摘要：改進(jìn)型三環(huán)路壓水堆核電機(jī)組輔助蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)在某些情況下偶爾會(huì)出現(xiàn)壓力不穩(wěn)定的情況。為了確定短時(shí)間壓力波動(dòng)是否影響常規(guī)島用戶的正常運(yùn)行，文章對(duì)下游用戶的運(yùn)行特點(diǎn)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析。通過(guò)計(jì)算比較用戶與輔助蒸汽的換熱量，理論驗(yàn)證了當(dāng)常規(guī)島部分輔助蒸汽壓力下降到非常小值0.45mpa時(shí)，也能夠滿足下游長(zhǎng)期用戶的使用需求。
改進(jìn)型壓水堆機(jī)組（簡(jiǎn)稱cpr1000）的輔助蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱str）和電鍋爐系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱xca）是輔助蒸汽的生產(chǎn)者，生產(chǎn)出額定參數(shù)的飽和蒸汽提供給輔助蒸汽分配系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱sva）。在正常運(yùn)行時(shí)sva輔助蒸汽壓力穩(wěn)定，但是當(dāng)輔助蒸汽的生產(chǎn)者由xca切換到str（或str切換到xca），或者設(shè)備本身存在故障時(shí)，將導(dǎo)致產(chǎn)汽壓力不穩(wěn)定。
為了確定sva蒸汽壓力波動(dòng)期間是否滿足下游用戶的正常使用，需要確定輔助蒸汽管道壓力允許波動(dòng)的范圍。只要壓力有波動(dòng)期間控制在此范圍內(nèi)可以保證用戶運(yùn)行。
在后續(xù)理論計(jì)算中使用的物理符號(hào)的意義和單位的說(shuō)明如下：
qs為通過(guò)調(diào)節(jié)閥的蒸汽流量，kg/h；p1為調(diào)節(jié)閥前蒸汽壓力，mpa；kv為調(diào)節(jié)閥計(jì)算流量系數(shù)；cv為調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)；k為1+0.0013tsh，其中tsh為蒸汽過(guò)熱溫度，℃（飽和蒸汽的k取1）；cv1為蒸汽壓力1.2mpa時(shí)ses202vv的cv值；cv2為蒸汽壓力1.2mpa時(shí)str015vv的cv值；qa1為正常流入ses的輔助蒸汽流量，kg/s；qb1為正常流入str除氧器的輔助蒸汽流量，kg/s；qq為輔助蒸汽凝結(jié)成水釋放的汽化潛熱量；qn為凝結(jié)水降溫所釋放的熱量；qq1為正常輔助蒸汽向ses系統(tǒng)釋放的汽化潛熱量，kj/s；qq2為正常輔助蒸汽向str除氧器所釋放的汽化潛熱量，kj/s；c為水的比熱容，4.2×103j/（kg·℃）；m為水的質(zhì)量；δt為水下降溫度；qn1為正常輔助蒸汽凝結(jié)水溫度降低對(duì)ses釋放的熱量，kj/s；qn2為正常工況輔助蒸汽凝結(jié)水溫度降低對(duì)str除氧器所釋放的熱量，kj/s；q為輔助蒸汽與用戶的總換熱量；qa為輔助蒸汽凝結(jié)盛水所釋放的汽化潛熱量，kj/s；qb為輔助蒸汽凝結(jié)成水后溫度下降釋放的熱量，kj/s；qv1為蒸汽在0.45mpa下ses202vv的cv值；qv2為蒸汽在0.45mpa下str015vv的cv值；qq1為蒸汽非常低壓力下與ses換熱器釋放的汽化潛熱量，kj/s；qq2為蒸汽非常低壓力下與str除氧器釋放的汽化潛熱量，kj/s。1輔助蒸汽分配系統(tǒng)根據(jù)用戶分布的不同，sva可以分為常規(guī)島部分和核島部分，常規(guī)島部分輔助蒸汽為參壓力1.2mpa，溫度188.8℃的飽和蒸汽；核島部分為壓力0.45mpa，溫度147.9℃的飽和蒸汽。其中核島輔助蒸汽是由常規(guī)島輔助蒸汽經(jīng)過(guò)減壓閥降壓后得到，在兩部分管道上設(shè)置有壓力變送器測(cè)量進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)。
2輔助蒸汽壓力允許波動(dòng)非常大范圍
