《核电厂汽轮机防进水导则》

ICS点击此处添加ICS号

点击此处添加中国标准文献分类号

NB

中华人民共和国能源行业标准

NB/TXXXXX—XXXX

核电厂汽轮机防进水导则

Recommendedpracticesforthepreventionofwaterdamagetosteamturbinesused

forlightwaternuclearpowerplant

点击此处添加与国际标准一致性程度的标识

（征求意见稿）

2012-5-30

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

NB/TXXXXX—XXXX

I

NB/TXXXXX—XXXX

核电厂汽轮机防进水导则

1范围

本标准规定了用于防止核电厂汽轮机进水造成损坏的建议措施，这些措施涉及与防止汽轮机及其辅

助系统进水有关的系统和设备的设计、运行、检测、试验及其维护。

本标准适用于适用于新建、扩建轻水堆核电站汽轮机发电机组。

2术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

2.1

冷蒸汽coldsteam

进入汽轮机温度高于38°C但低于汽轮机运行工况要求温度或者低于汽轮机相应部位金属温度的蒸

汽。

2.2

辅助蒸汽系统auxiliarysteam

通常由辅助锅炉（机组停机和启动期间）或蒸汽转换器（机组正常运行期间）生产，在主蒸汽循环

系统外使用，用于电厂的辅助生产的蒸汽系统。

2.3

抽汽系统（非自动、不受控或排汽系统）extraction

同汽轮机抽汽口连接可以在不受控压力下抽汽，向给水加热器等厂用设备提供蒸汽的系统。

2.4

蒸汽密封系统（汽轮机蒸汽密封系统）glandsteam(turbinesteamseal)

为了防止在蒸汽压力低于大气压力时空气漏入汽轮机，以压力略高于大气压力的蒸汽向汽轮机轴封

（转子轴端密封区）处提供密封蒸汽的系统。

2.5

加热器疏水系统heaterdrain

此系统用于从给水和凝结水系统的加热器中排出冷凝水。系统的疏水管道一般与下一级加热器的疏

水管相联，给水系统中的加热器最终疏水到除氧器，而凝结水系统中加热器的疏水最终排到凝汽器。也

可以把疏水从给水加热器通过疏水泵打入加热器下游的凝结水管道。该系统还包括启动、停堆和紧急工

况下向凝汽器疏水的备用疏水管道。

2.6

蒸汽供应系统motivesteam

此系统包括主蒸汽、冷再热蒸汽、热再热蒸汽，有的蒸汽供应系统还包括中压排汽和低压进汽系统，

用于向汽轮机供应蒸汽，主要用于发电；也可向汽动给水泵等辅助汽轮机供应蒸汽。本标准中定义和使

用的蒸汽供应管道，不包括抽汽和蒸汽密封系统管道。

2.7

汽水分离再热器系统moistureseparatorreheater（GSS）

1

NB/TXXXXX—XXXX

除去高压缸排汽中绝大部分水分（约98%），并加热冷再热蒸汽，提高进入低压缸（或中压缸）的

蒸汽温度，使之成为过热蒸汽的系统。

2.8

旁路系统turbinebypass

在启动和停堆操作过程中，使蒸汽在汽轮机周围旁通，以让蒸汽发生器独立于汽轮机运行，进行汽

轮机预热和脱扣操作，甚至在汽轮机不运行时让蒸汽发生器保持运行状态的蒸汽系统。

2.9

辅助锅炉auxiliaryboiler

在机组停运和启动期间为辅助蒸汽系统生产合格蒸汽的装置。

2.10

辅助汽轮机auxiliaryturbune

用于驱动汽动给水泵等机械设备的汽轮机。该汽轮机通常由蒸汽供应系统提供蒸汽，一般向凝汽器

排汽。

2.11

疏水箱（扩容箱）draintank(flashtank)

