系统与设备13给水加热系统讲解.docx
- 文档编号:25878958
- 上传时间:2023-06-16
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:25.80KB
系统与设备13给水加热系统讲解.docx
《系统与设备13给水加热系统讲解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《系统与设备13给水加热系统讲解.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
系统与设备13给水加热系统讲解
压水堆核电站基础
奚树人
Tel:
010-********
Email:
XSR-INE@
2008年1月
压水堆核电站基础
第十三章
给水加热系统
3
主给水系统
二回路热力系统
二回路热力系统的主要设备是:
凝结水抽取系统蒸汽发生器汽轮机高压缸汽水分离再热器汽轮机低压缸凝汽器凝结水泵低压加热器除氧器给水泵
和高压加热器。
4
主给水系统
蒸汽旁路排放系统
蒸汽旁路排放系统(GCT下列部分组成:
凝汽器排放系统(GCT-c除氧器给水箱排放系统和大气排放系统(GCT-a。
在正常情况下,蒸汽旁路排放系统(GCT不投入工作,但必须处于可用状态。
给水加热系统
给水加热系统包括下列系统:
凝结水抽取系统(CEX低压给水加热器系统给水除氧器系统汽动主给水泵系统电动主给水泵系统电动主给水泵润滑系统高压给水加热器系统主给水流量控制系统
凝结水抽取系统(CEX的功能
将汽轮机低压排入冷凝器的蒸汽凝结成水,进行初步除氧,经四级低压加热器送到除氧器;
与冷凝器抽真空系统(CVI和循环水系统(CRF一起为汽轮机建立和维持真空;
接收各疏水箱来的疏水,并维持二回路系统的水装量;
向有关系统或设备提供冷却水和轴封用水:
为汽轮机排汽口喷淋系统(CAR提供降温冷却水;为旁路排放系统(GCT提供降温冷却水;为新蒸汽和汽轮机疏水箱提供降温冷却水;
为蒸汽发生器排污系统(APG再生式热交换器提供冷却水;
为低压加热器疏水泵、凝结水泵等提供轴封水;为辅助给水系统(ASG的水箱提供凝结水。
7
主给水系统
凝结水抽取系统的组成
凝结水抽取系统(CEX主要包括:
为汽轮机三台冷凝器(CEX101CS,102CS,103CS,三台凝结水泵(CEX001PO,002PO,003PO,
两个疏水接收箱(新蒸汽疏水箱001BA、汽轮机疏水箱002BA;凝结水过滤器CEX001FI,
除氧器水位控制阀CEX025VL和026VL,再循环控制阀CEX024VL;
冷凝器补水控制阀CEX022VD及相应的管道等。
三台冷凝器的热井用一根凝结水管联通,三台凝结水泵(正常情况下两台运行,一台备用从第三台冷凝器的热井将凝结水取出,升压到2.49MPa经泵出口逆止阀和隔离阀汇集于三台泵的出口母管。
之后凝结水经过滤器001FI和孔板004DI后分两路:
一路经隔离阀006VL及两个并列的除氧器水位控制阀025VL和026VL经4级低压加热器进入除氧器;另一路经再循环阀024VL返回冷凝器以保证泵的最小流量。
冷凝器的补水来自常规岛除盐水分配系统SER,经补水调节阀022VD向冷凝器补水,维持冷凝器的水位等于整定值。
汽轮机轴封冷却器CET001CS与孔板004DI并联,以保证有适当的凝结水流量(15%额定凝结水流量流过轴封冷却器。
8
主给水系统
凝结水抽取系统
9
主给水系统冷凝器(又称凝汽器工作原理
工作原理
冷凝器是一种表面式热交换器,循环冷却水(海水在管束内流过,冷凝管束外的蒸汽。
在冷凝器内,由于蒸汽凝结其体积骤然缩小,形成一定真空,其压力为凝结水温度对应的饱和压力.