常規(guī)島部分輔助蒸汽用戶包括除氧器系統(tǒng)（adg），str自身的除氧器，熱水分配系統(tǒng)（ses）換熱器，汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)（cet），輔助給水系統(tǒng)（asg）的汽動(dòng)泵。其中adg和cet只有在機(jī)組啟動(dòng)前期用到輔助蒸汽，在主蒸汽具備供應(yīng)條件后轉(zhuǎn)為即轉(zhuǎn)為使用主蒸汽；asg汽動(dòng)泵也在設(shè)備定期試驗(yàn)的時(shí)候使用輔助蒸汽；只有ses換熱器和str除氧器作為長(zhǎng)期用戶在運(yùn)行時(shí)需要一直用到輔助蒸汽；核島部分輔助蒸汽用戶包括asg儲(chǔ)水箱，三廢系統(tǒng)。這二者在機(jī)組功率運(yùn)行后根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)不定期使用輔助蒸汽，使用的蒸汽量和時(shí)間根據(jù)用戶需求而定，平時(shí)需要保持輔助蒸汽連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，sva管道設(shè)計(jì)非常大壓力為1.4mpa，為保證設(shè)備安全管道壓力非常大值不能超過(guò)1.4mpa；0.45mpa蒸汽是通過(guò)1.2mpa部分降壓后得到，為保證核島部分輔助蒸汽的正常供應(yīng)，1.2mpa的輔助蒸汽壓力波動(dòng)非常小值不超過(guò)0.45mpa。即常規(guī)島輔助蒸汽壓力波動(dòng)的允許范圍為0.45～1.4mpa。3輔助蒸汽壓力波動(dòng)對(duì)常規(guī)島用戶的影響根據(jù)以上描述，常規(guī)島輔助蒸汽部分只有ses換熱和str除氧器兩個(gè)長(zhǎng)期用戶。二者通過(guò)調(diào)節(jié)閥ses-202vv，str015vv來(lái)各自控制進(jìn)入用戶的輔助蒸汽量。當(dāng)輔助蒸汽壓力高時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥門的作用降低進(jìn)汽壓力，壓力升高對(duì)戶的影響不大。在此驗(yàn)證，當(dāng)常規(guī)島輔助蒸汽壓力下降到非常小值0.45mpa時(shí)，這兩個(gè)用戶是否能夠正常運(yùn)行。
3.1正常壓力下常規(guī)島用戶與輔助蒸汽的換熱量
在機(jī)組正常工況下，ses202vv、str015vv運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1所示。
常規(guī)島用戶運(yùn)行信息
輔助蒸汽在與用戶的換熱過(guò)程為首先由飽和蒸汽凝結(jié)成飽和水，釋放出汽化潛熱，飽和水在換熱器內(nèi)與用戶繼續(xù)換熱而溫度下降飽和蒸汽通過(guò)調(diào)節(jié)閥的蒸汽流量公式：
輔助蒸汽與用戶換熱器經(jīng)過(guò)換熱后的非常終凝結(jié)水溫度未知，不考慮凝結(jié)水溫度下降所釋放的熱量，可以看出＞q1，＞q2，即當(dāng)sva壓力為0.45mpa時(shí)，輔助蒸汽與ses換熱器和str除氧器的汽化潛熱的放熱量就大于正常運(yùn)行期間二者的熱量需求。由此可見(jiàn)，常規(guī)島部分輔助蒸汽部分管道在壓力下降到非常小值0.45mpa時(shí)，也能夠滿足下游ses和str除氧器這兩個(gè)長(zhǎng)期用戶的使用需求。
4結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)cpr1000核電機(jī)組sva系統(tǒng)用戶運(yùn)行需求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，輔助蒸汽的壓力波動(dòng)允許范圍是0.45～1.4mpa。文章經(jīng)過(guò)理論驗(yàn)證得出，當(dāng)常規(guī)島部分輔助蒸汽壓力在此區(qū)間波動(dòng)時(shí)，也能夠滿足ses換熱器和str除氧器這兩個(gè)長(zhǎng)期用戶的正常運(yùn)行，為現(xiàn)場(chǎng)采取緊急人工干預(yù)的時(shí)機(jī)提供了參考。