[發明專利]一種用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201910132464.0
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109767852A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 劉俊峰;馬曉瓏
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18;G21D1/02;G21D3/04;G21C9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統，其特征在于，包括1#反應堆(1)、1#蒸汽發生器(2)、2#反應堆(3)、2#蒸汽發生器(4)、凝汽器(19)、高壓缸(16)、噴水減溫器(22)、低壓缸(17)、凝結水系統(20)、輔助電鍋爐(24)、過熱器(26)及發電機組(18)；

1#反應堆(1)的出口與1#蒸汽發生器(2)的放熱側入口相連通，1#反應堆(1)的出口與1#蒸汽發生器(2)的放熱側出口相連通，2#反應堆(3)的出口與2#蒸汽發生器(4)的放熱側入口相連通，2#反應堆(3)的入口與2#蒸汽發生器(4)的放熱側出口相連通，1#蒸汽發生器(2)的吸熱側出口與2#蒸汽發生器(4)的吸熱側出口通過管道并管后與凝汽器(19)的入口、高壓缸(16)的入口及高壓缸(16)的汽封及噴水減溫器(22)的入口相連通，噴水減溫器(22)的出口及凝汽器(19)的入口與低壓缸(17)的汽封相連通，凝結水系統(20)的出口與噴水減溫器(22)的冷卻水入口相連通；輔助電鍋爐(24)的出口與過熱器(26)的入口相連通，過熱器(26)的出口與噴水減溫器(22)的入口、高壓缸(16)的汽封、1#蒸汽發生器(2)的吸熱側入口及2#蒸汽發生器(4)的吸熱側入口相連通；

高壓缸(16)的蒸汽出口與低壓缸(17)的蒸汽入口相連通，且高壓缸(16)、低壓缸(17)及發電機組(18)同軸布置。

2.根據權利要求1所述的用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統，其特征在于，還包括1#事故排放罐(11)及2#事故排放罐(12)，其中，1#事故排放罐(11)的入口經第一事故排放隔離閥(9)與1#蒸汽發生器(2)的吸熱側入口相連通，2#事故排放罐(12)的入口經第二事故排放隔離閥(10)與2#蒸汽發生器(4)的吸熱側入口相連通。

3.根據權利要求2所述的用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統，其特征在于，還包括1#主蒸汽隔離閥(7)、2#主蒸汽隔離閥(8)、汽輪機進汽閥組(15)及主蒸汽汽封供汽閥組(14)；

1#蒸汽發生器(2)的吸熱側出口與1#主蒸汽隔離閥(7)的一端相連通，2#蒸汽發生器(4)的吸熱側出口與2#主蒸汽隔離閥(8)的一端相連通，1#主蒸汽隔離閥(7)的另一端與2#主蒸汽隔離閥(8)的另一端通過管道并管后與凝汽器(19)的入口、汽輪機進汽閥組(15)的一端及主蒸汽汽封供汽閥組(14)的一端相連通，汽輪機進汽閥組(15)的另一端與高壓缸(16)的入口相連通，主蒸汽汽封供汽閥組(14)的另一端與高壓缸(16)的汽封及噴水減溫器(22)的入口相連通，其中，1#主蒸汽隔離閥(7)與2#主蒸汽隔離閥(8)通過管道并管后經主蒸汽旁路閥組(13)與凝汽器(19)的入口相連通。

4.根據權利要求3所述的用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統，其特征在于，還包括過熱器入口電動閥(25)、過熱器出口調節閥(27)、輔助蒸汽逆止閥(28)、輔助蒸汽供汽封隔離閥(30)、輔助蒸汽冷卻隔離閥(29)、1#主給水隔離閥(5)及2#主給水隔離閥(6)；

輔助電鍋爐(24)的出口經過熱器入口電動閥(25)、過熱器(26)及過熱器出口調節閥(27)后與輔助蒸汽逆止閥(28)的一端及輔助蒸汽供汽封隔離閥(30)的一端相連通，輔助蒸汽逆止閥(28)的另一端經輔助蒸汽冷卻隔離閥(29)后分為兩路，其中一路經1#主給水隔離閥(5)與1#蒸汽發生器(2)的吸熱側入口相連通，另一路經2#主給水隔離閥(6)與2#蒸汽發生器(4)的吸熱側入口相連通，輔助蒸汽供汽封隔離閥(30)的另一端與高壓缸(16)的汽封及噴水減溫器(22)的入口相連通。

5.根據權利要求1所述的用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統，其特征在于，凝結水系統(20)的出口與噴水減溫器(22)的冷卻水入口之間通過減溫器調節閥(21)相連通。

6.根據權利要求1所述的用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統，其特征在于，凝汽器(19)的入口經汽封溢流調節閥(23)與低壓缸(17)的汽封相連通。

7.一種權利要求4所述用于反應堆緊急停堆的二回路安全系統的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