同时冷凝器抽真空系统(CVI及时抽出不凝结气体,保持冷凝器内压力为凝结水温度(40.5℃对应的饱和绝对压力(额定工况下7.5kPa。
影响冷凝器真空的因素有:
循环冷却水流量和温度,蒸汽流量和温度,冷凝器换热效果,冷凝器密封效果。
建立和维持凝汽器真空是动态平衡过程,即蒸汽源不断地进入凝汽器,冷却水连续地流过凝汽器,将蒸汽凝结时放出的汽化潜热带走、凝结水不断地从热井中抽出,漏入的少量空气不断地被抽走,这样才能维持凝汽器的稳定真空。
如果上述任一环节发生故障,都会影响凝汽器的真空。
10
主给水系统
冷凝器的结构
三台结构和参数相同的独立壳体冷凝器在汽侧和水侧各有联通管相联。
冷凝器由下列部分组成:
壳体
膨胀连接件管板管束水室和热阱
外壳体由碳钢板焊接而成,入口法兰通过膨胀节与低压缸排汽口法兰连接。
入口处布置有低压加热器的抽汽管,在颈部装有一台复合式1号、2号低压加热器,左右两侧各有一个旁路排放系统(GCT的扩散器。
中部是两组独立的单流程管束,两端有冷却水(海水进出口水室,水室经波纹管与暗渠相连。
最下面是热井,热井上方布置有机械式和永久磁性过滤器。
凝结水抽取系统运行
正常运行,正常运行是指汽轮发电机组最大连续输出电功率为983.8MW,且全部给水加热器投入运行。
正常情况下,三台凝结水泵中有两台运行,一台备用。
系统特性如下:
排热量1897.21MW,凝汽量829.41kg/s额定循环水温23℃循环水流量44.96m3/s循环水温升10.3℃
凝汽器管内流速2.44m/s
控制,包括三个控制系统:
冷凝器水位控制再循环流量控制除氧器水位控制
13
主给水系统
低压给水加热系统的功能和组成
低压给水加热器系统(ABP的功能是利用汽轮机低压缸抽汽加热给水,提高机组热力循环的效率。
低压给水加热器系统主要由四级低压加热器、第3,4级低压加热器的疏水系统以及连接管道和阀门等组成。
其中第1,2级低压加热器组合分成三列以并联方式布置在凝结水管线中,各流过1/3额定凝结水流量。
第3,4级低压加热器分A,B两列并联在凝结水管线中,各流过1/2额定凝结水流量,在每列中第3,4级加热器是串联的,并设有独立的疏水系统(ACO。
该系统根据其流程可分成凝结水系统、抽汽系统、疏水系统和排气系统及卸压装置。
14
主给水系统
15
主给水系统
给水加热器工作原理
回热系统中热交换设备主要是给水加热器和除氧器。
给水加热器一般为表面式热交换器,有一个壳体、水室、U性换热管束。
16
主给水系统
给水除氧器系统
给水除氧器系统(ADG有如下功能:
对给水进行除氧和加热,向主给水泵连续提供合格的含氧量小于3μg/kg的给水;
保证给水泵所需求的净正吸入压头,并贮有一定的水量;
接收:
高压加热器和汽水分离再热器的疏水;蒸器发生器排污系统(APG再生式热交换器的冷却水;蒸汽旁路排放系统第四组阀的排放蒸汽;主给水泵的引漏流量。
将不凝结的气体排放到主冷凝器或大气。
除氧原理
给水(或凝结水中溶解的氧气对热力设备和管道等都会产生腐蚀。
在正常运行时,要求给水的含氧量不应大于3μg/kg。
除氧器是一种物理除氧方法,利用道尔顿分压定律和亨利定律。
道尔顿分压定律是任一容器内混合气体的总压力等于各种组成气体分压力之和,除氧器中混合气体总压力为蒸汽分压力和空气分压力之和。
亨利定律是容器内水中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。
若在等压下将水加热至沸点(饱和点,使蒸汽的分压力几乎等于水面上的总压力,则空气的分压力趋近于零。
这就意味着空气在水中含量趋近于零,以达到除氧的目的。