该装置通常用于降低进入装置的高能疏水的水/汽的温度和压力，然后才排入凝汽器。

2.12

轴封加热器glandsteamcondenser

用于回收蒸汽密封系统中泄漏蒸汽的热量和冷凝水的加热器，一般位于凝结水系统内。

2.13

主汽轮机mainturbine

包括汽轮机以及所有相关独立设备，一台典型的主汽轮机设备可以分为以下几个部分：一个高压部

分，一个再热部分或中压部分，以及一个或多个低压部分。

2.14

蒸汽发生器staemgenerator

主要功能是作为热交换器设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水，使其产生饱和蒸汽供给二

回路动力装置。

3符号、代号和缩略语

3.1表1所列符号适用于本文件。

表1图示符号说明

符号说明

常开阀

常闭阀

开启-闭合动力操作阀

2

NB/TXXXXX—XXXX

动力操作三通阀

调节控制阀

单向阀

动力辅助单向阀：

孔板

流量测量元件

现场安装仪表

现场安装共享控制与共享显示

功能

操作员通常可在主控制面板（比

如ICS）访问的共享控制与共享显示

功能

硬件或软件互锁

3.2表2所列代号适用于本文件。

表2装置标识字母列表

首字母后续字母

实测或始发变量读出或非能动功能

字母输出功能修饰语

A…报警……

C……控制…

E…传感器（主元件）……

F流速………

H………高

I…指示……

L水位……低

P压力………

S……开关…

T温度…传感…

Z位置……

3

NB/TXXXXX—XXXX

3.3下列缩略语适用于本文件。

DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem）。

ICS：一体化控制系统（IntegratedControlSystem）。

PLC:冗余可编程逻辑控制器（RedundantProgrammableLogicController）。

I/O:输入/输出（Input/Output）。

4总则

4.1本标准所提及的措施主要是防止水对核电厂汽轮机造成损坏。这些措施涉及与防止汽轮机及其辅

助系统进水有关的系统和设备的设计、运行、检测、试验及其维护。这些系统和设备包括：

a)蒸汽供应系统；

b)汽水分离再热器系统；

c)汽轮机抽汽系统；

d)汽轮机蒸汽密封系统；

e)给水加热器及除氧器；

f)汽轮机疏水系统；

g)凝汽器汽水排放系统。

4.2与汽轮机连通的任何装置，都可能是由外部设备引入或是本身聚积的凝结水进入汽轮机的水源。

本标准所论及的为已经发现最频繁起作用的那些水源。

4.3宜用于防止水进入汽轮机的方法包括：

a)识别有可能引起水进入汽轮机的系统；

b)以防止水聚集为出发点，设计、控制、维护、测试和运行。

4.4系统或设备总会发生故障，所以防止汽轮机进水损坏的准则应根据情况至少包括以下一项：

a)在进水造成汽轮机损坏前，应能检测出汽轮机内部，最好是汽轮机外面存在的水；

b)发现有水存在后，应能采用手动，最好是自动的方法隔离水；

c)发现有水存在后，应能采用手动，最好是自动的方法排除水。

4.5设备、装置或信号故障或失电，均不得导致水或冷蒸汽进入汽轮机。

4.6直接或间接连接汽轮机的蒸汽管道，其设计应确保能全部排出管道可能聚集的结凝水，将其充分

加热后回收利用。

4.7用于控制蒸汽管道疏水阀的自动控制系统，应能自动控制阀门的开关，并且单独验证自动动作的

正确性。如果疏水阀根据计时器自动关闭，则应该用水位传感器等其他报警装置（计时器除外）来检查

蒸汽管道内是否还有水存在，验证是否适合启动计时器。

4.8分布式控制系统（DCS）等一体化控制系统（ICS），可为热力系统和设备提供附加监控功能。可

考虑把ICS系统用做一个选项，用于监控可能导致水进去汽轮机的潜在水源。如果有ICS系统，则应按

照本标准4.9推荐的方法使用该系统的附加冗余及可用性。如果没有提供ICS系统，则宜采用保守设计

来防止水进入汽轮机。

4

NB/TXXXXX—XXXX

4.9一体化控制系统（ICS）统由一个通讯网络连接并配有冗余电源的多个处理器、输入/输出（I/O）

模块和记忆储存器组成。分布式控制系统（DCS）或冗余可编程逻辑控制器（PLC）通常可以满足这一要

求。

满足可靠性和冗余要求的最低ICS特征如下：

a)双处理器；

b)不间断电源；

c)冗余电厂设备及仪表的I/O不应接到相同的I/O卡上；

d)处理器或内部通讯故障时，把故障输出到已知位置。

就地控制系统：允许从主元件附近或最终控制元件附近控制最终控制元件的控制系统。

传感器选择：ICS编程还应确保能安全处理仪表故障。在每个传感器发生下列故障时，传感器选择

编程应遵守安全的选择步骤顺序。传感器或开关发生故障时，应为三取二跳闸逻辑发出跳闸信号。

以下用高水位工况进行了说明：

a)三传感器选择（举例）：

1）零个传感器故障（正常运行）：选择良好信号的中值传感器。

2）一个传感器故障：选择剩余良好信号中的高值传感器（三个跳闸信号之一）。

3）两个传感器故障：选择剩余的那个传感器，三取二保护跳闸。

4）三个传感器故障：水位控制器回复到手动操作，保持最近的良好输出。

b)双传感器选择，一个水位开关，三取二逻辑（举例）：

1)零个传感器故障（正常运行）：选择两个良好信号中的高值传感器。

2)一个传感器故障：选择剩余的良好传感器（三个跳闸信号中的一个）。

