核电凝结水系统

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1、2.2 给水系统221凝结水系统（CEX）一概述凝结水抽取系统（CEX）是介于汽轮机与低压给水加热器之间的系统，它是汽机热力主循环中的一 个重要组成部分。二功能1接受汽轮机的排汽，将其冷凝为水，然后继续参加循环;2通过凝汽器将排汽冷凝，使汽轮机排汽端获得高度真空，从而使它们能发出较高功率，提高 其经济性；3. 在汽轮发电机大量甩负荷或机组紧急掉闸时,本系统能接受GCT-C系统的排放蒸汽（GCT-C总 容量为额定主蒸汽流量的 85%），使蒸汽发生器仍能传出相当大的热量，从而使反应堆不致因 电力输出锐减而紧急停堆;4. 在凝汽之后，可将凝结水除气，其功能符合热交换协会（HEI）标准要求。此外，还可

2、将凝结水过 滤、净化;5. 为电站提供适当和必要的凝结水储存量;6. 可将凝结水从凝汽器热井经ABP（给水低压加热器系统）系统输送至除氧器。从SER （常规到处盐水 分配系统）系统接受汽机热力系统运行所需的补给水;次要功能:1 接受大部分热力系统的疏水;2 为 ASG 系统水箱提供凝结水;3 为凝汽器水幕保护装置供水;4 为 APG 再生热交换器提供冷却水;5 为三个疏水扩容器提供减温水;6 为 CAR 系统（汽机排气口喷淋系统）提供降温用凝结水;7为凝结从 GCT-C 系统进入凝汽器的排汽提供降温水;8 凝结水泵提供自密封水。三系统描述每只低压缸下方有凝汽器的一个壳体，三个壳体的接颈处设有均

3、压连通管，每个壳体下面的凝结 水热井间设有两根连通管。每个壳体的循环水侧分隔为两个独立回路组成。循环水均为单流，自一侧进 入，由另一侧排出，流过凝汽器后都排入暗渠中，然后经具有虹吸水封作用的跌落井排入大海。低压缸排汽在凝汽器 101CS、102CS、103CS 中冷凝成水，然后，经由凝结水泵的入口过滤器CEX001/002/003FI进入凝结水泵，凝结水从凝结水泵出来后，分别经过各自的逆止阀006VL、005VL、 004VL和电动隔离阀009VL、008VL、007VL,合并后的主凝结水经孔板后分为两路,主路经调节阀042VL、 026VL和旁路阀025VL送往低压给水加热器，另一路经阀02

4、9VL和调节阀030VL返回凝汽器103CS.汽机 轴封冷却器与孔板串联，该孔板通过设计计算选定，以保证有适当的凝结水流量流过轴封冷却器，保证 这一重要设备的正常工作。把轴封冷却器的水路布置在送往低压给水加热器和凝结水再循环管线的上 游，也是为了确保向轴封冷却器供应冷却水，使之不受进入除氧器的主系统凝结水量的影响。当主路凝 结水量减少时，凝结水再循环阀030VL将开启，从而保证供应轴封冷却器的冷却水量。返回CEX系统的 疏水分别由高压疏水扩容器和凝汽器的两个本体疏水扩容器接受,减温减压后最终进入凝汽器。四设备性能1. 凝汽器结构简介(1) 凝汽器型式：单背压、三壳体、对分、单流程表面式，每只壳

5、体之间由汽平衡管和水平衡 管连通，在外端两只壳体的外侧边各附有一只本体疏水扩容箱，凝汽器与汽轮机低压缸之间采用弹性连 接，与基础之间为刚性连接。(2) 接颈：为钢板焊接结构，内部用支撑管支撑，且留有LP1, LP2组合式低加安装空间；在 每个接颈的内部设有LP1-LP3低加抽汽管及水幕保护装置，外侧安装有四只减温减压装置(整套凝汽器 共十二只)，以接受来自GCT-C的排汽。(3) 壳体：为钢板焊接结构，内部由支撑管及隔板支撑连接，在壳体的两个端面设挠性板；管 板为钛钢复合板，其钢板侧与挠性板直接焊接，钛板侧与水室螺栓连接；冷却管采用钛管，由隔板支撑， 两端与管板的连接方式采用胀接加密封焊；在壳