为了确保除氧效果,必须满足以下条件:
除氧器内凝结水的温度必须加热到与除氧器内压力相对应的饱和温度,即过冷度为零;
及时排除凝结水中析放出的气体,防止气体在除氧器内聚积;尽可能扩大凝结水与加热蒸汽的接触面积,加快加热过程,为此进入除氧器的凝结水喷成雾状,加大接触面积;
除氧器应有足够大的空间,保证凝结水与加热蒸汽之间热交换除氧器结构
除氧器由下列部分组成:
除氧水箱
4个凝结水进口(或给水喷雾器2个主蒸汽分配装置1个辅助蒸汽分配装置6个给水泵再循环分散器
2个第6级高压加热器疏水分散器再循环泵安全阀接管氮气接管及支座等
19
主给水系统
20
主给水系统
除氧器系统
除氧器系统是下列子系统组成:
给水(或凝结水系统加热蒸汽系统再循环系统排气系统
和卸压系统等。
21
主给水系统
除氧器系统的子系统
凝结水系统,由低压加热器来的给水通过除氧器顶部的4个喷雾器进入除氧器水箱,与加热蒸汽混合、加热、除氧。
除过氧的凝结水由水箱底部的3根下降管分别进入3台主给水泵的升压泵入口,经主给水泵升压后送往高压加热器。
加热蒸汽系统,根据汽轮机不同的运行工况,采用不同的加热蒸汽汽源对除氧器贮水箱的给水进行加热。
在机组启动时利用辅助锅炉或蒸汽转换器(STR供给的蒸汽,称为辅助蒸汽。
在机组正常运行工况下,利用高压缸排汽。
在汽轮机脱扣、甩负荷、低负荷等瞬态工况下使用新蒸汽,以便维持除氧器压力在0.17MPa,防止主给水泵发生气蚀和保证除氧效果。
再循环系统,在冷态启动时,为对贮水箱的水进行有效的加热和除氧,设有一套再循环系统。
排气系统,为及时排出除氧器中不凝结的气体。
卸压系统,除氧器正常运行绝对压力为0.7515MPa,其设计绝对压力为1.1MPa。
为防止除氧器超压而设置卸压系统,由12个结构完全相同的卸压阀组成,还有一个附加卸压阀。
22
主给水系统
给水除氧器系统
汽动主给水泵系统
汽动主给水泵系统(APP的功能有:
将除氧器的水抽出并升压,经高压加热器送到蒸汽发生器;每台给水泵能单独运行,也能与另一台汽动给水泵或电动给水泵并联运行,并有足够裕量;
能响应变速要求,以保证在反应堆整个热负荷范围内向蒸汽发生器提供不同的给水流量。
性能要求:
每台机组有三台主给水泵,正常工况下两台汽动泵运行,一台电动泵备用。
设计性能是:
能以840m水扬程输送813.5kg/s的流量。
每台汽动泵和电动泵相应的轴功率分别为7908kW和8515kW。
主给水泵的特性能满足A、B和C三类负荷的要求。
A类负荷相应于100%正常负荷工况。
B类负荷用于增加给水需求,以补充蒸汽发生器的水装量损失。
C类负荷用于特殊稳态运行工况,在主汽轮机甩负荷或脱扣后,蒸汽旁路排放阀动作,将蒸汽发生器大部分蒸汽排入主冷凝器。
汽动主给水泵系统流程图
25
主给水系统汽动主给水泵系统组成
汽动主给水泵是一套专用机组,由前置泵、齿轮箱、小汽轮机及压力级泵等串联布置组成。
给水来自除氧器,经电动隔离阀100VL、临时滤网101FI和伸缩节进入前置泵101PO,经流量孔板101KD和永久滤网102FI进入压力级泵102PO,升压后经出口逆止阀112VL和电动隔离阀113VL送往高压加热器。
临时滤网(101FI供调试期间使用,在正常运行前拆除。
永久性滤网(102FI保证对给水进行全流量的过滤。
压力级泵出口设有再循环管线(引漏管线,经并联的再循环流量控制阀(引漏阀120VL及115VL送回除氧器。
目的是防止在给水泵低流量运行情况下,主给水泵过热及汽蚀引起内部部件损坏。
通过104/105MP流量信号控制再循环流量控制阀的开关。
压力级泵出口逆止阀(112VL的作用是防止该泵停运时,高压给水倒流入泵内。
