核电汽水分离再热器系统gss

1、§2.1.2汽水分离再热器系统（GSS）秦山二期是典型的压水堆核电站，压水堆核电站通过一、二回路之间的热量传递，产生饱和蒸汽, 在汽轮机中膨胀做功。蒸汽的压力和温度逐渐降低，离开髙压缸末级叶片时，排汽湿度已高达14%左 右，如果不采取措施低压缸末级的排汽湿度将达24%左右，大大超过了 1215%的允许值，会对低压 缸末级叶片产生严重的刷蚀，同时也增加了湿汽损失。为了改善低压缸的工作条件压水堆核电厂在汽轮 机的高、低缸之间设有汽水分离再热器。英目的是为了降低低压缸内的蒸汽湿度，改善汽轮机的工作条 件，提髙汽轮机的相对内效率，防止和减少湿蒸汽对汽轮机零部件的腐蚀浸蚀作用。一、系统功能汽水

2、分离再热器系统的功能如下：1. 除去髙压缸排汽中98%的水分：2. 加热高压缸排汽，降低进入低压缸蒸汽的湿度，使苴具有一泄的过热度：3. 对汽水分离和再热过程中产生的疏水进行收集和回流二、系统描述1. 系统组成。汽水分离再热器系统（GSS）由两台汽水分离再热器（MSRMoisture Separator Rchcater）、6 台疏水箱及相应的蒸汽和疏水管道组成。整个系统总体上可分为汽水分离再热部分和疏水收集回 流部分。1.1 汽水分离再热部分。秦山二期的汽水分离再热器由Westinghouse设计,Thermal Engineering International供货。每 台机组有两台（MS

3、R“AWMSR”B“），分别对称布置在汽轮机低压缸的两侧（如图1所示）。MSR 的部件安装在圆筒形的壳体内。蒸汽在高压缸做功后，从下部进入MSR的壳体内，然后向两侧进 入帶有孔槽的蒸汽分配管，经管上的孔槽向下，通过蒸汽分配网板后进入高效汽水分离波纹板组 件，去除英中的水分。经干燥的蒸汽向上依次经过第一级和第二级再热器的壳侧，被加热器管侧 的蒸汽进一步加热，降低蒸汽的湿度，最后从MSR顶部的三条管线进入汽轮机的低压缸做功（MSR 的具体结构如图2、3所示）。为了提高机组的经济性，这里再热循环不仅采用新蒸汽加热高压缸排汽，还利用汽轮机抽汽 来加热，称为两级再热根拯朗肯循环理论，用新蒸汽加热压力较低

4、的排汽只会降低循环效率， 但由于湿度降低，提髙了汽轮机的相对内效率，最终还是能够改善机组的经济性。经济性的提髙 程度与再热压力、再热器端差、汽水分离再热器的压力损失等因素有关。第一级再热器的加热蒸汽来自髙压缸第一级后抽汽，其参数为：237.5°C, 304MPa, 169.9t/h： 第二级再热器的加热汽源为新蒸汽，其参数为：279.2°C, 6.346MPa, 163.9t/h。汽水分离再热器的圆筒形外壳按压力容器规范设计和制造，外壳有两个支座，一个固左，另 一个可以移动，以保证装置可以自由膨胀。所有与湿蒸汽接触的壁面都衬有不锈钢衬里。第一、二级再热器的结构类似，每个再热

5、器由一组439不锈钢的4管程管束组成，在插入壳 体内的框架上时，已先组成一个完整的组件，管束与支撑板之间采用焊接连接。1.2 疏水回流部分。每台MSR的疏水部分由3台疏水箱及相应的管道和阀门组成。MSR在汽水分离和再热的过 程中将产生大量的疏水，这些疏水是通过GSS系统的疏水系统进行疏排的。汽水分离器、第一、 二级再热器各自有独立的疏水系统。汽水分离器中分离出来的水分汇集在MSR壳体下部，利用重力排入“分离器疏水箱中，然 后排向5#髙压给水加热器，当启动、低负荷和向高加的排放不可用时，则开启紧急疏水阀，将疏 水排向凝汽器（CEX103CS）。第一级再热器和第二级再热器的疏水分别在重力作用下进入

