AP1000与M310改进型压水堆二回路给水系统比较分析.pdf
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1、第3 5 卷 第4期 2 0 1 3年 4月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 3 5 No 4 Ap r 2 01 3 A P I O 0 0与 M 3 1 0改进 型压水 堆二 回路 给水 系统比较分析 成军, 杨建军 ( 中国核电工程有限公司 河北分公司, 河北 石家庄0 5 0 0 2 1 ) 摘要: 以三代 A P 1 0 0 0型与 M3 1 0改进型压水堆核电站二回路给水系统为例, 对给水泵调节阀组配置及主给水泵配置 方式进行了比较, 分析了 A P 1 0 0 0型核电站二回路给水系统配置的优缺、 点, 为三代核电站的自主设
2、计建造提供参考。 关键词: A P I O 0 0 压水堆 ; M 3 1 0 压水堆; 二回路给水系统; 给水泵 ; 比较分析 中图分类号: T L4 2 1 1 文献标志码 : B 文章编号: 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 6 90 3 0 引言 压水堆核电站二回路主给水系统的功能是把除 氧器中的水抽出并加压, 经高压加热器后将温度、 压 力和水质合格的给水送到蒸汽发生器并将蒸汽发生 器水位维持在给定范围, 它是保证核岛安全运行的 重要热工系统。主给水流量丧失事故作为 R C C P I I 类工况事故( 中等频率事故) , 是核电站设计基准事 故之
3、一。主给水泵失效是二回路正常给水流量丧失 的主要原因, 该工况将导致辅助给水等安全相关系 统投运, 甚至反应堆停堆等一系列动作。因此, 选用 合适的二回路主给水调节系统, 合理配置主给水泵 的台数和容量, 对核电站正常、 安全运行至关重要。 A P 1 0 0 0型三代压水堆机组是从美国引进的, 常规岛 主给水系统采用 3 3 3 容量的电动定速给水泵, 主给水调节阀未设置小流量旁路阀, 这与我国目前 主流核电机组给水泵 的配置差别很大 , 在这方面至 今没有全面的分析资料 。本文从机组给水系统调节 阀设置 、 蒸汽发生器和稳压器容积 、 主给水泵配置和 反应堆降负荷能力等方面对 A P 1
4、0 0 0与 M 3 1 0改进 型压水堆二回路给水系统的配置进行比较分析。 1 给水调节系统比较分析 与常规 电站一样 , 压水 堆核 电站二回路 主给水 调节系统也分为定速给水泵给水调节系统和变速给 水泵给水调节系统 2类 。国内引进 的 M3 1 0型核电 机组 ( 如大亚湾和岭澳一期核 电项 目) , 二回路主给 水泵采用汽动给水泵。利用小汽轮机驱动给水泵 , 可通过调节汽轮机转速间接调节给水泵转 速 , 快速 实现给水流量的调节, 这种驱动装置在低负荷时的 收稿 日期 : 2 0 1 21 1 2 0 ; 修回 日期 : 2 0 1 30 3 0 8 效率较高。但采用 汽轮机驱动给水
5、泵时 , 由于小汽 轮机的润滑油系统、 电动液压油系统等辅助系统的 配置, 使得整个给水泵系统 比较复杂, 占地面积庞 大, 初投资和维修费用相对较高。随着电动机制造 技术的发展和大型液力偶合器调速装置的使用, 我 国设计建造的核电站二 回路大多采用电动调速泵。 目前 , 我国在役核电机组中岭澳二期 、 秦山二期 以及在建 M 3 1 0改进堆型机组, 二回路都采用电动 调速给水泵配置。调速给水泵给水调节系统是在给 水管道阻力特性曲线基本不变的情况下 , 通过改变 给水泵转速来改变给水泵的运行特性 曲线 , 进而实 现给水流量调节以及蒸汽发生器水位控制 的 目的。 采用这种调节方式, 当机组在
6、部分负荷运行时, 单台 给水泵基本运行在对应转速的高效区, 没有大压差 调节阀引起的压力损失, 运行经济性高于定速给水 泵并联运行时的情况。而用定速给水泵给水调节系 统进行调节是最简单 的一种给水调节控制方式 , 其 压力调节主要通过安装在给水泵出 口的大压差调节 阀来实现, 实质是在给水泵特性曲线保持不变的情 况下, 通过调整阀门开度调节给水流量和控制蒸汽 发生器水位。这种调节方式使得主给水系统控制和 流量调节机构相对简单, 缺点是低负荷时主给水调 节 阀组存在较大的节流损失 。 对于 M3 1 0改进型机组 , 二 回路主 给水系统采 用 2台 5 0 容量 电动调速给水泵组并联运行 ,
7、l台 该型给水泵备用的方式进行调节。反应堆启动期间 需要投运辅助给水系统、 启动给水系统和主给水系 统, 其流程如图1 所示。机组冷态启动初期, 首先由 辅助给水系统( A S G ) 从辅助给水箱向蒸汽发生器供 水; 当反应堆功率升至2 额定功率时, 切换至启动 给水系统投入, 从除氧器向蒸汽发生器供水; 机组功 率在2 一 3 额定功率时, 根据主给水系统的水质 7 0 华 电技 术 第 3 5卷 图 1 M3 1 0改进型压水堆二 回路给水 系统流程示意 图 适时切换至主给水泵组运行。之所以设置辅助给水 当流量小于 1 8 时, 给水通过旁路调节阀组进行控 系统和启动给水系统 , 是因为
8、该堆型原始设计是将 制 , 当流量大于 1 8 时 , 切换 至主给水调节 阀组进 辅助给水系统兼做启动给水系统, 而辅助给水系统 行调节, 旁路调节阀组全开。低负荷工况下, 通过液 具有核安全功能 , 为 了保证辅助给水系统在任何情 力调速装置对泵的转速进行调节 , 进而调节 给水 流 况下都能实现其安全功能 , 增设 了启动给水系统 ; 但 量 , 运行灵 活性好 , 效率高。 由于蒸汽发生器初始充水时对给水温度要求严格 , A P 1 0 0 0型机组设 有主给水 系统和启动 给水 系 仅用启动给水系统从除氧器吸水不能满足机组启动 统, 其二回路给水系统流程如图 2所示。当机组启 需要
9、, 因此 , 机组的给水系统功能由 3个系统共 同完 动时 , 给水通过主给水泵流经启动 给水管道的模式 成。机组切换至启动给水系统后, 进入蒸汽发生器 来保持蒸汽发生器液位, 将除氧水箱作为水源; 如果 的流量靠主给水流量控制系统调节阀门开度和给水 此时主给水泵不可用, 则通过启动给水泵由凝结水 泵转速实现 。主给水 流量控制系统包含 了 9 0 额 贮存箱吸水 经启动给水调节 阀组后 进入蒸汽 发生 定给水流量的大流量调节阀组和 1 8 额定给水流 器。启动给水系统设2台5 容量的启动给水泵和 量的小流量旁路阀组, 而且主给水流量调节阀和旁 2 个最大流量为 5 额定流量的调节阀组。机组启
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