6、体的底部设有低压加热器危急疏水口；在外端两个壳体 外侧设有本体疏水扩容箱，疏水经扩容箱喷水减温后凝水排入热井，蒸汽排入接颈。对壳体内的管束布 置留有足够的蒸汽通流空间，便于蒸汽均匀地进入管束使热负荷分布均匀并及时地被冷却凝结，同时足 够的通道可使部分蒸汽直接流至热井，以回热热井中的凝结水，防止凝结水产生过冷，保证凝结水的低 含氧量。管束布置采用上窄下宽，设计成一端高一端低，使凝结水能顺管束向低端流动，防止由于上部 凝结水流向下部管束太多使下部管束形成液膜而使热交换效率降低。(4) 凝结水集水槽：由于管束的布置较合理，在管束中间没有设凝结水收集盘，而在管束的下 端设有凝结水收集槽。(5) 热井：

7、为钢板焊接结构，内部亦由支撑管及T型钢支撑，在其底部设有刚性支座。三个热 井之间有管子联通，每一个热井底部有一个取水口与母管连接，然后去凝结水泵入口。(6) 水室：亦为钢结构，设计成桔皮状(即由二个弧形组合式)，这种形状既可改善冷却水在 水室中的流型，使冷却水能均匀地进入冷却管，又可减少死角，防止清洗胶球的沉积及泥沙淤积(秦山 二期由于海水含沙量大，足以清洗凝汽器管束，所以不再设胶球清洗装置)。底部开有循环冷却水进(出) 口，且在水管口设有不锈钢安全栅格，在水室内部与海水接触面均有耐腐蚀衬里。(7) 排汽接管：采用橡胶膨胀节，可补偿任何方向的位移。且外侧设水密封(8) 平衡管：每二只壳体之间在

8、接颈处分别采用两根汽平衡管，在三个热井间设二只凝结水平 衡管。2凝汽器主要技术参数和凝汽器热力参数见下表:秦山第二核电厂600MW凝汽器主要技术参数名称单位最大保证工况额定工况最大计算工况型式单背压、三壳体、对分单流程表面式凝汽器总冷却面积m35400凝汽器设计背压(校核工况)kpa5.3911.85.39凝汽器长度mm18070凝汽器宽度(每台/总体)mm7660/25906凝汽器高度mm13830凝汽器汽侧进允许最高温度c80管内平均循环水流速M/s2.32.0842.413循环水温升8.659.6768.52凝汽器热井容量（每台）M388管子有效长度mm12988总长度mm13082管板

9、材料钛钢复合板（5mm TA2+35mm 20）管子与管板连接方式胀接+密封焊秦山第二核电厂600M We级凝汽器热力参数名称符号单位最大保证工况（设 计工况）额定工况（校核工况）最大计算工况（校 核工况）主机蒸汽量DT/h2024.32048.42096.6主机蒸汽焓jKj/kg2302.52381.42300.5低加疏水量DT/h374.5324.9393.9低加疏水焓jKj/kg169.1231.3169.1轴封疏水量DT/h1.951.951.95轴封疏水焓jKj/kg415415415轴封冷却器疏水量DT/h1.931.912.01轴封冷却器疏水焓jKj/kg25302529.225

10、29.9凝结水量DT/h2402.72492.72490.6凝结水焓jKj/kg143.4205.5143.4冷却水进温度tC18.33318.3背压pkpa5.3911.85.393凝结水泵：凝结水泵为筒袋型立式双层壳体结构，它由泵筒体、工作部分和出水部分组成。泵筒体是由钢板 卷焊制成的，其一侧设有吸入口法兰。泵筒体用以构成双层壳体泵的外层压力腔，正常工作时腔内处于 负压状态。工作部分用多级叶轮同向排列构成的泵转子和在其外围形成导流空间的导流壳共同组成。泵转子 由叶轮、泵轴、键、轴套等件组成。由于凝结水泵吸入侧为高真空，故必须将第一级泵轮标高置于热井 水位下足够的深度，使水泵实际净正吸头高于