6、“一级再热蒸汽疏水箱”和“二 级再热蒸汽疏水箱”，一级再热器的疏水最终排向6#高压给水加热器，二级再热器的疏水排向7# 高压给水加热器。当启动、低负荷和向髙加的排放不可用时，则紧急疏水排向凝汽器（CEX103CS）。为了保证疏水能从MSR正常回流到髙压给水加热器，必须满足以下条件：> 高压给水加热器处于投运状态：> MSR的疏水压力必须髙于高加中的给水压力：> 高加的压力必须足够高，以保证其疏水系统能够应付来自MSR的额外疏水。当MSR的出口温度不低于204.41时，以上条件通常已得到满足。1.3 超压保护。每台MSR设有两个安全阀，以防止超压。当高压缸排汽压力达到安全阀动作

7、的整泄值时，安 全阀动作，将蒸汽排向汽轮机厂房外，同时引起汽轮机跳闸。2. 设备参数暂缺三、系统运行1. 正常运行。正常运行工况是指汽轮发电机组在最大连续出力643.2MW,全部给水加热器投入和MSR的 两级再热器均投入运行的工况。在上述工况下，每台MSR的运行参数为：MSR进口蒸汽流量2723t/hMSR出口蒸汽流戢2524.3t/liMSR进口压力1.083MPaMSR出口圧力0.998MPa总压降0.085MPaMSR进口温度185.4TCMSR出口温度265.2°C正常运行时，一级再热器的加热汽源（髙压缸抽汽）是不进行调肖的，英温度随主蒸汽循环 的温度变化。二级再热器的加热蒸

8、汽（新蒸汽）温度由闭环控制系统控制，再热器进口的热电偶 提供控制信号，由RTC（ Reheat Temperature Controller再热蒸汽温度控制器）控制进汽管线上的两 个气动调节阀（见图4）的开度实现，由计算机保证两个阀门的开启顺序和平稳过渡。正常运行时，MSR的疏水和再热汽源的排放均回到高压给水加热器，MSR的疏水分别受3个 疏水调节阀的控制，调节阀的开度信号来自各自的疏水箱的水位信号。2. 启动和停运。2.1 冷态启动。215I'l我一级再热器的管束温度是不受控制的。在启动前需对二级再热器管朿进行暧管。暖管采用VVP 的新蒸汽，通过开启电动阀145VV（MSR”A“）实

9、现，此时二级再热器管侧的蒸汽压力在通过管束 后与凝汽器压力相同，温度与主蒸汽相同。二级再热器在汽机达到35%额泄负荷时投入运行。其RTC的整泄值设定为高于MSR出口蒸 汽温度27.8°C,以保证加热蒸汽的凝结温度高于加热管束的初始金属温度。MSR的加热蒸汽进口 温度在RTC控制下保持30分钟不变，进行暧管预热，然后即可进行温度提升。温度提升通过自动改变升温控制器的整圧值实现，这将导致加热蒸汽进汽调节阀的开启。根 据不同的需要，在自动状态下，有两种升温方案可供选择。一种是13.9°C/15min,另一种是以55.6°C /h的速率平滑提升。如果靠手动调节阀门的开度来

10、控制升温，则升温速率必须控制在13.9°C/30mino升温操作一直到再热蒸汽进汽调阀全开为止。如果任汽机达到满负荷之前就已完成了升温 操作，则MSR的岀口蒸汽温度将高于额左满负荷设计温度。在这种情况下，必须特别注意汽轮机 低压缸的温度限值不被超越。当疏水条件满足时，将MSR通向髙加和凝汽器的疏水阀同时开启，疏水箱中的水位将从髙水 位设左值降至正常值，此时，控制回路自动关闭向凝汽器的疏水阀，向髙加的疏水控制回路将接 管对疏水箱的液位控制。2.2 停运。汽水分离再热器的停运过程无特殊的操作。MSR在停运过程中对热应力不像在启动时那么敏 感，当停运程序启动后，控制器自动关闭全部蒸汽阀和排

11、放阀，随后疏水控制系统关闭有关的疏 水阀。3. 低负荷工况。为了避免低压缸缸体金属过热及再热器“U”形管的热力瞬变，当汽机负荷低于35%额定负 荷时，应将二级再热器退出运行。如果汽水分离再热器需要在35%额定汽机负荷以下长期运行或需重新热启动时，再热蒸汽进 汽阀可以减小开度，以37&C/h或13.94C/15min的速率降低加热蒸汽的进口温度，直到MSR出口 蒸汽温度低于2O4.4°C,在此状态下，MSR可长期低负荷运行。#220图一2MSR纵剖结构图1.波纹板组件5.集管开口槽2.波纹板支撑件6.导向叶片3.钟形套管7.波纹板底部支撑4.蒸汽分配集管8.密封盘9.分离器顶部挡板13.中央疏水收集槽10.蒸汽分配网板14.疏水道盖板11.“U"形封头15.密封缘12.管支撑板16