3)一个传感器故障，高位开关报警：选择剩余的那个良好传感器，三取二保护跳闸。

两个传感器故障：水位控制器回复到手动操作，保持最近的良好控制器输出，三取二保护

4.10为防止水和冷蒸汽对压水堆核电汽轮机造成的损坏，有关制造厂、设计院、施工单位、调试和运

行部门在从事本专业相关活动时按照本标准执行。如制造厂另有要求，应按制造厂的规定执行。对于未

涉及的系统和设备，可根据实际情况依据本标准的原则，采取相应的技术措施。

4.11本标准中提出的建议措施是按照一般要求提出的。对不同机组，由于容量、结构、设备及系统的

设计与布置、自动化程度以及运行方式不同，应根据实际情况制订技术规程，指导运行人员处理机组正

常启、停、稳定运行、负荷变动、汽轮机甩负荷和进水等情况。这些规定应包括出现如高水位报警、金

属温度急剧下降或蒸汽管道振动等征兆时必须采取的措施。

5设计准则

5.1蒸汽供应系统

5.1.1电站在不同负荷条件下，蒸汽发生器出口至汽轮机之间用于输送饱和蒸汽的主蒸汽系统均存在

将反应堆蒸汽发生器内或蒸汽凝结的水带入汽轮机的可能性。为防止主蒸汽携带水进入汽轮机，首先依

赖于蒸汽发生器出口的保护系统，其设计时应考虑不会因某一设备的故障而引起过量的水带入主蒸汽联

箱。此外，系统设计时还应考虑蒸汽发生器水位控制的独立措施以防止汽轮机进水。

5.1.2不应考虑将快速关闭汽轮机主汽门作为一种防止水从蒸汽供汽管道进入汽轮机的方法。

5.1.3启动过程中，或者其它运行工况疏水阀已经关闭的情况下，当管道中可能存在凝结水时，应关

闭汽轮机主汽门和调节门隔离汽轮机，同时打开疏水阀。

5

NB/TXXXXX—XXXX

5.1.4在蒸汽供应管道的每个低点，均应设置一个疏水点。评估低点时，应从蒸汽发生器出口到汽轮

机之间的所有管段，包括任何支管或盲管段（包含因阀门关闭造成的盲管段）。每个疏水系统均应由一

个直接接到蒸汽供应管道底部的疏水管道或者疏水箱组成。作为最低要求，疏水箱应用于下列管道（其

它管道不要求使用疏水箱，但是本标准并不禁止使用疏水箱）：

a)在运行过程中容易集水，并且需要大量收集疏水区和/或水位检测装置的蒸汽供应管道；

b)汽轮机排汽口下游第一个低点处的冷再热管道；

c)在汽轮机启动和停运过程中会处于真空状态下的蒸汽供应管道；

d)在各种运行模式下存在滞流的支管和盲管段，除非已经提供了一个连续疏水管；

e)汽轮机侧水平铺设的长管道（超过23m）。

在评估低点的位置时，应管道在冷态和热态下的位置。另外，还应让管道朝流动方向倾斜，以便排

到低点疏水管。

若主蒸汽管道分流进入汽轮机，为确定最低点应分别检查每根分流管及主联箱。此外，应在紧靠汽

轮机主汽门入口，每根分流管均应装设一根接管。该接管及系统的疏水装置可作为启动时暖主蒸汽管道

的放汽管用。主蒸汽管道的疏水不得与来自蒸汽发生器的任何其它疏水相连接，除非已经对接管进行了

分析，并且其设计确保在任何运行模式下，疏水均不会受阻。

5.1.5如果汽轮机主汽门阀体内疏水不能自流，则应在每个汽轮机主汽门阀座前安装疏水管或起同样

作用的接管，以便在启动前排除水分并使蒸汽进入阀门。该疏水管的尺寸可能无法满足从主蒸汽进汽管

的疏水或加热要求。因此，需要用单独的疏水管对主蒸汽管道进行疏水或加热。

5.1.6在主汽门及第一级喷嘴之间应装设疏水管以确保排水。这些管道应包括主汽门的阀座后疏水管、

调节门（或进汽门）的阀座前及阀座后的疏水管和调节门后的蒸汽管道最低点处的疏水管。

5.1.7本章所提及的疏水管道均应装设一动力操作的阀门。多数用户要求在上述每一疏水管内串联装

设两个阀门。这两个阀门中至少有一个应由主控制室内控制装置进行动力操作，同时主控制室内还应具

有阀门位置指示器，以便运行人员确认每一动力操作疏水阀的位置，若另一阀门采用手动操作，正常情

况下应通过锁住或其它可行的方法使其保持开启状态。

5.1.8若主蒸汽系统包含汽轮机旁路系统，旁路蒸汽管道疏水点设计要求与主蒸汽管道疏水点设计要

求相同，并且在汽轮机旁路调节门前管道具有与主蒸汽管道相同的设计坡度，满足疏水自流的要求。疏

水能通过节流孔板调节实现连续运行。在使用液位驱动的自动疏水阀时，需关注管道下游疏水的连续性。

5.1.9辅助汽轮机（比如给水泵汽轮机）会接收来自不同汽源的节流蒸汽，因此这些管道系统内可能

会有集水。下列设计用于防止水通过辅助汽轮机蒸汽供应管道进入主汽轮机，辅助汽轮机自身的保护，

应符合下列要求：

a)在连接到蒸汽供应管道或抽汽管道的每根辅助汽轮机蒸汽管道上应装有不少于一个的逆止阀

和隔离阀。根据主汽轮机的需要，逆止阀可以是辅助动力操作的，并与主汽轮机跳闸联动。逆

止阀的数量由主汽轮机制造商确定。逆止阀的布置，应能防止蒸汽从主汽轮机的一个抽汽段旁

路到另一个抽汽段。

b)连接到辅助汽轮机上的所有蒸汽管道应不断加热，以使其随时能投入使用。动力操作疏水阀、

连续节流孔板疏水管以及辅助汽轮机座上疏水阀，应为典型布置。设计人员应根据管道的实际

布置决定预热节流孔板的位置，应在控制室里设置阀门位置指示器。

c)在逆止阀装置的两侧应装设带动力操作阀的疏水管（如果管道的布置是自身疏水的话，就可设

置第二个疏水管）。动力操作的疏水管用来加热辅助汽轮机的蒸汽管道。如果制造厂允许，可

利用辅助汽轮机主汽门阀座前疏水管，否则，应在逆止阀装置靠汽轮机侧装设单独的疏水系统。

d)作为辅助汽轮机蒸汽汽源管上的连接管，应安装在高于汽源管低位点之上适当距离的垂直支管

