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岭澳核电站辅助蒸汽系统的优化设计防盗盖

发布时间:2022-08-03 20:42:50

岭澳核电站辅助蒸汽系统的优化设计

岭澳核电站辅助蒸汽系统的优化设计 2011年12月09日 来源: 方永珍1,陈娟1,罗海泉1,赵霄鹏2(1.广东省电力设计研究院,广东广州510600;2.岭澳核电有限公司,广东深圳518124)   岭澳核电站与大亚湾核电站核岛、常规岛的主要参数相同,设备都由法马通、GEC-A供货。大亚湾核电站辅助蒸汽系统的起动锅炉为油锅炉,运行几年来,油锅炉暴露不少问题,运行很不理想。为使岭澳核电站机组安全运行得到充分保证,又有较好的经济效益,决定对辅助蒸汽系统进行优化设计。1 设计过程中要解决的关键技术问题1.1 起动锅炉的选用论证1.1.1 锅炉类型的选定  核电站要求机组能够快速起动,且机组起动时辅助蒸汽用量要少,这就要求油锅炉在低负荷下应能稳定运行。经过几年的运行实践,大亚湾核电站的油锅炉,却存在以下几个问题:  a)锅炉在低负荷时,运行性能差、不稳定,容易跳闸。  b)法国进口的油锅炉,辅助设施较多,控制系统复杂,连锁装置和报警信号较多,运行操作较困难。 c)油锅炉的点火枪易出故障、吹灰器锈蚀。  由于油锅炉存在上述问题,主机起动时,油锅炉不能满足运行需要,往往延误主机起动的时间,影响了核电站的能力因子和经济效益。国外核电站采用电锅炉的用户不少,国内秦山核电站也采用了电锅炉。下面分别对电锅炉与油锅炉的本体技术性能、投资费用、运行费用及其他方面进行比较。1.1.1.1 本体技术性能 a)油锅炉  热效率为91%,冷起动时间大于3 h,热起动时间为30 min,负荷调节范围在20%~100%之间。设备起动慢,低负荷运行性能差。设备多,操作繁杂。系统多,易磨损和易腐蚀部件多,维修保养工作繁杂,工作环境差,须1年1次大修。 b)电锅炉  热效率为99%,冷起动时间小于1 h,热起动时间不大于10 min,负荷调节范围在1%~100%之间。设备起动快,低负荷运行性能好。设备少,操作简便。系统少,易磨损和易腐蚀部件少,维修保养工作简便,工作环境清洁,只需3年1次大修。1.1.1.2 投资费用投资费用比较见表1。    投资费用比较见表1。  注:由于国内尚无生产大功率的电锅炉厂家,而国内生产的油锅炉,其性能又远不能满足核电站的要求,因此,两者投资的比较均按进口设备考虑。1.1.1.3 运行费用  按电价0.76元/Wh计算,电锅炉的蒸汽电耗成本为569元/t;油锅炉0号柴油的价格按2 924元/t计,则油锅炉的蒸汽油耗成本为195元/t。很明显,电锅炉的运行费用为油锅炉运行费用的2.9倍。如果核电站辅助蒸汽的来源除蒸汽转换器外,靠电锅炉来供给,其运行费用是很高的,但是,电锅炉今后的运行概率很少(本工程的辅助蒸汽系统是由一台电锅炉加一条辅助蒸汽联网管组成,机组投运后,辅助蒸汽主要由辅助蒸汽联网管提供。)。1.1.1.4 其它方面  燃油锅炉供辅助蒸汽有一个庞大的燃油系统,需设置单独的燃油供应系统、消防系统、防雷系统。由于系统多,运行人员也大大的增加,这一笔开支是长期的,数量也特别大,同时燃油系统对核电站的环境影响也大。用电锅炉来供应辅助蒸汽,以上的问题就完全不存在,而且电锅炉在低负荷运行时性能好、操作简便、安全可靠。  通过全面的技术、经济、安全、环境等方面的比较,岭澳核电站决定选用电锅炉。1.2 电锅炉容量的确定  岭澳核电站起动锅炉的设置主要是作为机组起动时的备用汽源。当一台机组起动时,常规岛主给水除氧器(ADG)需供汽20 t/h;汽机轴封(CET)需供汽9 t/h;辅助给水除氧器系统(ASG)需供汽4.3 t/h,这3个用户的供汽是一定要保证的,核岛部分的其它用户(如:硼回收、废液处理、固体废液处理)是间断用汽,可考虑供给少量蒸汽,也需供汽2 t/h,因此锅炉的净出力为35.3 t/h。由于受到电站辅助变压器容量为32 MW的限制,从各方面因素考虑,最后确定岭澳核电站的电锅炉为喷射电极式,其电压等级为6.6 k V,功率为24MW,容量为36 t/h。喷射电极式锅炉一般均带升压变压器,这不仅减小了锅炉尺寸,还起到隔离电网的作用,增加了厂用电网的安全性,该锅炉技术成熟、设备少、控制简单。1.3 电锅炉对蒸汽品质的影响  由于电锅炉运行的特殊性,炉水中需要加入磷酸钠盐(Na3PO4)来提高炉水的导电性。磷酸钠盐是可容非挥发性化学物质,电锅炉生产的蒸汽中含钠离子(Na+)较高,对机组主给水的水质有较大的影响,为此,要求厂家在电锅炉蒸汽出口增加一个汽水分离器,降低锅炉蒸汽钠离子的浓度,为此,建立了主除氧器和蒸发器内钠离子浓度的数学模型,用于分析了辅助蒸汽对两者的影响,证明电锅炉的蒸汽品质是符合要求的。2 辅助蒸汽联网管系统的设计及效益分析2.2.1 辅助蒸汽

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