[發明專利]一種核電廠設備冷卻水系統及其水溫調節方法

有效

• 申請號: 201610048005.0
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105551548B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 于沛;丁亮;李軍
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21D1/02
• 分類號: G21D1/02
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙)11311
• 代理人: 田明,任曉航

技術領域

本發明屬于核電冷源溫度控制領域，具體涉及一種核電廠設備冷卻水系統及其水溫調節方法。

背景技術

核電廠設備冷卻水系統的主要功能是冷卻各種核島熱交換器，經過重要廠用水系統冷卻的熱交換器將熱負荷傳遞至最終熱阱海水，在核島熱交換器和海水之間形成屏障，防止放射性流體不可控地釋放到海水中。

二代及二代加壓水堆核電站在設計上要滿足法規、導則及標準中對設備冷卻水系統的要求，一般采用T₇溫度作為換熱器海水入口溫度。正常運行工況下，設備冷卻水系統的運行溫度在15℃-35℃之間，事故工況下，運行溫度在15℃-45℃之間。然而在某些廠址條件下，冬季海水溫度較低，設備冷卻水系統負荷也較低時，會出現設備冷卻水低于15℃的情況。設備冷卻水系統溫度較低會對下游的部分用戶的安全穩定運行造成影響，例如：核島冷凍水系統和化學容積控制系統。在冬季工況，即使核島冷凍水系統冷凍機單臺運行，由于設備冷卻水溫較低，導致冷凍機導葉開度很小，不利于冷凍機的穩定運行；化容系統下泄熱交換器的下泄溫度在冬季為21℃-22℃之間，而運行需控制在30℃左右，此時，設冷水調節閥RRI155VN已置于最小開度(10％開度)位置，仍無法滿足運行需要。由于設備冷卻水系統和重要廠用水系統均無流量調節功能，因此上述過冷問題在二代及二代加壓水堆核電站設備冷卻水系統上普遍存在，如圖1所示。

針對設備冷卻水過冷問題，許多新建電站已采取了改進措施，如圖2所示，由于該改進方案增加控制邏輯、儀表及相關管道及氣動閥門，對儀控設計及廠房布置空間提出較高要求，已建成和已運行的電站無法實施上述方案。另外，我國秦山地區由于海水泥沙含量較高，如果將海水側流量降低會導致海水中的泥沙在設備冷卻水系統的換熱器板片中沉積，影響換熱器的運行及使用壽命。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種核電廠設備冷卻水系統，該系統針對已建成和已運行核電廠，不受限于核電廠的空間條件，能夠防止冷卻水過冷。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案一種核電廠設備冷卻水系統，包括兩套獨立的安全列，每套所述安全列包括并聯設置在核電廠的設備冷卻水管道上的第一冷卻列和第二冷卻列；所述第一冷卻列包括依次設置在管道上的第一上游隔離閥、第一換熱器、第一下游隔離閥；所述第二冷卻列包括依次設置在管道上的第二上游隔離閥、第二換熱器、第二下游隔離閥；其中所述第一冷卻列還并聯有旁通支路，所述旁通支路包括依次連接在管道上的第三上游隔離閥、換熱器阻力調節閥、第三下游隔離閥；還包括設置在所述第二冷卻列中的所述第二換熱器、第二下游隔離閥之間的第二流量調節蝶閥，所述蝶閥用于調節通過所述第二換熱器的冷卻水的流量。

進一步，所述旁通支路的管徑同所述第一冷卻列、第二冷卻列的管徑一致。

為達到以上目的，本發明還公開了一種用于以上所述的核電廠冷卻水系統的水溫調節方法，在核電廠正常運行時，當設備冷卻水管道中的冷卻水水溫大于等于設定溫度時，

開啟所述第一冷卻列中的所述第一上游隔離閥、第一下游隔離閥；

開啟所述第二冷卻列中的所述第二上游隔離閥、第二下游隔離閥，所述蝶閥完全打開；

關閉所述旁通支路中的所述第三上游隔離閥、第三下游隔離閥，設定所述換熱器阻力調節閥的壓降與所述第一換熱器、第二換熱器的阻力一致；

當設備冷卻水管道中的冷卻水水溫低于設定溫度時，采取第一步操作，開啟所述旁通支路中的所述第三上游隔離閥、第三下游隔離閥；

進一步，當采取第一步操作后，設備冷卻水管道中的冷卻水水溫仍然低于設定溫度時，采取第二步操作，關閉所述第一冷卻列中的所述第一上游隔離閥、第一下游隔離閥。

進一步，當采取第二步操作后，設備冷卻水管道中的冷卻水水溫仍然低于設定溫度時，采取第三步操作，調節所述旁通支路中的所述換熱器阻力調節閥以及所述第二冷卻列中的第二流量調節蝶閥，增大旁通支路中的冷卻水的流量，減少流經所述第二換熱器的冷卻水的流量。

更進一步，所述的設定溫度為15℃。

本發明的有益效果在于：

1.可通過多級控制來調節設備冷卻水通過換熱器的流量，從而提高設備冷卻水溫度，解決由于設備冷卻水溫度過低導致的系統不穩定運行及非計劃停堆的問題。

2.結構簡單，建造周期短，操作員運行方便，可在已建造和已運行的二代及二代加核電站中實施，對儀控設計及廠房布置空間的要求不高。

3.不影響下游各個用戶的冷卻水的流量，不會造成換熱器板換內泥沙的沉積，可在冷卻水(海水)泥沙量較大的地區實施。