11、所需净正吸头，使水泵吸入侧不致汽化。出水部分由变径管、圆管、吐出座等件组成。泵的中间轴、传动轴从该部分的中心穿过。从泵工 作部流出的液体经该部分后水平进入泵外压力管道。吐出座上设有填料函、卸压孔、脱汽孔。卸压孔用 以将轴封腔内压力减至最低；脱汽孔用以将泵筒体内的汽体及时排至凝汽器。泵内设有多处水润滑轴承， 用以承受泵转子径向力。泵转子的轴向力由电动机上的推力轴承承受。轴封采用软填料密封，由凝结水 泵出水进行自密封。泵座上填料处设有冷却室，当泵送温度大于80C时，需要SRI提供冷却水。该 泵基本参数如下：型号：YLST500-4频率：50Hz功率：1120kW功率因数：0.88转速：1486rp

12、m绝缘等级：F4高压疏水扩容器CEX001BA为了避免高能流体直接进入凝汽器造成不必要的损害，除了两个本体疏水扩容器外，特布置了一个 外置卧式高压疏水扩容器，将高能流体先引入扩容器，进行减温减压后，再排入凝汽器。本疏水扩容器 的外径为2640mm，长度为10000mm,容积为一46皿3，疏水量大、疏水复杂，为了满足汽机厂房的布置 要求，采用了卧式设计。本疏水扩容器筒体采用了局部不锈钢衬里，耐冲蚀部件采用不锈钢制作。排气口管道和排水管道 上采用特制喷雾效果好的喷嘴进行喷淋，利于更好的减温。在筒体的适当位置设有人孔，方便检修人员 进入凝汽器。为了确保设备的运行性能，高压疏水扩容器在正式投入运行前，

13、其筒体部分必须按GB150规定进行 水压试验，水压试验压力为0.75MPa，水温不应低于15C。各焊缝、接、人孔等应无泄漏、渗水现 象以及整个筒体无变形现象。在各路疏水进入高压疏水扩容器前，应打开冷却水源，让其冷却喷水，一直到疏水停止后，方可切 断冷却水源。设备在机组停运或设备维修时，须放净存水，并彻底放干。高压疏水扩容器接收的主要疏水有：(1) 5#、6#、7#高加紧急疏水(2) GSS二级再热器紧急疏水(3) MSR壳体紧急疏水(4) 高压调节阀后疏水(5) 二级再热器扫汽管道疏水高压疏水扩容器的主要技术参数如下表:名称疏水扩容器类别I类容器容器设计压力0.5MPa喷水量70t/h容器设计

14、温度300C喷水压力1.8MPa介质名称蒸汽、水工作温度120C工作压力0.2MPa有效容积46m3净重29t运行重量45t满水重量一901五.运行和控制1. 系统充水主凝汽器的充水由SER系统提供，充水时开启补给水气动调节阀039VD的电动旁路隔离阀038VD， 对热井、凝结水泵及其入管道充水。利用一根连接管，从凝结水补给水调节阀上游至凝结水泵出管 道，进行凝结水泵出侧直至除氧器进水隔离阀和再循环隔离阀的充水。2. 系统的冲洗 凝结水系统的冲洗是以再循环方式进行的，启动一台凝结水泵通过二级过滤，除去杂物和溶解物，第一级过滤是指热井上的机械过滤，第二级过滤是指凝结水泵入管道上的过滤器，过滤不能

