CN113982700A - 一种高温气冷堆轴封供汽系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种高温气冷堆轴封供汽系统，属于核电技术领域，包括：蒸汽发生器；汽轮机系统；轴封结构；第三输汽管路；辅助电锅炉；本发明的高温气冷堆轴封供汽系统，通过第三输汽管路的设置，可以在紧急停堆后，通过第三输汽管路利用蒸汽发生器中的存水和一回路的余热，产生高温蒸汽，为轴封结构提供蒸汽，避免汽轮机的轴封用汽断供，极大提高了高温气冷堆中汽轮机在紧急停堆后的安全性和可靠性。

Description

一种高温气冷堆轴封供汽系统

技术领域

本发明涉及核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆轴封供汽系统。

背景技术

高温气冷堆的汽轮机轴封系统的主要功能是在机组启动前、运行中和停机过程中向机组提供一定温度和压力的蒸汽，防止汽轮机高压缸部分的蒸汽向外泄漏，低压缸真空部分的冷空气漏入汽缸，保证汽轮机的运行安全及机组热效率。

机组正常运行时，辅助电锅炉处于热备用状态，汽轮机轴封系统利用高压缸轴封的漏汽来密封低压缸轴封，汽轮机实现自密封；在冷态启动工况时，汽轮机轴封系统供汽由辅助蒸汽系统供汽；在极热态启动或计划停机时，汽轮机轴封系统供汽由主蒸汽系统供汽。

在反应堆紧急停堆时，主蒸汽系统无法再提供汽源。而此时，辅助电锅炉无法立刻为汽轮机轴封系统提供所需蒸汽，汽轮机的轴封用汽存在断供的风险，如果汽轮机的轴封用汽出现断供的情况，会引起轴封结构冷却热变形，并会导致轴封和转子摩擦并产生振动，进而可能使转子发生损坏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的在反应堆紧急停堆时，汽轮机的轴封用汽存在断供的风险，进而可能使转子发生损坏的缺陷，从而提供一种高温气冷堆轴封供汽系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种高温气冷堆轴封供汽系统，包括：

蒸汽发生器，进口通过给水管路与主给水装置连接；所述蒸汽发生器的出口通过排汽管路与大气连通设置；所述排汽管路上设置有第三隔离阀和第四隔离阀；

汽轮机系统，通过第一输汽管路与所述蒸汽发生器的出口连通设置；所述第一输汽管路上设置有第一隔离阀和第十四隔离阀；

轴封结构，通过第二输汽管路与蒸汽发生器的出口连通；所述第二输汽管路上设置有第二隔离阀；

第三输汽管路，第一端通过三通与所述排汽管路的第三隔离阀和第四隔离阀之间处连通，第二端通过三通于所述第二输汽管路的第二隔离阀的前端处连通；所述第三输汽管路上设置有第五隔离阀和第十三隔离阀；

辅助电锅炉，通过供汽管路与轴封结构连通设置；所述供汽管路上设置第六隔离阀。

作为优选方案，所述蒸汽发生器的出口上连通设置有出口汇合管路；所述出口汇合管路上设置有第七隔离阀；所述出口汇合管路的远离所述蒸汽发生器的一端通过三通与排汽管路、第一输汽管路的起始端连通设置。

作为优选方案，所述第二输汽管路的所述第二隔离阀的后端依次设置有第一调节阀和第八隔离阀。

作为优选方案，所述第二输汽管路的第八隔离阀的后端设置有第一减温器。

作为优选方案，所述第二输汽管路的第二隔离阀和第八隔离阀的两端分别与第一旁路管路的两端连通设置。

作为优选方案，所述第一旁路管路上设置有第九隔离阀。

作为优选方案，所述供汽管路与所述第二输汽管路通过三通与轴封管路连通设置；所述轴封管路具有第一支路和第二支路连通设置；所述第一支路与轴封结构的高压缸高压侧连通设置；所述第二支路通过分支路与轴封结构的其他位置连通设置。

作为优选方案，所述第二支路上设置有第二减温器。

作为优选方案，所述供汽管路的所述第六隔离阀的后端依次设置有第二调节阀和第十隔离阀。

作为优选方案，所述第二输汽管路的第六隔离阀和第十隔离阀的两端分别与第二旁路管路的两端连通设置；所述第二旁路管路上设置有第十一隔离阀。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的高温气冷堆轴封供汽系统，包括：蒸汽发生器、汽轮机系统、轴封结构、第三输汽管路和辅助电锅炉；通过第三输汽管路的设置，可以在紧急停堆后，通过第三输汽管路利用蒸汽发生器中的存水和一回路的余热，产生高温蒸汽，为轴封结构提供蒸汽，避免汽轮机的轴封蒸汽断供，极大提高了高温气冷堆中汽轮机在紧急停堆后的安全性和可靠性。

