一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统和方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统和方法。

背景技术

目前采用模块式设计的200MW高温气冷堆示范工程，每个模块包含有一台给水泵、一列高压加热器，虽然设置了3台给水泵，但不能做到给水泵的动态备用，给水泵的切换需要停堆来完成。按照目前的设计，如果要建设600MW的高温气冷堆核电站，就需要6台给水泵和6列高压加热器，这种设计系统复杂、布置困难、控制复杂、造价高、运行安全性差、运行稳定性差、运行经济性差。

发明内容

本发明的目的在于针对多模块核电机组启停堆系统的设计，提供了一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统和方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统，包括多模块反应堆、蒸发器给水母管、给水泵组出口母管、除氧器、凝泵出口母管和凝汽器；其中，

多模块反应堆由至少2个反应堆组成，第一反应堆、第二反应堆是多模块反应堆中的两个代表，多模块反应堆中的其它反应堆与第一反应堆、第二反应堆完全相同；

第一反应堆包含有第一给水控制阀组和蒸发器，第一给水控制阀组具有控制蒸发器给水量的大小、隔断蒸发器和蒸发器给水母管给水的功能；

第一反应堆包含有第二给水控制阀组和蒸发器，第二给水控制阀组具有控制蒸发器给水量的大小、隔断蒸发器和蒸发器给水母管给水的功能；凝汽器的三个出口分别接在第一凝泵、第二凝泵、第三凝泵的入口，第一凝泵、第二凝泵、第三凝泵的出口分别接在凝泵出口母管的三个入口。

本发明进一步的改进在于，泵出口母管两个出口分别接在第一低压加热器、第二低压加热器的入口，第一低压加热器、第二低压加热器的出口分别接在除氧器的两个入口。

本发明进一步的改进在于，除氧器的三个出口分别接在第一给水泵组、第二给水泵组、第三给水泵组的入口，第一给水泵组、第二给水泵组、第三给水泵组的出口分别接在给水泵组出口母管的三个入口。

本发明进一步的改进在于，给水泵组出口母管的两个出口分别接在第一高压加热器、第二高压加热器的入口，第一高压加热器、第二高压加热器的出口分别接在蒸发器给水母管的两个入口。

本发明进一步的改进在于，蒸发器给水母管的两个出口分别接在第一给水控制阀组、第二给水控制阀组的入口，第一给水控制阀组、第二给水控制阀组的出口分别接在蒸发器和蒸发器的入口。

本发明进一步的改进在于，第一凝泵、第二凝泵、第三凝泵在功能和地位上完全相同，在机组满负荷运行工况为两用一备。

本发明进一步的改进在于，第一给水泵组、第二给水泵组、第三给水泵组在功能和地位上完全相同，在机组满负荷运行工况为两用一备。

一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的方法，该方法基于所述的一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统，机组启动过程包括以下步骤：

机组启动初期，给凝汽器注水至正常水位，启动第二凝泵，通过凝泵出口母管及第一低压加热器、第二低压加热器给除氧器上水至正常水位；

启动第一给水泵组，通过给水泵组出口母管及第一高压加热器、第二高压加热器注水至蒸发器给水母管，提升第一给水泵组的出口压力，使得给水泵组出口母管的压力高于额定运行工况第一反应堆的压力；

通过第一给水控制阀组向蒸发器注水，注水速度由第二给水控制阀组控制，蒸发器注满水后，建立起第一反应堆二回路的水循环，并利用第一给水控制阀组控制水循环压力，满足第一反应堆的压力需求；

通过第二给水控制阀组向蒸发器注水，注水速度由第二给水控制阀组控制，蒸发器注满水后，建立起第一反应堆二回路的水循环，并利用第二给水控制阀组控制水循环压力，满足第一反应堆的压力需求。

本发明进一步的改进在于，当机组负荷达到40％满负荷以上后，第一凝泵、第二凝泵、第三凝泵中至少有2台运行，一台备用，两台运行的凝泵有一台故障后，备用凝泵投入运行；当机组负荷达到40％满负荷以上后，第一给水泵组、第二给水泵组、第三给水泵组中至少有2台运行，一台备用，两台运行的给水泵组有一台故障后，备用给水泵组投入运行。

本发明进一步的改进在于，多模块反应堆中各个反应堆蒸发器一直保持相同的给水温度。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

本发明提供的一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统和方法，该系统与目前通常使用的系统比起来有以下几方面明显的优点：