15、除去的较小杂质。3起动正常运行时，一般选定三台凝结水泵中的两台作为工作泵，另一台为备用。工作泵的起动可由控 制室操作。起动前开启泵的进口隔离阀，而除氧器隔离阀、凝结水排放阀应关闭，再循环隔离阀应开启。凝结水泵起动后，开启再循环隔离阀，由再循环调节阀030VL自动控制凝结水流量，并允许开启 除氧器隔离阀和凝结水排放阀。当一台运行泵故障停运或当凝结水母管压力低时,备用泵自动起动。4正常停运 正常停运在主控室操作，凝结水母管压力低信号将使除氧器隔离阀、凝结水排放阀和再循环调节 阀均关闭。凝结水泵联锁停运的信号有热井水位低低、凝结水泵和电机轴承温度高、凝结水泵冷却水不满足、 凝结水泵马达线圈温度高、出

16、口阀全关。5凝汽器的水位控制凝汽器的水位由水位控制器自动控制补给水阀CEX035VD和CEX039VD来满足水位的要求。每台冷凝器装有一个水位计，由于三台冷凝器的热井由连通管相连。从整体看，冷凝器构成了一 式三套水位测量装置。每个水位计设有4个水位开关报警点，分别为高高水位、高水位、低水位、低低 水位。冷凝器水位的实测值由三个水位计（004MN,008MN,012MN）的测量值经平均后产生。一个水位计 故障不影响冷凝器水位自动调节。冷凝器的水位整定值由于手操器手动设定，在升降负荷式注意监视冷凝器的水位变化，这是因为 正常运行时，二回路的水容积是一定的，零负荷时蒸汽发生器内尽管水位低，但水密度大

17、，容纳的水质 量相对较多，所以冷凝器中储存的水较少，而高负荷时，蒸汽发生器内水位虽高，但水中汽泡多，密度 小，容纳的水质量相对较少，所以冷凝器中储存的水较多，导致负荷变化过程中冷凝器水位会有明显的 变化。当实测水位与整定值水位有偏差时送PI调节器，调节器的输出控制小补给水调节阀039VD和大 补给水调节阀035VD，向冷凝器补充除盐水，使实测值等于整定值。冷凝器的初始充水也是经补水阀来 完成的。在自动调节不可用的情况下，由操纵员通过RCM039RC或RCM035RC手动直接控制补给水阀。在 主控室有水位计录仪001EN和指示仪023ID、030ID，手操器上也可以显示实测值和正定值。在正常运

18、行时，维持冷凝器水位等于整定值。当达到高水位时，只触发高水位报警，操纵员应分析原因并采取相 应措施。如果水位继续上升，将触发高高水位报警，操纵员应尽快使汽轮发电机减负荷并监视冷凝器水 位，如果水位没有下降，快速停运汽轮发电机组。造成冷凝器高水位的原因主要有：（1）凝结水泵故障；（2）除氧器水位控制系统或相应控制阀失灵；（3）冷凝器水位控制系统失灵；冷凝器低水位触发低水位报警，低低水位时，运行的 凝结水泵自动脱扣，备用泵闭锁启动。6凝结水再循环流量控制为保证凝结水泵有足够的最小流量，设有单根的再循 环管。再循环流量由控制阀030VL控制，为基地式控制方式， 原理见图& 37。实测值为002LMD

19、测得的凝结水流量信号， 整定值为事先设定，二者偏差经PI调节器控制030VL。CEX030VL凝汽器再循环阀控制原理图汽机低负荷时，除氧器水位控制器和再循环流量控制 器共同使用，使凝结水流量约为t/h，当汽机负荷大于定值时，再循环流量控制阀全关，凝结水流量随负荷成比例增加，100%Pn时达到2492.7t/h。再循环管线不但保护凝结水泵并且在启动和低负荷时确保流过轴封冷却器的流量。在电站启动 时，使进入冷凝器的水经金属滤网再循环，以便系统清洗。口水位变送器101I一玄CEX042VL002201ABP除氧器ADG301控制系统丨i001一因一CEX026VL控制系统002、5 D/轴封冷却器002LS-ATE036VLATE凝结水精处理系S-CEX030VL凝汽器CEX水位变送器控制系统3x50%凝结水抽取泵补给水源SERs-CEX035VD (CEX039VD凝结水系统控制简图