǒng)或SEC系統(tǒng)進行改進，以使RRI水通過換熱器18后，出口溫度滿足核島用戶的使用需求。

為此，一些已知機組對SEC側進行了旁通調節(jié)，即在SEC管路上增加串聯(lián)支路和并聯(lián)支路，并安裝調節(jié)閥組；海水低溫條件下投運串聯(lián)支路和并聯(lián)支路，通過調節(jié)閥組狀態(tài)的切換，改變通過換熱器的流量或使設備冷卻水回流，從而保證RRI側出口溫度維持在合適范圍內。但是，這些改進方案都需要增加控制邏輯、儀表和控制設備，一是對DCS系統(tǒng)的改造較大，設計困難，二是需要在原核電站有限的廠房空間內新增管道和設備，布置難度也很大，三是冬季運行換擋切換復雜，系統(tǒng)工藝的調試要求較高。另外，SEC泵除了沿程阻力外，還需要克服外海與溢流井之間的高度差，因此所需泵揚程大、電機功率高，致使核電站應急柴油機負荷大、總投資高。

有鑒于此，確有必要提供一種不受制于海水溫度變化的普適性核電站重要廠用水系統(tǒng)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于：提供一種不受制于海水溫度變化的普適性核電站重要廠用水系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種核電站重要廠用水系統(tǒng)，其包括一個以上含有SEC泵和RRI/SEC換熱器的安全系列，每個安全系列均在SEC泵上游設置有一個混合前池，混合前池中設有一個將其分隔為取水區(qū)和排水區(qū)的分隔閘門；RRI/SEC換熱器出口處設置有一條連接至混合前池排水區(qū)的回水管線。

作為本發(fā)明核電站重要廠用水系統(tǒng)的一種改進，所述混合前池的取水區(qū)通過取水通道連接至最終熱阱，取水通道上設置有取水閘門。

作為本發(fā)明核電站重要廠用水系統(tǒng)的一種改進，所述混合前池的排水區(qū)通過排水通道連接至最終熱阱，排水通道上設置有排水閘門。

作為本發(fā)明核電站重要廠用水系統(tǒng)的一種改進，所述分隔閘門、取水閘門和排水閘門均為抗震1A級的電動閘門，并由抗海水腐蝕的不銹鋼材料制作。