2.本发明提供的高温气冷堆轴封供汽系统，通过第一调节阀的设定，实现为轴封结构的供汽的流量调节。

3.本发明提供的高温气冷堆轴封供汽系统，通过第一减温器调节轴封结构的高压缸高压侧的蒸汽温度，通过第二减温器调节轴封结构的高压缸低压侧、低压缸两侧的蒸汽温度，从而保证轴封蒸汽的温度与汽轮机转子的匹配，保证机组的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的高温气冷堆轴封供汽系统的第一结构示意图。

图2为本发明的高温气冷堆轴封供汽系统的第二结构示意图。

附图标记说明：

1、蒸汽发生器；2、主给水装置；3、汽轮机系统；4、辅助电锅炉；5、消音器；6、高压缸高压侧轴封；7、高压缸低压侧轴封；8、低压缸调阀端轴封；9、低压缸电机端轴封；10、轴封结构；11、第一隔离阀；12、第二隔离阀；13、第三隔离阀；14、第四隔离阀；15、第五隔离阀；16、第六隔离阀；17、第七隔离阀；18、第八隔离阀；19、第九隔离阀；20、第十隔离阀；21、第十一隔离阀；22、第十二隔离阀；23、第十三隔离阀；24、第一减温器；25、第二减温器；26、自凝结水装置；27、第一调节阀；28、第二调节阀；29、给水管路；30、出口汇合管路；31、排汽管路；32、第一输汽管路；33、第二输汽管路；34、第三输汽管路；35、轴封管路；36、供汽管路；37、第一支路；38、第二支路；39、第一分支路；40、第二分支路；41、第三分支路；42、第一旁路管路；43、第二旁路管路；44、第十四隔离阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供的一种高温气冷堆轴封供汽系统，如图1、2所示，包括蒸汽发生器1；蒸汽发生器1的进口端通过给水管路29与主给水装置2连接设置；蒸汽发生器1的出口端上与出口汇合管路30的起始端连通，出口汇合管路30的末端通过三通分别与排汽管路31和第一输汽管路32的起始端连通设置；在所述第一输汽管路32上通过三通与第二输汽管路33的起始端连通设置，所述第二输汽管路33的末端与轴封管路35连通设置。

所述出口汇合管路30上设置有第七隔离阀17；所述第一输汽管路32的末端与汽轮机系统3连通设置，所述第一输汽管路32上设置有第一隔离阀11和第十四隔离阀44；所述排汽管路31的末端与大气连通设置，所述排汽管路31上设置有第三隔离阀13、第四隔离阀14和消音器5；所述第二输汽管路33上设置有第二隔离阀12，在第一输汽管路32的第一个隔离阀的后端通过三通与第二输汽管路33的起始端连通设置，所述第二输汽管路33的末端与轴封管路35连通。

在所述第二输汽管上依次设置有第二隔离阀12、第一调节阀27和第八隔离阀18；在第二输汽管的第二隔离阀12和第八隔离阀18的两端连接有第一旁路管路42，在所述第一旁路管路42上设置有第九隔离阀19；同时在所述第二输汽管路33上设置有第一减温器24，所述第一减温器24与自凝结水装置26连接。

辅助电锅炉4通过供汽管路36与轴封结构10连通设置；在所述供汽管路36上设置依次设置有第六隔离阀16、第二调节阀28和第十隔离阀20；在供汽管路36的第六隔离阀16和第十隔离阀20的两端连接有第二旁路管路43，在所述第二旁路管路43上设置有第十一隔离阀21。

进一步的，所述第二输汽管路33、供汽管路36通过三通与轴封管路35的起始端连通设置，所述轴封管路35的末端与轴封结构10连通设置；

进一步的，所述轴封管路35通过三通与第一支路37和的第二支路38连通设置；所述第一支路37与轴封结构10的高压缸高压侧轴封6连通设置；所述第二支路38通过第一分支路39与高压缸低压侧轴封7连通，通过第二分支路40与低压缸调阀端8轴封连通，通过第三分支路41与低压缸电机端轴封9连通设置，在第二支路38上设置有第二减温器25，所述第二减温器25与自凝结水装置26连接。

在排汽管路31和第二输汽管路33上连通设置有第三输汽管路34，具体的，第三输汽管路34的起始端通过三通与排汽管路31的第三隔离阀13和第四隔离阀14之间处连通设置，第三输汽管路34的末端通过三通与第二输汽管路33的第二隔离阀12的前端处连通设置。在所述第三输汽管路34上设置有第五隔离阀15和第十三隔离阀23。

使用方法及原理

高温气冷堆示范工程蒸汽发生器1采用立式、直流螺旋换热管结构，换热管外侧为一次侧，采用氦气为介质，正常运行时，通过主氦风机驱动自上向下流动，温度由750℃过渡到243℃；换热管内为二次侧，来自主给水装置2的除盐水通过第十二隔离阀22进入蒸汽发生器1，由205℃的高压给水转变为566℃主蒸汽，主蒸汽经第七隔离阀17、第一隔离阀11和第十四隔离阀44进入汽轮机系统3，以及经过第二隔离阀12和第八隔离阀18进入轴封结构10。

