核电汽水分离再热器系统

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，离开高压缸末级叶片时，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。其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，提高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、系统功能汽水分离再热器系

2、统的功能如下：除去高压缸排汽中98%的水分；加热高压缸排汽，降低进入低压缸蒸汽的湿度，使其具有一定的过热度；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 Reheater）、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（MSR”A”和MSR”B”），分别对称布

3、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 入带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，去除其中的水分。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，称为两级再热一根据朗肯循环理论，用新蒸汽加热压力较低的排汽只会降低循环效率， 程中将

4、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#高压给水加热器，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“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、低负荷和向高加的排放不可用时，则紧急疏水排向凝汽器（CEX103CS）。为了保证疏水能

5、从MSR正常回流到高压给水加热器，必须满足以下条件：高压给水加热器处于投运状态；MSR的疏水压力必须高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204.4C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的整定值时，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。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

6、：MSR进口蒸汽流量2723t/hMSR出口蒸汽流量2524.3t/hMSR进口压力1.083MPaMSR出口压力0.998MPa总压降0.085MPaMSR进口温度185.41 C /rcc 111 Ir ?/R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束进行暖管。暖管采用VVP 的新蒸汽，通过开启电动阀145VV（MSR”A”）实现，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%额定负荷时投入运行。其RTC的整定值设定为高于MSR出口蒸 汽温度27.8C，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

7、热蒸汽进口 温度在RTC控制下保持30分钟不变，进行暖管预热，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定值实现，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13.9C/15min，另一种是以55.6C /h的速率平滑提升。如果靠手动调节阀门的开度来控制升温，则升温速率必须控制在13.9C/30min。升温操作一直到再热蒸汽进汽调节阀全开为止。如果在汽机达到满负荷之前就已完成了升温 操作，则MSR的出口蒸汽温度将高于额定满负荷设计温度。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通向高加

8、和凝汽器的疏水阀同时开启，疏水箱中的水位将从高水 位设定值降至正常值，此时，控制回路自动关闭向凝汽器的疏水阀，向高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放阀，随后疏水控制系统关闭有关的疏 水阀。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37.8C/h或13.9C/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204.4C，在此状态下，MSR可长期低负荷运行。图一1汽轮机及再热器位置示意图图一2 MSR纵剖结构图1.波纹板组件5.集管开口槽9.分离器顶部挡板13.中央疏水收集槽2.波纹板支撑件6.导向叶片10.蒸汽分配网板14.疏水道盖板3.钟形套管7.波纹板底部支撑11.“U”形封头15.密封家4.蒸汽分配集管8.密封盘12.管支撑板16.主疏水出口图一3MSR横剖结构图1.高压缸排汽入口5.蒸汽分配集管进口的钟形套管9. MSR壳侧疏水出口2.人孔盖板6.威尔盘(Weir