上，或自水平管段的顶部接出。

6

NB/TXXXXX—XXXX

5.2再热管道，MSR及其加热管道

5.2.1核电站汽轮机一般分为再热和非再热汽轮机组。再热机组一般在高压缸排汽和低压缸或中压缸

进汽管路中设置汽水分离器和一或二级再热器。通常将高压缸排汽与汽水分离再热器间的管道称为冷再

热管道，将汽水分离再热器和低压缸（或中压缸）之间管道称为热再热管道。为在本标准内简化描述，

如无特别说明，冷再热管道和热再热管道统称为再热管道。

5.2.2冷再热系统引起汽轮机进水损伤的可能性高，除要求与蒸汽供应系统有同样的保护外，还应满

足本节的特殊设计要求。

5.2.3再热管道一般由汽轮机供应商配套供货。考虑到冷再热管道内蒸汽湿度大，且各核电机组管道

布置形式差异大，因此再热管道的疏水系统需满足汽轮机供应商的设计要求。

5.2.4汽水分离再热器及其配套的疏水系统应满足汽轮机供应商的设计要求。疏水系统一般将疏水排

往给水加热器或其他配套热回收装置。在给水加热器或配套热回收装置失效或无法及时排除时，该疏水

系统应能将疏水紧急切换或自动排往凝汽器。当疏水系统无法排出水时，在汽水分离器或其配套疏水箱

上设置高-高液位报警信号，并确保疏水达到高-高液位时能按照汽轮机供应商推荐方案执行。加热器管

侧不存在水分进入汽轮机的潜在风险，但仍需完全按照汽轮机供应商的推荐方案进行详细分析和设计。

5.2.5如果在再热管道上布置有抽汽管道，该抽汽管道与再热管道连接处应选择再热管道的较高位置，

并临近汽轮机高压侧。此布置有利于减少配套加热器产生的疏水以及配套加热器停用期间抽汽管道自身

的疏水。抽汽口的选择也需考虑到该抽汽点与汽水分离器/汽水分离再热器的位置关系。避免抽汽管路

连接在水平的再热管路下方及侧面。如果抽汽管路新增了低位疏水点，需提供一路连续疏水，以满足本

标准5.3.10相关条款的要求。

5.3给水加热器和抽汽系统

5.3.1由于水从抽汽点进入汽轮机能够引起严重的损伤，系统设计时不应由于设备单一故障而导致水

进入汽轮机。应该具有两套独立的自动防止水从抽汽系统进入汽轮机的措施。

这两套独立的措施应由以下a)t和b)项或a)和c)项组成：

a)加热器壳侧的自动疏水系统（见5.3.2和图1至图4）

b)给水加热器和汽轮机之间及逐级疏水管路上的自动隔离阀（第5.3.3及图1、图2）

c)进入加热器壳侧和管侧所有水源上的自动隔离阀（第5.3.4及图3、图4）。

7

NB/TXXXXX—XXXX

图1典型的加热器蒸汽侧隔离系统：就地控制系统

图2典型的加热器蒸汽侧隔离系统：一体化控制系统

8

NB/TXXXXX—XXXX

图3典型的加热器管侧隔离系统：就地控制系统

图4典型的加热器管侧隔离系统：一体化控制系统

9

NB/TXXXXX—XXXX

5.3.2加热器的自动疏水系统应由正常疏水和事故（应急）疏水组成。图1和图3所示为正常疏水管

道及其相关水位控制装置和自动动作的事故疏水管和水位控制装置。图2和图4描述了采用一体化控制

系统的相同控制方案。加热器的自动疏水系统除了与相邻给水加热器串联的疏水管之外，还应在给水加

热器上安装一个事故疏水管，该事故疏水管应设置自动疏水阀。加热器壳侧的自动疏水系统应包含下列

特征：

a)正常疏水管的尺寸应符合所有正常运行工况的要求；

b)事故疏水管道应能直接排放到凝汽器（第二根正常疏水管或旁路不应作为事故疏水管）；

c)对于采用内置式疏水冷却器的低压加热器，应把事故疏水管道应直接连接内置式疏水冷却前的

加热器壳上，以保证可靠疏水；

d)事故疏水管道应在加热器高水位时启动，并且应在加热器达到高高水位时完全打开。事故疏水

管道的尺寸应保证在所有连续运行工况下（包括停用一个压力较低的加热器）都能够排放进入

加热器的100%疏水量以及100%抽汽量；

e)对于在接近凝汽器压力下运行的加热器，可以在疏水管中用一个环形水封来替代自动疏水阀。

由于环形水封是一个非能动装置，因此可以同时把一根尺寸合适的疏水管道用作正常和事故疏

水管；

f)串流至压力较低的给水加热器正常疏水管道的水位控制阀，在失电、失气或ICS处理器通信故

障（如果适用）时，阀门应自动处于关闭位置（故障-关）；

连接凝汽器的正常和事故疏水阀，在失电、失气或ICS处理器通信故障（如果适用）时，阀门应自

动处于开启位置（故障-开）。

5.3.3从汽轮机到给水加热器的抽汽管道，应安装自动隔离阀。自动隔离阀门及其相关装置如图1和

图2所示。这些阀门由加热器高高水位信号控制，有独立的控制装置，与5.3.2所采用的控制装置无关

（在给水加热器达到高高水位时，由独立于上述5.3.2控制装置启动这些阀门使其关闭。）

如果这些阀门动作，表明5.3.2所述的加热器疏水系统不能满足加热器的疏水要求。因此，应将进

入该加热器的逐级疏水门设计为在高高水位时自动关闭。这样，通过事故疏水管，将来自前一个加热器

的疏水旁路到凝汽器。

自动隔离阀所必需的动作速度，取决于流到加热器中的超额水量及高高水位报警线与隔离阀之间的

容积。为便于计算，流到加热器中的超额水量应该取下列水量的较大者来考虑：

a)从两根断裂的管子（四个断口）流出的水量；

b)相当于管侧流量10%的水量。

以上两种情况，都是假定加热器正常疏水管或通向凝汽器的事故疏水管能够排除来自前一级的逐级

疏水和用于本级加热器的正常抽汽量（包括压力较低加热器停用情况）。这样，加热器水位的上升就认

