常規(guī)島低壓加熱器疏水方式選取

劉玉涵

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.011

摘 要：對于大型汽輪機組，采用不同的疏水方式對機組經(jīng)濟性、常規(guī)島布置方案有較大影響。該文從提高機組經(jīng)濟性及分析技術(shù)可行性的角度，結(jié)合在運和在建核電機組，對常規(guī)島低壓加熱器幾種不同疏水方式進行理論分析與計算。綜合評價各方案的機組經(jīng)濟性、系統(tǒng)運行可靠性、布置可行性，提出大型核電機組低加疏水系統(tǒng)方案選取方法和推薦方案。

關(guān)鍵詞：常規(guī)島 低壓加熱器 疏水

中圖分類號：TL4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（c）-0011-03

該文的分析與計算基于以下系統(tǒng)配置：二回路熱力系統(tǒng)采用一機一堆單元制，機組功率1 100 MW等級；汽輪機由1個高壓缸（或高中壓合缸）和兩個低壓缸組成；熱力系統(tǒng)為7級抽汽加熱，其中2級高壓加熱器、4級低壓加熱器，1級除氧器。

1 低加疏水方案介紹

對于常規(guī)島低壓加熱器疏水系統(tǒng)，可采用的方案有以下幾種。

1.1 方案一：疏水逐級自流，不設(shè)疏水泵

4#、3#、2#低加疏水通過抽汽差壓自流到下一級加熱器。該方案最終疏水匯集于1#號加熱器后進入凝汽器，因此增大了加熱器殼側(cè)的儲水容積和加熱器疏水管道的管徑、增大了凝結(jié)水泵的流量。

1.2 方案二：疏水自流，設(shè)置一級疏水泵

如圖2所示，4#與3#低加疏水匯合后通過疏水泵打回3#、4#低加之間的凝結(jié)水主管。2#低加的疏水進入1#低加，再流至凝汽器。目前國內(nèi)大亞灣、三門等在運和在建核電站均采用該種疏水方案[1-3]。

1.3 方案三：設(shè)置兩級疏水泵

如圖3所示，4#和3#低加疏水分別由疏水泵打回到上一級低加入口的凝結(jié)水管道上。2#低加的疏水通過擴容器閃蒸后進入1#低加，再流至凝汽器。目前國內(nèi)暫無大型核電機組采用該方案的實例。

1.4 方案四：多級低加設(shè)置疏水泵

如圖4所示，4#與3#低加疏水匯合后通過疏水泵打回3#、4#低加之間的凝結(jié)水主管道。2#低加疏水通過疏水泵打到3#低加入口的凝結(jié)水主管上，1#低加疏水自流至凝汽器。目前，國內(nèi)暫無大型核電機組采用該方案的實例。

1.5 方案五：多級低加分別設(shè)置疏水泵

如圖5所示，每臺低加的疏水均由疏水泵打到上一級低加的凝結(jié)水入口主管上。目前，臺山項目采用該種疏水方式 [4]。

2 低加疏水方案比較

2.1 可靠性和安全性

由于低加疏水方案的變化引起疏水泵數(shù)量變化，因此疏水泵的可靠性關(guān)系到系統(tǒng)運行的可靠性與穩(wěn)定性。方案一中無疏水泵，系統(tǒng)簡單，可靠性相對最高。方案二中疏水系統(tǒng)設(shè)置兩臺疏水泵，大型核電站多采用該方案，有成熟的設(shè)計、運行經(jīng)驗，設(shè)備故障點少。方案三至方案五運營、維修經(jīng)驗少。

2.2 布置可行性

方案一系統(tǒng)簡單、布置可行；方案二布置、檢修空間較為緊湊；方案三在方案二設(shè)備基礎(chǔ)上增加4#低壓加熱器獨立的低加疏水箱及低加疏水泵，為使低加疏水泵滿足汽蝕裕量的要求并為后續(xù)運行維修預(yù)留空間，布置更為困難；由于凝汽器周圍設(shè)備、閥門及管道較多，因此位于凝汽器喉部的2#低壓加熱器疏水箱及疏水泵布置空間較為緊張，方案五布置存在一定困難。

2.3 經(jīng)濟性

在保證核島熱負荷不變的前提下，根據(jù)熱平衡計算方法，按某項目TMCR工況下的蒸汽參數(shù)對二回路進行回?zé)嵊嬎?，得到?種疏水方案下汽輪機組的功率，進行經(jīng)濟性比較[5]，數(shù)據(jù)取用原則如下。

（1）機組年運行小時參考90%可用率情況下可能達到的機組年運行小時，暫按照7 500 h計算。

（2）上網(wǎng)電價在一定范圍內(nèi)，對計算結(jié)果影響較小，因此暫按0.35元/kWh計算。

（3）經(jīng)濟性評價時，疏水泵以不設(shè)置備用泵考慮。

（4）常規(guī)島廠房布置方案根據(jù)汽輪機選型及系統(tǒng)配置情況各異，因此廠房造價以及運營維修費用暫不做考慮，僅粗略計算設(shè)備費用及安裝、土建費用。

（5）技術(shù)經(jīng)濟評價方法采用相對凈年值法，計算結(jié)果見表1。

3 結(jié)語

采用半量化指標對各方案進行評價比較對于核電機組，在可靠性和安全性保證的情況下，經(jīng)濟性可采用業(yè)績?yōu)橹匾笜?。因此，核電項目常?guī)島低加疏水系統(tǒng)推薦采用方案二，即一級低加疏水的方案。

參考文獻

[1] 張水桃，周進.1 000 MW等級核電汽輪機低壓加熱器疏水系統(tǒng)配置分析[J].東方汽輪機，2013（3）：5-8.

[2] 廣東核電培訓(xùn)中心.900 MW級壓水堆核電系統(tǒng)與設(shè)備[M].深圳：原子能出版社，1995.

[3] 趙東旭.三門機組加熱器疏水系統(tǒng)與大亞灣機組的異同[J].核電工程與技術(shù)，2013（4）：7-12.

[4] 戴明明，徐喬.EPR核電機組低壓加熱器疏水經(jīng)濟性分析[J]. 能源工程，2013，9（3）：141-144.

[5] 李建剛.壓水堆核電二回路系統(tǒng)汽輪機功率計算[J].武漢大學(xué)學(xué)報，2005，38（3）：141-144.