正常运行时，辅助电锅炉4处于热备用状态，轴封结构10利用高压缸轴封的漏汽来密封低压缸轴封，汽轮机系统3实现自密封；在冷态启动工况时，轴封结构10由辅助电锅炉4供汽。

在停堆后，如果蒸汽发生器1内的蒸汽需要进行排汽时，打开第七隔离阀17、第三隔离阀13和第四隔离阀14，第十二隔离阀22、第二隔离阀12、第五隔离阀15以及第十四隔离阀44均关闭，蒸汽通过排汽管路31经消音器5排入大气。

在事故紧急停堆时，打开第七隔离阀17和第三隔离阀13，关闭第十二隔离阀22、第一隔离阀11以及第四隔离阀14、第十四隔离阀44；同时打开第五隔离阀15、第十三隔离阀23、第二隔离阀12以及第八隔离阀18，实现蒸汽发生器1内的存汽通向轴封结构10为其供汽，并通过调节第一调节阀27的开度实现轴封结构10用汽的流量调节；通过第一减温器24调节轴封结构10中的高压缸高压侧轴封6的蒸汽温度；通过第二减温器25调节轴封结构10中的高压缸低压侧轴封7、低压缸调阀端轴封8和低压电机端轴封9的蒸汽温度，从而保证轴封结构10中的蒸汽的温度与汽轮机系统3中的转子匹配，保证机组的安全。

本方案通过在排汽管路上增设第三输汽管路，在紧急停堆时，通过第三输汽管路为轴封结构提供高温蒸汽，解决紧急停堆后，汽轮机的轴封蒸汽断供的问题，极大提高高温气冷堆中的汽轮机在紧急停堆后的安全性和可靠性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，包括：

蒸汽发生器(1)，进口通过给水管路(29)与主给水装置(2)连接；所述蒸汽发生器(1)的出口通过排汽管路(31)与大气连通设置；所述排汽管路(31)上设置有第三隔离阀(13)和第四隔离阀(14)；

汽轮机系统(3)，通过第一输汽管路(32)与所述蒸汽发生器(1)的出口连通设置；所述第一输汽管路(32)上设置有第一隔离阀(11)和第十四隔离阀(44)；

轴封结构(10)，通过第二输汽管路(33)与蒸汽发生器(1)的出口连通；所述第二输汽管路(33)上设置有第二隔离阀(12)；

第三输汽管路(34)，第一端通过三通与所述排汽管路(31)的第三隔离阀(13)和第四隔离阀(14)之间处连通，第二端通过三通与所述第二输汽管路(33)的第二隔离阀(12)的前端处连通；所述第三输汽管路(34)上设置有第五隔离阀(15)和第十三隔离阀(23)；

辅助电锅炉(4)，通过供汽管路(36)与轴封结构(10)连通设置；所述供汽管路(36)上设置第六隔离阀(16)。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(1)的出口上连通设置有出口汇合管路(30)；所述出口汇合管路(30)上设置有第七隔离阀(17)；所述出口汇合管路(30)的远离所述蒸汽发生器(1)的一端通过三通与排汽管路(31)、第一输汽管路(32)的起始端连通设置。

3.根据权利要求1所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述第二输汽管路(33)的所述第二隔离阀(12)的后端依次设置有第一调节阀(27)和第八隔离阀(18)。

4.根据权利要求3所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述第二输汽管路(33)的第八隔离阀(18)的后端设置有第一减温器(24)。

5.根据权利要求4所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述第二输汽管路(33)的第二隔离阀(12)和第八隔离阀(18)的两端分别与第一旁路管路(42)的两端连通设置。

6.根据权利要求5所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述第一旁路管路(42)上设置有第九隔离阀(19)。

7.根据权利要求4所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述供汽管路(36)与所述第二输汽管路(33)通过三通与轴封管路(35)连通设置；所述轴封管路(35)具有第一支路(37)和第二支路(38)连通设置；所述第一支路(37)与轴封结构(10)的高压缸高压侧轴封(6)连通设置；所述第二支路(38)通过分支路与轴封结构(10)的其他位置连通设置。

8.根据权利要求7所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述第二支路(38)上设置有第二减温器(25)。

9.根据权利要求7所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述供汽管路(36)的所述第六隔离阀(16)的后端依次设置有第二调节阀(28)和第十隔离阀(20)。

10.根据权利要求9所述的高温气冷堆轴封供汽系统，其特征在于，所述供汽管路(36)的第六隔离阀(16)和第十隔离阀(20)的两端分别与第二旁路管路(43)的两端连通设置；所述第二旁路管路(43)上设置有第十一隔离阀(21)。

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