为是由上述情况a）或b）来的最大水流量所致。此时，隔离阀必需的动作时间即可根据高高水位报警线

与隔离阀之间的加热器储水容积和上述两种情况中较大的流量来计算。在确定有效的储水容积时，要注

意加热器特殊布置的情况，例如加热器是立式或是在汽轮机处同一水平位置或是高于汽轮机。另外，管

束占的那部分加热器壳容积较大，这部分容积不能计入储水容积。

无论是自由摇摆还是带辅助动力的逆止阀，或是按正向关闭设计的逆止阀，由于阀座和阀瓣可能变

形，在此情况下使用都不能认为是一种满意的隔离阀。这些逆止阀通常是用来快速动作以限制从抽汽系

统中返回的能量，以防止汽轮机超速。然而，从进水角度来说，这些阀门仍能起到一定的保护作用，它

们也应该由关闭隔离阀相同的讯号来自动关闭。这些阀门可装设在隔离阀的任意一侧。

5.3.4对于布置在凝汽器喉部的给水加热器按图1和图2所示安装隔离阀已不可行。一种可取代图1

和图2中第二种保护方式的方法是：按照图3和图4所示将给水加热器旁路，使加热器退出运行，切断

10

NB/TXXXXX—XXXX

因管子泄漏而形成的水源。这些自动隔离阀和旁路阀所必需的动作速度应根据5.3.3中有方法来确定。

这些隔离阀应与由高高水位信号控制，有独立的控制装置，与5.3.2所采用的控制装置无关。这些隔离

阀应只能通过操作员直接控制打开，任何时候均不得通过自动编程控制系统动作打开。打开旁路阀时，

应同时关闭隔离阀，并且旁路阀的尺寸应能满足全流量的要求。进加热器的逐级疏水门也应根据来自高

高水位测量元件的信号，自动关闭。

5.3.5如果用给水加热器旁路方法保护的加热器不止一个，则每个加热器上面均应安装单独的水位测

量元件，在任何一个加热器出现高高水位时独立启动隔离系统。在图3和图4所示的管侧隔离阀附近，

有时装设有小型的旁路阀，这此阀门通常是用来平衡这些大型隔离阀两侧的压力，使它们易于开启。装

有这种旁路阀的地方，它们应该是动力操作的，并且应在大型隔离阀的同一讯号下自动关闭，或者采用

在正常运行过程中闭锁的手动阀门。

5.3.6在给水加热器水位之上应设置挡板，以控制返回汽轮机的蒸汽量，从而限制导致超速的能量。

这些挡板在汽轮机跳闸后也有助于使随着蒸汽返流到汽轮机的水量减少至最小值。

5.3.7为了方便运行人员，应该设置合适的报警装置，以指示保护系统何时动作。这应该通过在控制

室分别采用高水位和高高水位报警讯号来实现。高水位报警应指示的是，加热器水位已上升至要求事故

疏水系统投入（第一套保护系统）运行的水位点。高高水位报警应指示的是，加热器的隔离系统（第二

套保护系统）已被要求投入运行。高高水位报警是警告运行人员必须检查并切断水源。当一台（或数台）

加热器自动退出运行时，可能需要根据汽轮机和核岛设备制造厂的有关规定和自动或手动减负荷和/或

降低蒸汽温度。

5.3.8水位报警和指示应能真实反映加热器中的实际水位。仪器仪表和加热器疏水管的实际布置，应

能防止启动和正常运行中由于水位波动而引起的误动作。布置时应尽量减少仪表互联管道长度，避免水

位指示不准确。用于水位控制的讯号管和阀门以及传感器的设计，应保证发生故障和误动作时，不会使

各套保护系统不起作用。

5.3.9如果电厂控制和监控功能采用一体化控制系统，则应考虑下列内容，提供本标准要求的最低可

靠性和冗余：

a)应将三个传感器直接接到加热器壳体，并彼此隔离以便于维护。。

b)每个传感器均应在ICS系统中的不同I/O卡上有各自的输入/输出（I/O）通道。

c)应按照图2或4所示，采用三取二逻辑配置提供高高水位报警和加热器隔离措施。

d)应按图2或4所示，采用三取二逻辑配置提供高水位报警，打开通向凝汽器的事故疏水管。

e)单独控制器控制加热器的正常和事故疏水阀。

5.3.10在汽轮机和隔离阀之间的抽汽管道低位处应设置疏水管，并且单独排入凝汽器或排入处于凝汽

器压力的其它疏水箱（槽）。在这些疏水水管上应安装动力操作的疏水阀，当抽汽管道上的隔离阀关闭

时它们自动开启。在抽汽管道中其他任何低位点也应有类似的疏水管。这些疏水阀在控制室中应设有开

关位置指示器。它们也应具备有启动时在控制室手动操作控制开启的装置。当隔离阀关闭时，这些疏水

阀可用来排除蒸汽在抽汽管内的凝结水，但不构成象5.3.1节所包涵的一套保护系统。

5.3.11当一个抽汽点有两台或更多的加热器时，抽汽管道疏水阀的运行取决于连接抽汽管的设计和在

关闭着的隔离阀上游的疏水阀之前存水的可能性。

5.3.12汽轮机和隔离阀之间抽汽管道上的所有疏水阀，在失电、失气或ICS处理器通信故障（如果适

用）时，均应确保在开启状态（故障-开）。

5.3.13对抽汽管道上的隔离阀和逆止阀不应设置旁路。

5.3.14在汽轮机内制造厂所确定的部位或在蒸汽管道接口处可以安装热电偶，以便于发现汽轮机可能

进水的水源位置。

11

NB/TXXXXX—XXXX

5.3.15在这些保护系统的设计中，应提供保护系统能进行定期试验的条件（见第5部分：试验、检查

和维护）。

5.3.16对布置在凝汽器侯部的加热器来说，如果不带过冷却段且没有逐级来的疏水进入这些加热器，

则防止汽轮机进水的安全性就可以提高。

5.3.17在一台低压加热器使用一台单独的疏水箱的地方，应要有足够尺寸的放气和疏水管道。为了解

决中间连接管道可能产生的流量限制，应该在加热器上安装一个独立的水位传感器，并能联动图2或图

3所示的加热器隔离系统。

5.3.18对于给水加热器及其旁路的其它布置，只要能达到如图3和图4布置的同样效果，它们都可以

