AP1000核电厂除氧器暂态分析及防汽蚀控制方案

AP1000核电厂除氧器暂态分析及防汽蚀控制方案

孙连琦高云侦

（福建福清核电有限公司福建福清350318）

摘要：随着我国核电等新型能源发展的不断深入，我国核电厂的研究也在不断的随之发生着改变，近年来，随着我国AP1000核电厂运行环节的研究深入，如何通过合理的净正吸入压头技术的应用防治在实际运行环节为核电厂主水泵组所造成的汽蚀成为了我国核电厂管理人员研究的重点。本文通过对汽蚀的原理和核电厂中除氧器设备的暂态等进行分析，从而构建实优化的除氧器暂态模型，以期在满足实际核电厂运行需求的同时提升主水泵组对实际汽蚀的防范需求，以期为我国未来的核电厂运行提供理论基础。

关键词：核电厂；除氧器；光合作用；影响研究

根据对原有AP1000核电厂甩负荷工作的研究可以发现，在实际的运行环节，主给水泵是核电厂二回路运行过程中最为重要的组成部分，这一部分的安全、稳定很大程度上关乎着整个核电厂实际运行问题，由此，针对这一环节，通过相应的措施、方法有效的降低整体水泵的汽蚀问题，逐渐成为了在实际的运行环节提升核电厂运行效率、增加运行寿命的重要措施。近年来，针对这一问题，我国核电单位通常倾向于通过除氧器暂态的布置来降低实际水箱的汽蚀情况，从而优化实际核电厂的运行寿命。

一、AP1000核电厂的除氧器应用现状

随着我国核电厂中除氧器应用的逐渐增多，为了在根本上防治除氧器的汽蚀问题，我国实际应用环节的除氧装置大都采取高位安装的方式，从而保证在正常的运行状态下，除氧器的主给水泵不会出现被汽蚀的问题，但是，在实际的应用环节，如果主给水泵运行机组出现了甩负荷的状态是，就会由于抽气比例的降低而造成除氧器汽蚀的问题们从而对实际的除氧器装置的运行情况造成较为显著的影响，造成运行杂音的增加，进而影响泵体的实际运行效率和使用寿命等实际情况，所以，在实际的核电厂运行环节应尤为注重有关除氧器汽蚀所早成的核电厂运行隐患。截止目前，我国常见的AP1000核电厂中大都预计运行寿命在60年左右，其主体应用日本某公司工作的同轴连接性定速泵，由此，为了在根本上保证该机组主给水泵在运行暂态的状态下仍旧能够正常的运行，针对除氧器装置的暂态阶段进行研究逐渐成为了我国核电厂运行管理者们的重点。

二、汽蚀的产生原因及除氧器暂态限流的分析

（一）核电厂汽蚀的产生原理

根据对以往实际工作中核电厂装置出现汽蚀的问题研究可以发现，当实际的主给水泵机组在运行中出现RB问题时，除氧装置的整体抽气状态和参数会发生瞬时的改变，从而使得RB状态之前的冷凝水进入除氧装置，从而使得其除氧装置中的水温变化滞后于其装置壁周边的变化，进而对水泵的入水口区域造成一定的温度饱和压力，产生汽蚀。在实际的应用中如果想要在根本上避免汽蚀，就应该将给水泵中有效的汽蚀余量（即NPSH）控制在入水口区域的压力范围内，从而避免出现明显的除氧装置暂态受损问题。与此同时，在实际除氧装置甩负荷环节，其内部管压的下降也会在很大程度上使得水泵内有效的汽蚀余量情况随之发生改变，进而造成实际下降过程中下降管阻力的损失。

（二）除氧器暂态的分析

根据对实际AP1000核电厂除氧装置的实际设计方案进行研究可以发现，这一组成部分的预期出水量在600吨、有关凝结水的额定流量则应控制在每小时4000吨左右、饱和水温度应在177摄氏度左右，由此，在实际的RB做功环节，除氧装置通常情况下会突然失去其内部全部的抽气体积，从而造成冷凝水持续流入除氧装置，从而咋熬成其内部的水压降低，继而造成严重的给水泵汽蚀问题。

三、AP1000核电厂中除氧器暂态防汽蚀的控制方案

针对上述问题，本文认为在实际的核电厂除氧器暂态防汽蚀环节如果想要收获较为明显的效果，可以从以下几个方面入手逐一进行：

首先，可以通过对水泵中有效的汽蚀余量进行控制。为了在实际的应用环节针对性的降低主给水装置在运行的出现甩负荷状态是出现汽蚀的问题，通常可以应用两种措施予以改善，一方面，是及时的针对进行除氧设备的冷凝水进行限流；另一方面则可以将进入除氧装置中的冷凝水进行加热，从而避免造成温度差的过大，造成汽蚀。例如，在实际的应用中，可以通过在AP1000核电机组中加设有限汽蚀余量的控制装置的方式，进行有关除氧设备水位和压力的控制工作，其示意图如下图一：通过在实际运行环节及时将出现RB问题的装置进行加热的方式，来减少进入除氧装置的冷凝水数量，进而防治汽蚀。

图一有效汽蚀余量的控制装置

其次，可以通过针对除氧装置的暂态限流操作来进行针对核电厂内汽蚀防治的控制工作。例如，在实际的运行环节，操作人员大都可以通过实际除氧装置内液体位置调节阀的大小或跟踪窄量的单冲情况进行其内部PI的调控操作。例如，在实际的运行环节如果出现了明显的甩负荷状态时，首先应做的便是进入第一层的限流模式，将实际中除氧装置的阀门调小，使得将实际进行除氧装置的冷凝水数量降低到原来的三分之一，如果甩负荷问题继续增强，就可以通过对汽轮机暂停运行的现状进行反馈，进而开启除氧装置中二级限流的模式，将冷凝水进入的阀门予以关闭，避免在稳态状态下出现汽蚀的问题，其方案示意图如下图二。

图二除氧装置暂态限流方案设计图

结语

综上所述，随着我国核电厂研究的不断深入，人们愈发的重视到在实际应用环节除氧装置稳定性的研究，通过在实际运行环节的反馈装填，针对性的进行主给水泵的汽蚀控制工作，不仅仅能够在很大程度上保证我国核电厂安全、高效运行的同时能够为我国未来核电等新型能源的发展打下夯实的基础。

参考文献

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