(1)满足功能的需求

多模块反应堆核电机组，给水系统采用母管制的方式，通过调节阀组来控制每个模块式反应堆的供水，能满足蒸发器供水压力、流量、温度的调节；

(2)可以实现给水泵的在线切换

机组在运行中，三台给水泵实现两用一备，任何一台运行给水泵出现故障，备用给水泵能立即启动运行，可以实现无扰切换；

(3)系统简单、布置方便、造价低

针对于多个反应堆，配置2列给水系统，相对于每个反应堆配置1个启停堆回路，系统简化了很多，因此布置方便、造价低。

附图说明

图1为本发明一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统的结构框图。

附图标记说明：

1、凝汽器，2、第一凝泵，3、第二凝泵，4、第三凝泵，5、凝泵出口母管，6、第一低压加热器，7、第二低压加热器，8、除氧器，9、第一给水泵组，10、第二给水泵组，11、第三给水泵组，12、第一高压加热器，13、第二高压加热器，14、蒸发器给水母管，15、第一给水控制阀组，16、蒸发器，17、第一反应堆，18、给水控制阀组，19、蒸发器，20、第二反应堆，21、多模块反应堆，22、给水泵组出口母管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做出进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的系统，包括多模块反应堆21、蒸发器给水母管14、给水泵组出口母管22、除氧器8、凝泵出口母管5和凝汽器1；其中，多模块反应堆21由至少2个反应堆组成，第一反应堆17、第二反应堆20是多模块反应堆21中的两个代表，多模块反应堆21中的其它反应堆与第一反应堆17、第二反应堆20完全相同；第一反应堆17包含有第一给水控制阀组15和蒸发器16，第一给水控制阀组15具有控制蒸发器16给水量的大小、隔断蒸发器16和蒸发器给水母管14给水的功能；第一反应堆20包含有第二给水控制阀组18和蒸发器19，第二给水控制阀组18具有控制蒸发器19给水量的大小、隔断蒸发器19和蒸发器给水母管14给水的功能；凝汽器1的三个出口分别接在第一凝泵2、第二凝泵3、第三凝泵4的入口，第一凝泵2、第二凝泵3、第三凝泵4的出口分别接在凝泵出口母管5的三个入口。

其中，泵出口母管5两个出口分别接在第一低压加热器6、第二低压加热器7的入口，第一低压加热器6、第二低压加热器7的出口分别接在除氧器8的两个入口。除氧器8的三个出口分别接在第一给水泵组9、第二给水泵组10、第三给水泵组11的入口，第一给水泵组9、第二给水泵组10、第三给水泵组11的出口分别接在给水泵组出口母管22的三个入口。给水泵组出口母管22的两个出口分别接在第一高压加热器12、第二高压加热器13的入口，第一高压加热器12、第二高压加热器13的出口分别接在蒸发器给水母管14的两个入口。蒸发器给水母管14的两个出口分别接在第一给水控制阀组15、第二给水控制阀组18的入口，第一给水控制阀组15、第二给水控制阀组18的出口分别接在蒸发器16和蒸发器17的入口。第一凝泵2、第二凝泵3、第三凝泵4在功能和地位上完全相同，在机组满负荷运行工况为两用一备，后面为了叙述方便，以第一凝泵2为例进行描述，第一凝泵2可以更换为第二凝泵3、第三凝泵4。第一给水泵组9、第二给水泵组10、第三给水泵组11在功能和地位上完全相同，在机组满负荷运行工况为两用一备，后面为了叙述方便，以第一给水泵组9为例进行描述，第一给水泵组9可以更换为第二给水泵组10、第三给水泵组11。

本发明提供的一种多模块反应堆核电机组蒸发器给水的方法，机组启动过程包括以下步骤：

机组启动初期，给凝汽器1注水至正常水位，启动第二凝泵2，通过凝泵出口母管5及第一低压加热器6、第二低压加热器7给除氧器8上水至正常水位；

启动第一给水泵组9，通过给水泵组出口母管22及第一高压加热器12、第二高压加热器13注水至蒸发器给水母管14，提升第一给水泵组9的出口压力，使得给水泵组出口母管22的压力高于额定运行工况第一反应堆17的压力；

通过第一给水控制阀组15向蒸发器16注水，注水速度由第二给水控制阀组15控制，蒸发器16注满水后，建立起第一反应堆17二回路的水循环，并利用第一给水控制阀组15控制水循环压力，满足第一反应堆17的压力需求；

通过第二给水控制阀组18向蒸发器19注水，注水速度由第二给水控制阀组18控制，蒸发器19注满水后，建立起第一反应堆20二回路的水循环，并利用第二给水控制阀组18控制水循环压力，满足第一反应堆20的压力需求。

当机组负荷达到40％满负荷以上后，第一凝泵2、第二凝泵3、第三凝泵4中至少有2台运行，一台备用，两台运行的凝泵有一台故障后，备用凝泵投入运行；当机组负荷达到40％满负荷以上后，第一给水泵组9、第二给水泵组10、第三给水泵组11中至少有2台运行，一台备用，两台运行的给水泵组有一台故障后，备用给水泵组投入运行；多模块反应堆21中各个反应堆蒸发器一直保持相同的给水温度。