认为是满意的。

5.4除氧器和抽汽系统

5.4.1除氧器是使冷蒸汽或水返流到汽轮机的来源之一。在通至除氧器的抽汽管道上应布置带辅助动

力操作的逆止阀。对于除氧器供汽同供辅助汽轮机或机组其他辅助设备（电站采暖设备等）用汽为同一

抽汽管道的热力系统，带辅助动力操作的一个或两个逆止阀可设置在公用抽汽母管上。

5.4.2应该提供两套独立的自动保护装置来防止水由除氧器进入汽轮机。通常保护装置可由下列a)和

b)项或a)和c)项组成：

a)通往除氧器的抽汽管道上的自动隔离阀（见5.4.3以及图5至图8）；

b)除氧器水箱或给水泵进水管（见5.4.4以及图5和6）的自动疏水系统；

c)进入除氧器的所有水源上的自动隔离阀（见5.4.5节以及图7和8）。

12

NB/TXXXXX—XXXX

图5典型的除氧器布置（带疏水系统）：就地控制系统

图6典型的除氧器布置（带疏水系统）：一体化控制系统

13

NB/TXXXXX—XXXX

图7典型的除氧器布置（带入口隔离装置）：就地控制系统

图8典型的除氧器布置（带入口隔离装置）：一体化控制系统

5.4.3在上述两种组合的保护装置中，通往除氧器的抽汽管道上都应布置自动隔离阀：它能将除氧器

与抽汽管道隔断，但仍然容许抽汽进到辅助汽轮机（如果电厂热力系统中包括了辅助汽轮机）。这种隔

离阀的动作速度应足够快，在动作时间过程中，除氧器的进水量不致充满极限高高水位线至抽汽管与除

氧器连接处最低点之间的可用容积。为此，确定这一动作速度时净进水量应认为是来自低压加热器的凝

结水量加上来自高压加热器及MSR的逐级疏水量的总和，喷淋/托盘式加热器内的可用容积受到托盘箱

的限制，应该予以考虑。在确定这一数值时，不应计算抽汽管道的任何容积。

5.4.4将除氧器或给水泵进水管的自动疏水门作为第二套保护装置，它应该将水排至凝汽器或疏水扩

容箱中，或者排到一个外部储水箱中，并且与除氧器水箱高高水位讯号联动。图5和图6所示为典型的

除氧器水箱疏水阀及其有关的水位传感器的布置情况。水箱上的疏水管应连接在水箱的足够高位置，或

配备一根立管，以保证当疏水阀误开时不会使水箱中的水排干。对于给水泵进水管的疏水联接管，除了

图5和6所示的水位传感器外，还应增加除氧器低水位对给水泵的保护。

5.4.5采用进水自动隔离阀作为第二套保护，隔离阀应是动力操作的，而且应与除氧器的所有进水管

道上的主控制阀串联，给水泵再循环和泄漏管不认为是进入除氧器的水源。隔离阀应在除氧器水箱高高

水位时自动关闭。图7和8所示为隔离阀的典型布置。

5.4.6用于防止水从除氧器进入汽轮机的保护涉及到抽汽隔离阀、接到凝汽器的疏水管或选择隔离所

有进水源。对于抽汽系统的控制阀故障模式在5.3.1节进行了讨论。另一个主要水源是除氧器的入口凝

结水。如果该管道中的控制阀设计为“故障-关闭”，则该控制阀动作会造成除氧器水位迅速降低，从

而引发给水泵和机组跳闸。“故障-打开”布置很容易产生高水位，水有可能进入汽轮机。尽管可以通

14

NB/TXXXXX—XXXX

过凝结水控制阀“就地故障”运行来解决，但是仍然建议设计人员采用一根除氧器至凝汽器的动力操作

输水管，保证彻底防止水进入汽轮机。

5.4.7如果电厂采用了一体化控制系统，则应考虑以下最低可靠性和冗余的要求：

a)应将三个传感器直接接到加热器壳，并彼此隔离以便于维护。

b)每个传感器均应在ICS系统中的不同I/O卡上有各自的输入/输出（I/O）通道。

c)应按图6或8所示，采用三取二逻辑配置提供应急高高水位报警和加热器隔离措施。

d)应按图6或8所示，采用三取二逻辑配置提供高高水位报警和加热器隔离措施。

e)应按照图6或8所示，采用三取二逻辑配置提供高水位报警。

5.4.8疏水管、隔离阀和报警装设的位置应考虑5.3.7至5.3.10节所述。当在通往除氧器的抽汽管上

的自动隔离阀关闭后的瞬变期间，应考虑对给水泵净正吸水压头降低的影响，设计者在进行详细设计时

应考虑引入启停备用汽源。

5.4.9抽汽管道的所有蒸汽管道疏水阀门均应采用“故障-开”模式。

5.5汽轮机蒸汽密封系统

5.5.1蒸汽密封系统进水会严重损伤汽轮机，尤其当汽轮机汽封室和转子的金属温度远高于偶然进入

蒸汽密封系统的水和湿蒸汽的温度时。

5.5.2蒸汽密封系统的供汽管道应朝汽源（主蒸汽、辅助蒸汽）方向以一定的坡度（最小2/100）倾

斜布置（见图9）。并应在每种汽源控制阀入口侧设置连续疏水点。

5.5.3汽轮机和汽封联箱之间的蒸汽密封管道应倾斜布置（最小2/100）。如果在此管道系统中有低

位点，在这些点应设有节流孔板的连续疏水管，将疏水排到轴封加热器或凝汽器中，疏水管和隔离阀孔

径不应小于20mm。

5.5.4汽轮机和轴封加热器之间的管道应倾斜布置（最小2/100），以便能靠重力疏水能自流到轴封

加热器。如果在此系统中有低位点，在该点应设置疏水管至排汽管的较低标高处，或者通过U形密封管

道疏水到集中水箱或大气中。

5.5.5如果使用减温器喷水装置，为了远离手动操作，应该采用动力操作的隔离阀，以防止在蒸汽密

封系统不投入时水进入汽封联箱。

5.5.6在蒸汽密封系统减温器的下游应设计有疏水管，以处理喷水阀处于全开位置时可能流入到汽封

管内的所有水量。这应该是一条通到轴封加热器或凝汽器的连续疏水管路，管路的布置应保证喷水不可

能进入高压汽封管。

5.5.7作为蒸汽密封系统汽源（亦即主蒸汽、辅助汽源）管的连接位置应在垂直直管上或自管道水平