若该逆止阀失效,在前置泵进口侧设有安全阀101VL起保护作用。
在前置泵出口,设有一路接往电动给水泵的暖泵管线,向电动泵提供少量暖泵水,此供水由电动给水泵处的电动阀门控制。
26
主给水系统
汽动主给水泵系统的启动
汽动主给水泵可以手动启动,可以自动启动,但不是自动快速启动,根据给水泵汽轮机和泵体的温度选择自动升速速率。
启动前工作,包括:
起动汽动泵的冷却水系统,打开再循环系统阀门,起动轴封冷却系统,起动汽动泵保护系统,所有阀门处于正确的状态。
汽轮机升速,根据给水泵汽轮机和泵的预热状态,有三种速率:
汽轮机和泵都是热态(即汽轮机汽缸温度高于110℃,泵体温度高于120℃时,升速速率为500r/min2,10分钟内升至转速调节器最低控制转速4300r/min;
汽轮机热态而泵冷态时,升速速率为500r/min2,升至700r/min时
保持10分钟,以使泵充分预热,然后升至4300r/min。
汽轮机和泵都是冷态时,升速速率为300r/min2,到700r/min时保持
13分钟,然后以120r/min2的速率升至4300r/min。
但在3000r/min至3800r/min的汽轮机临界转速内,升速速率提高到500r/min2,以便快速通过临界转速区。
向蒸汽发生器供水,当给水泵转速达到4300r/min时,升速过程结束。
两只再循环阀全开,泵的给水全部返回除氧器。
然后,根据核岛SG的供水需求信号,给水泵增加转速开始向SG供水。
给水泵出口总流量为再循环流量与向SG供水流量之和。
27
主给水系统
电动主给水泵系统
系统功能:
电动主给水泵能与任一台汽动主给水泵并联运行,将除氧器的水抽出、升压后经高压加热器送到蒸汽发生器,同时电动主给水泵兼作两台汽动主给水泵的备用泵。
系统组成,电动主给水泵系统(APA是一套专用机组,由前置泵、电动机、液力联轴器及压力级泵等串联布置而成。
28
主给水系统
电动主给水泵系统流程图
高压给水加热器系统(AHP
AHP的功能是利用汽轮机高压缸的抽汽加热给水,并接收汽水分离再热器的疏水,以提高机组热力循环效率。
系统组成
包括两列(A列和B列容量各为50%的6号和7号(串联布置高压加热器。
其中A列为601RE和701RE,B列为602RE和702RE;
加热器给水进、出口各设一个闸板式电动隔离阀。
A列为101VL和102VL,B列为201VL和202VL。
每台加热器有一个疏水接收箱,分别为601/701BA,602/702BA;两条旁路管线,一条装有电动旁路阀009VL,另一条为备用旁路管线,装有弹簧加载的旁路阀008VL;
为实现启动前对系统进行清洗,还有一条从给水母管返回到冷凝器的再循环管线,有电动隔离阀007VL。
高压给水加热器系统流程可分为给水系统、抽汽系统、疏水系统、放气系统及卸压系统。
高压给水加热器系统流程图
高压给水加热器系统运行正常运行,正常运行工况是指在机组最大连续功率983.8MW,全部给水加热器投入运行的工况.主要运行参数如下:
HP6的给水进口温度是169℃,出口是203℃,HP7的给水进口温度是203℃,出口是226℃,给水流量806.7kg/s.特殊稳态运行,当一列6号和7号高压加热器隔离时,65%的给水流量流经正在运行的一列6号和7号高压加热器,35%流量经旁路向蒸汽发生器供水,反应堆输出功率为100%.主给水流量控制系统(ARE功能主给水流量控制系统(ARE的功能是:
控制向蒸汽发生器的给水流量,保证蒸汽发生器二回路侧的水位维持在整定值上.该系统还用于启动和响应反应堆和汽轮机的下列保护动作:
蒸汽发生器水位保护动作;启动辅助给水系统;给水主调节阀和给水旁路调节阀快速关闭;汽动主给水泵和电动主给水泵跳闸;ATWT的保护.主给水系统31主给水系统32事故情况ARE系统的操作在会造成安注信号或SG水位高高的3类或4类工况下,ARE退出运行,并启动ASG,但ARE完成相应的操作:
在ASG启动前排出一回路热量,进行安全壳隔离,主给水系统隔离,进行事故后监测和对ATWT的保护.在ASG运行时,ARE通过止回阀保证二回路系统的完整性.当发生蒸汽管线破裂时,ARE隔离,从而防止反应堆冷却剂系统的过分冷却和限制能量的释放,保证安全壳内的参数在容许范围内.SG高高水位时,ARE隔离,可防止低品质的汽或水进入汽机,也可防止蒸汽管线充水.安注信号时,ARE隔离,以防止由于给水的高流量造成的严重后果.主给水系统33在安全分析中为什么要分析AREARE系统的功能是向蒸汽发生器(简称SG供应给水.除了某些水位仪表与安全相关,ARE不执行安全相关的功能.ARE失效时,由辅助给水系统(ASG向SG供水.在ASG运行时,无论是正常工况或是事故工况,ARE存在可用的可能.此时若ASG失效,ARE可以再重新投入,向SG供水,带走一回路热量.这可能是对设计准则的补充和扩延,对运行规程也是一个补充.因此有必要分析ARE可用的工况,通过ARE的FTA分析找出系统的薄弱环节,给恢复ARE的运行提供参考.主给水系统34系统组成与流程主给水流量控制系统(ARE包括:
给水母管(联箱,三个给水调节站,孔板,给水管道以及相关仪表组成.系统设计与流程来自主给水泵的给水经高压加热器加热送入一根给水母管,从给水母管再分配到三个给水调节站,最终送到三台蒸汽发生器的给水环管.给水母箱用于混合给水,保证送往3台SG给水的温度一致.给水母管上还有一些附加接管,用于在停运期间的化学取样和疏水.另外母管上设有一根支管,以提供给水到冷凝器的再循环,用于系统的清洗.给水流量调节站由一个给水主调节阀(90%容量和一个给水旁路调节阀(18%容量组成,其上/下游有电动隔离阀组成,在ARE运行时控制给水流量.在高负荷时(18%至100%额定流量,旁路调节阀保持全开状态.通过给水管道上的文丘利管测量给水流量.流量孔板(009/010/011KD测量信号作为SG水位控制及堆保护信号.试验孔板(101/102/103KD孔板用于在电站启动期间和性能试验时标定和校核有关仪表.两只止回阀一只紧靠安全壳外侧,一只在内侧.安全壳内的主给水管道是第三道屏障的组成部分,设计成能承受失水事故的后果.35主给水系统36主给水系统
系统运行正常运行主给水调节系统的正常运行是指:
机组在9838MW最大出力下运行,三条给水管道共送1613kg/s流量的给水到三台蒸汽发生器.如果蒸汽发生器排污系统投入,另有14kg/s的给水供排污.给水流量在0~100%额定功率范围内自动调节,所有保护通道投入工作.特殊稳态运行当机组在小于18%额定负荷的低负荷运行时,由给水旁路阀控制供给蒸汽发生器的给水,主给水调节阀关闭.主给水系统主给水系统主给水调节系统的控制系统主给水泵转速控制蒸汽发生器水位控制主给水调节阀和旁路调节阀的控制3738主给水泵转速控制汽动主给水泵和电动主给水泵的转速控制系统用于维持蒸汽母管和给水母管之间的差压等于一个随负荷而变化的差压整定值.压差实测值是给水母管压力和蒸汽母管压力之差,压差整定值是根据蒸汽负荷(即三台蒸汽发生器的总蒸汽流量经函数发生器转换产生.二者的偏差送PI调节器,调节器产生4~20mA的信号作为转速整定值送主给水泵转速控制器.主给水系统39蒸汽发生器水位控制每台蒸汽发生器装有一个水位控制器,用于使蒸汽发生器保持在一个随负荷变化的程序规定的水位.