[發明專利]壓水堆核電站立式蒸汽發生器循環倍率的測量方法及系統

有效

• 申請號: 201810835620.5
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109269830B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 高雅軍;高明;賈俊杰;李培超;王佳蒙;金圣隆;趙志盛;楊雙濤;仝勇博
• 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;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10;G01N27/62
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅;柯夏荷

本發明公開了一種壓水堆核電站立式蒸汽發生器循環倍率的測量方法，包括：在機組二回路中注入適量的示蹤劑，使所述示蹤劑沿著所述機組二回路循環流動；所述機組二回路是由蒸汽發生器、汽輪機、凝結水系統和給水系統構成的回路；在循環穩定后，分別測量所述蒸汽發生器的上部、下部和給水入口處的示蹤劑濃度；根據測量的示蹤劑濃度，計算獲得所述蒸汽發生器的循環倍率。本發明還公開了一種壓水堆核電站立式蒸汽發生器循環倍率的測量系統。本發明能夠提高循環倍率測量的準確性、安全性，且具有良好的經濟性。

技術領域

本發明涉及核電站技術領域，尤其涉及一種壓水堆核電站立式蒸汽發生器循環倍率的測量方法及系統。

背景技術

蒸汽發生器的主要功能是作為熱交換設備將一回路冷卻劑中的熱量傳給二回路給水，其二次側汽水混合物沿管束高度上升時，通過蒸汽發生器傳熱管不斷接收來自一回路傳給的熱量而蒸發形成蒸汽，供汽輪機做功。每個環路上裝有一臺蒸汽發生器，每臺容量按照滿功率運行時傳遞三分之一的反應堆熱功率設計。同時，作為連接一回路與二回路的設備，蒸汽發生器還在一、二回路之間構成防止放射性外泄的第二道防護屏障。目前，國內壓水堆核電站主要使用立式蒸汽發生器。蒸汽發生器二次側靠下降通道和上升通道的介質重度差來推動水循環，設計工作壓力一般為3.0～7.0MPa，汽水重度差較大，形成自然循環流動。

蒸汽發生器循環倍率為蒸汽發生器二次側管束入口欠熱水流量與蒸汽發生器出口蒸汽流量之比，是蒸汽發生器的重要特性參數。蒸汽發生器二次側水循環回路中需要一個足夠的循環倍率，以保證運行中流動穩定，防止傳熱管的腐蝕，提高蒸汽發生器的可靠性，一般設計3～5。循環倍率是否合理，是衡量蒸汽發生器結構設計的指標之一，因此準確測量蒸汽發生器的循環倍率具有重要意義。

目前有質量平衡法和焓平衡法兩種方法來測量蒸汽發生器的循環倍率。

(1)質量平衡法：通過測量下降通道中水速來求得下降通道中水的質量流量，即為二次側管束入口欠熱水流量(G)，而蒸汽發生器出口蒸汽流量(D)可通過測量主給水流量得到。主給水流量測量的一次元件采用標準孔板，二次元件為差壓變送器。循環倍率為K＝G/D。但是，這種方法的下降通道中水速的測量采用在距離下降通道出口500mm左右處，沿圓周布置的3個測速管，用差壓變送器測出壓差來計算得到。而由于下降通道水速過低，3個測速管連接的差壓變送器測出的差壓很小，并且3個測速管測得的數據相差也較大，所以用質量平衡法測定的循環倍率精度較差，只能供參考。

(2)焓平衡法：蒸汽發生器二次側管束入口欠熱水流量(G)和蒸汽發生器出口蒸汽流量(D)測量方法同質量平衡法；測量主給水壓力和溫度，以確定主給水焓值(i_f)；測量蒸汽發生器上部壓力，以確定飽和水焓值(i_w)；測量下降通道進口溫度和壓力，以確定主給水與汽水分離器疏水混合后的焓值(i_mz)。根據焓平衡關系式D(K-1)i_w+Di_f＝KDi_mz，獲得循環倍率值。但是，這種方法需要在蒸汽發生器本體安裝大量的溫度、壓力、差壓、水位、流速等熱工測點和測量儀表，測量成本較高；有些熱工測點需要在蒸汽發生器本體開口以便安裝引壓管和問題套管，從而降低蒸汽發生器強度，降低運行安全性；并且，蒸汽發生器位于核反應堆控制區，機組帶功率運行期間，上述測點的使用和維護需進入控制區，可能會對運行或試驗人員的人生安全造成危害；對在役機組蒸汽發生器進行引壓管線和溫度套筒等安裝需在機組大修或其他停機的情況下進行，且與核安全相關，不能保證隨時可以進行。在焓平衡關系式中，沒有考慮進入下降通道的蒸汽量(即下攜帶系數假設為0)，而蒸汽發生器實際具有一定的下攜帶系數，這給計算帶來一定的誤差，降低了測量的精度。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，提供了一種壓水堆核電站立式蒸汽發生器循環倍率的測量方法及系統，能夠提高循環倍率測量的準確性、安全性，且具有良好的經濟性。

本發明就上述技術問題而提出的技術方案如下：