段的顶部接出。

5.5.8从汽封联箱来的过量蒸汽可引入低压给水加热器和（或）凝汽器。但是，如若这股蒸汽进入低

压给水加热器，当加热器不运行或在低负荷下蒸汽温度超过加热器允许温度时，它应自动切换，进入凝

汽器。

5.5.9如果利用辅助锅炉或其他汽源供给蒸汽密封系统，设计者应考虑辅助锅炉或其它汽源的温度

——流量特性，以保证汽封蒸汽温度满足汽轮机制造厂的要求。

15

NB/TXXXXX—XXXX

图9主汽轮机：典型的蒸汽密封布置

5.6疏水系统－汽轮机和蒸汽管道

5.6.1应同时按热态和冷态设计疏水管路，并且朝着终点方向具有连续的斜坡，任何为增加扰性所需

的环形节应在同一坡度的平面上或垂直布置。

5.6.2所有连接到凝汽器壳体上的疏水管和联箱，都应装在热井最高水位之上。

5.6.3安装在外露地段的疏水管道应该采取防冻措施。

5.6.4在启动和运行中不经常使用的疏水管路隔离阀门要求通过加锁或其他可行的方法使其保持开启

状态。

5.6.5由制造厂提供的连接管上的疏水管道应足够大，以保证通过疏水阀后由于产生临界压降而增大

的容积有足够的通流面积。

5.6.6当使用连续疏水节流孔板时，应将其设计并布置在可以经常清理的地方，且不易被杂物堵塞。

见图10。集水罐或排污器可以用盖子盖住，用法兰盘堵住，或者设置一个排污阀，以便经常将内部脏

物清理出来。在节流孔板的上游可以设置滤网，以作为附加的保护。

16

NB/TXXXXX—XXXX

图10典型连续疏水节流孔板

图11典型的凝汽器疏水总管

5.6.7疏水孔和阀口尺寸应保证处理在任何运行条件下的最大水量，它们的内径在任何场合都不应小

于20mm。在各种运行工况下存在的压差应给予考虑，使疏水管设计成在最小压差条件下能处理预计的

最大流量。

5.6.8汽轮机和抽汽管道的疏水阀应是动力操作的。这些疏水阀门在汽轮机跳机时应自动打开，并应

能在控制室远程操作。抽汽管道疏水阀门在相应的加热器出现高高水位时也应自动打开。若有必要，可

用一个控制开关来操作几个远方操作疏水阀。但是，由一个公共控制开关控制成组阀门，则要求它们在

所有运行条件下同时开启或关闭，这样才可以采用。

5.6.9若疏水器作为关键疏水管道唯一的疏水装置是不能令人满意的，它们可以与自动操作疏水阀并

联使用。

5.6.10疏水管线可以分别通向凝汽器壳体的接管上或凝汽器壳体上的疏水联箱上。下面的建议适用于

这些疏水联箱：

a)每个疏水联箱的横截面积应足够大，以确保所有疏水阀同时打开时，联箱内部压力仍低于排到

联箱中压力最低的疏水的压力。可采用如图11所示的直筒式或L形联箱。

b)若采用档板，则联箱排放的自由面积不应小于联箱内部横截面积的2/3,档板的布置不应影响

邻近档板本身的功能。

c)联箱上的疏水管应该以与联箱轴中心线成45度的角度安装在联箱上，且疏水管的排放口向凝

汽器。疏水线应按压力大小顺序排列，并将最高压力源来的疏水装在离联箱在凝汽器壳体上的

开孔最远处，疏水联箱在凝汽器上的安装位置应符合凝汽器制造厂的要求。

d)排到联箱的疏水应该按大致相同的工作压力范围分组。理想的话，各个联箱应该接纳自系统或

汽轮机同一区段来的疏水。在把一条管道上不同部分的疏水送到一起时应该注意，由于隔离阀

的关闭，这条管道可能承受极大差别的压力。为使汽轮机疏水的分组适当应该考虑汽轮机制造

厂的建议。

e)在侧向或顶部排汽的汽轮机-凝汽器布置，可能难以向凝汽器疏水。在这种情况下，应设置另

一种设备，例如一个独立的疏水箱。当采用侧向排汽的凝汽器时，和向下排汽的凝汽器相比，

其热井水位更靠近汽轮机。因此，应该注意不要直接排放蒸汽至热井，以防喷水进入汽轮机末

级叶片。

17

NB/TXXXXX—XXXX

5.6.11由诸如给水加热器、射汽抽气器、汽封蒸汽冷却器等容器来的连续疏水，不允许排送至疏水联

箱。

5.6.12由汽轮机控制系统自动操作蒸汽排放阀门（空气阀、排污阀、平衡阀等）来的排放蒸汽到凝汽

器的管道，不允许连接到汽轮机的疏水联箱之上，而应单独排放到凝汽器。这些管道应该向下倾斜至凝

汽器，这样就不存在积水的低位点。这些至凝汽器的排放管道中的减温器喷水应该这样布置：当汽轮机

的这些阀门不排放蒸汽时减温水应关断。这是为了防止凝汽器真空破坏使水返流到汽轮机。做到这点的

一种办法是，当阀前压力达到某一预定的低限值或蒸汽排放阀处于关闭状态时，自动关闭减温喷水。鉴

于汽轮机停机时许多排放阀门继续打开，而此时不再需要减温器喷水，因此，仅仅根据阀门位置来确定

是否自动关闭减温器喷水是不够充分的。

5.6.13所有动力操作的疏水阀在控制室中应设有阀位远方指示器。

5.6.14用以指示阀门全开和全关位置的极限开关用来作为疏水阀阀位远方指示器是合适的。

5.6.15在疏水管道上的热电偶可以用来确定疏水管道是否堵塞。

5.7向凝汽器排汽和排水

5.7.1向凝汽器排汽和排水，设计得不合理，则会造成汽轮机汽缸变形，和类似由于抽汽管、主蒸汽

管以及再热蒸汽管来的水（进入汽轮机）所造成的汽轮机动静部分损伤。这包括由于低压内缸变形所致

的汽封严重碰磨、使水平结合面不严密的永久变形、汽轮机叶片的损伤以及凝汽器本身的损坏。

5.7.2在凝汽器初步技术要求中，要考虑许多因素，如汽轮机排汽的流量和热负荷、经济水温、燃料

成本、汽轮机和电站循环效率，以及所需的凝汽器的空间。制造厂需要在基础空出的空间限制之内满足