主给水系统40主给水调节阀的控制主给水调节阀用于18%~100%功率范围的高流量调节,是三冲量控制通道,此时旁路阀全开.蒸汽发生器水位实测值与水位参考值的偏差送水位调节器,再考虑给水流量和蒸汽流量的失配信号送流量调节器去控制主给水调节阀.主给水系统41旁路调节阀的控制旁路给水阀用于负荷小于18%额定负荷以下的低流量调节,是个单冲量控制通道.蒸汽发生器水位实测值与整定值之差送水位调节器,同时再引入总蒸汽流量作为前馈信号送至给水流量调节器去控制旁路给水阀.主给水系统42
给水通道和旁路给水通道的自动切换在机组升负荷过程中的切换在低负荷下,一个阈值继电器向主给水调节阀施加一个偏置信号,使其关闭.当负荷大于18%时,偏置信号消失,主给水调节阀开启,此时,旁路调节阀全开.在机组降负荷时的切换随着机组降负荷,主给水阀慢慢关闭,在负荷小于18%以下时,由旁路给水阀控制给水流量,同时给主给水调节阀增加一个偏置信号,使其关闭.主给水流量控制系统的接口ARE给水流量控制系统AHP高压给水加热系统VVP主蒸汽系统LK380V交流电LCA/LCC48V电源系统SAR仪表压缩空气分配系统CEX凝结水抽取系统SEK常规岛废液排放系统SIR化学试剂注入系统SIT给水化学取样系统KSC主控制室系统KIT集中数据处理系统RPR反应堆保护系统APA/APP电动主给水泵系统和汽动主给水泵系统43主给水系统44主给水系统凝结水系统和主给水系统(小结主要功能:
向SG供应给水:
由凝结水抽取系统(CEX的凝结水泵将凝汽器内水抽出,经低压加热器(ABP,除氧器(ADG由电动主给水泵系统和汽动主给水泵系统(APA/APP主给水泵提高压头,经过高压给水加热系统(AHP的高压加热器加热后到给水流量控制系统(ARE,由ARE控制向SG供应给水,维持SG二次侧水位在给定值之上.在甩负荷停堆时(包括安全阀动作排放能保证向SG供水,带出反应堆剩余热量.在反应堆一,二回路系统发生破管失水事故时,具有安全隔离功能.凝结水和主给水系统由除氧器,给水箱,给水泵,高压加热器,给水调节阀,安全隔离阀,流量测量装置等设备和部件组成.主给水系统系统的运行启动与正常停闭机组在正常启动和停运过程中,热备用(Pn<2%FP以下状态,ASG运行;在热备用以上的功率运行状态,设计上受ASG水箱最大补水流量60t/h的限制,ASG将退出运行,根据规程切换至ARE.在机组启时,SG由手动调到无负荷整定值,给水可由辅助给水系统,或由凝结水抽出系统给水泵供给..正常运行流量控制由主给水调节阀控制,旁路给水调节阀全开,给水速度调节起主要作用.根据主给水与蒸汽流量的比较,即汽水平衡与否与SG水位信号之间的差值,产生主给水调节阀的动作信号.每个SG都有液位控制器,其定值是负荷的函数.汽动主给水泵在正常运行工况下又分A,B两类工况.A工况是100%正常负荷工况.B工况负荷用于增加给水需求,以补充SG水装量的损失.4645主给水系统系统的运行非正常瞬态运行当甩负荷或主汽机脱扣时,除氧器将降压,由于给水除氧器系统设有压力控制措施,可以保证除氧器压力近似不变或以受控制方式降低,以保证汽动给水泵进口有足够的净正吸入压头.其它运行主给水系统故障(如给水管道破裂,给水泵或凝结水泵停转,错误关闭给水调节阀或隔离阀,将失去主给水流量.根据SG低-低水位信号引起反应堆停堆,自动启动辅助给水.汽动给水泵故障,若有一台汽动给水泵停运,反应堆停闭,另一台汽动给水泵和电动给水泵投入运行.主给水系统47谢谢
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 系统 设备 13 给水 加热 讲解