在機組啟動及正常運行期間，開啟1#主給水隔離閥(5)、2#主給水隔離閥(6)、1#主蒸汽隔離閥(7)、2#主蒸汽隔離閥(8)、汽輪機進汽閥組(15)、減溫器調節閥(21)、汽封溢流調節閥(23)、過熱器入口電動閥(25)、過熱器出口調節閥(27)及輔助蒸汽供汽封隔離閥(30)，輔助電鍋爐(24)的出水經1#主給水隔離閥(5)及2#主給水隔離閥(6)進入1#蒸汽發生器(2)及2#蒸汽發生器(4)中，并通過1#反應堆(1)及2#反應堆(3)輸出的熱工質進行加熱成為主蒸汽，1#蒸汽發生器(2)輸出的主蒸汽及2#蒸汽發生器(4)輸出的主蒸汽匯流后進入到高壓缸(16)及低壓缸(17)中，并通過高壓缸(16)及低壓缸(17)帶動發電機組(18)發電；

當汽輪機負荷小于50％機組額定負荷時，輔助電鍋爐(24)輸出的輔助蒸汽依次經過熱器入口電動閥(25)、過熱器(26)、過熱器出口調節閥(27)及輔助蒸汽供汽封隔離閥(30)后供高壓缸(16)及低壓缸(17)汽封；當汽輪機負荷升至50％-100％機組額定負荷時，汽輪機汽封系統實現自密封，過熱器入口電動閥(25)、過熱器出口調節閥(27)及輔助蒸汽供汽封隔離閥(30)關閉；

當1#反應堆(1)觸發緊急停堆后，則關閉1#主給水隔離閥(5)及1#主蒸汽隔離閥(7)，打開第一事故排放隔離閥(9)及主蒸汽旁路閥組(13)，將1#蒸汽發生器(2)內的汽水混合物排入1#事故排放罐(11)中，然后打開主蒸汽汽封供汽閥組(14)，2#蒸汽發生器(4)輸出的主蒸汽經減溫減壓后供給高壓缸(16)及低壓缸(17)汽封；當2#反應堆(3)觸發緊急停堆后，則關閉2#主給水隔離閥(6)及1#主蒸汽隔離閥(7)，打開第二事故排放隔離閥(10)及主蒸汽旁路閥組(13)，將2#蒸汽發生器(4)內的汽水混合物排入2#事故排放罐(12)中，然后打開主蒸汽汽封供汽閥組(14)，1#蒸汽發生器(2)輸出的主蒸汽經減溫減壓后供給高壓缸(16)及低壓缸(17)汽封；

當1#反應堆(1)及2#反應堆(3)均觸發緊急停堆后，汽輪機停機并降低轉速，關閉1#主給水隔離閥(5)、2#主給水隔離閥(6)、1#主蒸汽隔離閥(7)、2#主蒸汽隔離閥(8)及汽輪機進汽閥組(15)，打開第一事故排放隔離閥(9)及第二事故排放隔離閥(10)，將1#蒸汽發生器(2)及2#蒸汽發生器(4)內的汽水混合物排入1#事故排放罐(11)及2#事故排放罐(12)中，同時打開主蒸汽旁路閥組(13)及主蒸汽汽封供汽閥組(14)，由主蒸汽管道內的主蒸汽經減溫減壓后供高壓缸(16)及低壓缸(17)汽封，并由主蒸汽旁路閥組(13)及主蒸汽汽封供汽閥組(14)控制主蒸汽供汽封的壓力及流量，以滿足機組要求；當1#蒸汽發生器(2)及2#蒸汽發生器(4)內的汽水混合物排盡后，打開1#主給水隔離閥(5)、2#主給水隔離閥(6)、1#主蒸汽隔離閥(7)、2#主蒸汽隔離閥(8)、過熱器入口電動閥(25)、過熱器出口調節閥(27)及輔助蒸汽冷卻隔離閥(29)打開，輔助電鍋爐(24)輸出的輔助蒸汽依次經過熱器入口電動閥(25)、過熱器(26)、過熱器出口調節閥(27)、輔助蒸汽逆止閥(28)、輔助蒸汽冷卻隔離閥(29)、1#主給水隔離閥(5)及2#主給水隔離閥(6)后進入1#蒸汽發生器(2)及2#蒸汽發生器(4)中，并在1#蒸汽發生器(2)及2#蒸汽發生器(4)的吸熱側中加熱為高溫蒸汽，再分別經1#主蒸汽隔離閥(7)及2#主蒸汽隔離閥(8)后匯流，然后經主蒸汽汽封供汽閥組(14)經減溫減壓后供高壓缸(16)及低壓缸(17)汽封，其中，可以根據緊急停堆時汽輪機的負荷通過主蒸汽汽封供汽閥組(14)調整高壓缸(16)及低壓缸(17)汽封的供汽壓力、溫度及流量，動態匹配汽輪機不同負荷下高壓缸(16)的金屬溫度，直至汽輪機轉速惰走至零轉速。