这些设计参数。如果初步设计阶段不知道需要进入凝汽器的汽水排放量而待以后补充，它们就可能侵占

预先确定的设计裕量和流量面积。那么这就会成为上述的损坏机理的因素。因此，重要的是在原凝汽器

初步技术要求中，应列有主要的汽水排放量的条款。应考虑在汽轮机各种负荷下汽水排放装置的正常和

非正常运行。例如：旁路系统、安全阀的排放装置、辅助蒸汽汽轮机的排装置、汽轮机辅助设备阀门的

排放以及给水加热器与汽水分离再热器的事故疏水管。在某些情况下，为了安全地逸散高于凝汽器压力

的能量，应该考虑采用单独的设备来接纳这些能量，璧如膨胀箱和/或单独的冷凝设备。从这些膨胀箱

和/或单独的冷凝设备来的热疏水，则通过相应的阀门排放到主凝汽器。不常采用的向大气排放大容积

高能量的办法也应予以考虑，以减轻凝汽器的负荷，并可以不必在凝汽器的低绝对压力下处理这些大流

量。

5.7.3关于布置的建议。向凝汽器的排汽和排水的布置位置需确保对汽轮机影响最小。5.7.4至5.7.8

描述了凝汽器有关连接口布置和设计的原则。

5.7.4流量分布——汽轮机的排汽：最好是将排放口布置在汽水的注入不会冲击汽轮机部件或凝汽器

管束的部位，引入的管道不应与汽轮机排汽的高流量区相干扰。通常，汽轮机排汽的高流量区为排汽缸

的端壁、侧壁和角隅处。低流量区位于汽轮机内缸下部的排汽缸中心区。

5.7.5辅助汽轮机排汽：连续的蒸汽排至凝汽器的注入点，譬如辅助汽轮机排汽，应设置在进入的喷

射气流既不会以高的速度冲击汽轮机部件或凝汽器管束，也不会干扰高流量区的部位。所以建议的一种

位置是在加热器壳体或抽汽管下面且大大低于汽轮机内缸的地区。汽流应该如图12所示指向下方。应

注意栅格翼片的定向以防止产生部分向上的汽流。连接口通常应位于凝汽器的圆顶部位。此外，如果蒸

汽通道宽到具有足够的排放面积，连接口也可以安装在凝汽器的侧壁上。在这种情况下，正对着连接口

处的管束要设有适当的偏转挡板，以减小冲击作用。这里提出一种评估连接口尺寸大小的方法是按公式

1限制出口的速度到：

18

NB/TXXXXX—XXXX

0.5

V1.219500.......................................................................(1)

式中：

V——流速，单位为米每秒（m/s）；

ν——比容，单位为立方米每千克（m3/kg）。

图12辅助汽轮机排汽布置

5.7.6加热器连续疏水：这些疏水通常是与汽轮机的低压抽汽点有关。由于低压加热器疏水或引入的

其他低压水含氧量可能较高，需要有效地除氧，因而它们常被布置在凝汽器顶部管束之上。但是，可利

用的压头常常使这种布置无法实现。当出现这种情况时，可以根据凝汽器制造厂的建议来安置疏水的排

放。

5.7.7断续的排放蒸汽：断续的排放蒸汽有可能是某些部件的温度突然发生变化，因而产生热变形，

使排汽压力大为升高以及影响正常的排气流量。应该慎重考虑这些排汽口的位置和蒸汽喷入的后果。汽

轮机制造厂所优先选用的排放这些蒸汽的位置是在凝汽器最低的管子和热井水位之间。断续的排放包括

汽轮机和锅炉的旁路流量、安全阀的排放、膨胀箱的排汽以及汽轮机辅助设备阀门的排汽。由于汽轮机

内缸有可能变形而动静部分的间隙又很小，因此在设计进入凝汽器的这些排放量时，应予以特别注意。

对于给定的容积而言，蒸汽排放过量，就可能会产生上述的运行问题。一般，当向凝汽器圆顶部分排放

时，都建议排放汽流和汽轮机排汽连接口之间的距离最少为3m。这些排放不应冲击汽轮机或凝汽器管

束。凝汽器制造厂对进入圆顶部分和热井中的排放量最大值是有规定的。如果超过这些限值，那就应考

虑设置单独的凝汽设备，如大气式排放管。必须注意防止凝汽器管束吸热量局部过载，否则，可能引起

对流，使凝结水被带到凝汽器两侧的上部。根据蒸汽的焓值和流量，在管道内可能需要喷水减温。减温

器的设计和布置应能做到使减温水在进入凝汽器前完全汽化。应该避免排放的汽量过度减温的可能性，

以使冲蚀损伤减至最小。减温不足得到较高的温度也比过度减温而在排放汽体中引入过量的水要好。温

度的效应所起的作用较慢，可通过调节补充水来校正，而水过量的结果可能立即引起内部损伤。将整齐

排放装置布置在高度上和方向上都恰当的位置，将可避免直接或反射冲击汽轮机的内缸。在某些情况下，

需要装设偏斜挡板和（或）设有大量小孔，以缩短射流贯穿长度的扩压管。在多背压凝汽器中，排放量

大会明显地使凝汽器压力升高，因此，应该按照使在任何区段的瞬时压力为最小的原则来布置排放（亦

即偏向较低压力区段）。

19

NB/TXXXXX—XXXX

5.7.8断续排水：输送高压水的管道（加热器事故疏水、膨胀箱疏水、凝结水再循环等）应该装设多

孔管段和（或）挡板来限制他们的排放，以防止水冲击汽轮机。

5.7.9能量等级和大小准则建议。除了汽水排放口在凝汽器中的位置合理外，它们的设计应考虑所包

含的能量等级以及在排放装置附近凝汽器的内部结构。在受限制的区域内能量过大和（或）速度过高，

能够引起内部损伤和（或）排放偏向汽轮机的内缸、冲刷凝汽器管束等。

通常所排放的蒸汽都以选用流量较大，而焓值较低为宜。

为尽量减少蒸汽和扩容水排放可能造成的困难，应慎重考虑以下参数：

a)凝汽器壳体内蒸汽和扩容水的排放速度，如果他们超过152m/s时，要保证在离开带孔管道或

挡板足够远的地点速度均匀；

b)排放蒸汽的进口焓值，如果它们超过2.768×106J/kg时；

c)在蒸汽器连接口处蒸汽排放的压力，如