蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统

摘要

本发明属压水堆核电厂(压水堆核电站)领域，具体公开一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，它包括能够向蒸汽发生器二次侧内打压的打压泵、电加热水箱和循环泵，所述的打压泵与循环泵并联，打压泵的入口和循环泵的吸入口均与电加热水箱的水箱出口管连通，打压泵的出口和循环泵的出口均与蒸汽发生器二次侧的手孔临时接口连通，电加热水箱的水箱回水管与蒸汽发生器二次侧的高位临时接口连通。本发明的系统性能稳定可靠，能够实现蒸汽发生器二次侧壳体的均匀、迅速升温；打压试验中能够保证系统升压、降压安全平稳；体积小、安全性高、稳定性高、调节精度高，能够有效缩短试验周期，提高效率。

权利要求

1.一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，它包括能够向蒸汽发生器二次侧（1）内打压的打压泵，其特征在于：它还包括电加热水箱（4）和循环泵（5），所述的打压泵与循环泵（5）并联，打压泵的入口和循环泵（5）的吸入口均与电加热水箱（4）的水箱出口管（44）连通，打压泵的出口和循环泵（5）的出口均与蒸汽发生器二次侧（1）的手孔临时接口（2）连通，电加热水箱（4）的水箱回水管（45）与蒸汽发生器二次侧（1）的高位临时接口（3）连通。

2.根据权利要求1所述的一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，其特征在于：所述的电加热水箱（4）与打压泵之间设有前置增压泵（6）。

3.根据权利要求1或2所述的一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，其特征在于：所述的打压泵包括大流量打压泵（7）和小流量打压泵（8），大流量打压泵（7）和小流量打压泵（8）并联。

4.根据权利要求3所述的一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，其特征在于：所述的并联后的大流量打压泵（7）和小流量打压泵（8）的出口与手孔临时接口（2）之间设有可调压力回流装置（10），可调压力回流装置（10）与前置增压泵（6）的吸入口之间设有回流管线（51）。

5.根据权利要求4所述的一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，其特征在于：所述的可调压力回流装置（10）与手孔临时接口（2）之间设有旁路卸压管线（49），旁路卸压管线（49）与系统排水接口（14）之间连通，旁路卸压管线（49）与系统排水接口（14）之间设有两个并联的旁路卸压调节阀。

6.根据权利要求5所述的一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，其特征在于：所述的可调压力回流装置（10）与手孔临时接口（2）之间还设有安全阀卸压管线（50），安全阀卸压管线（50）与系统排水接口（14）之间连通，安全阀卸压管线（50）与系统排水接口（14）之间设有弹簧式安全阀（11）。

说明书

蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统

技术领域

[0001] 本发明属压水堆核电厂（压水堆核电站）领域，具体涉及一种应用于压水堆核电厂（站）的蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统。

背景技术

[0002] 蒸汽发生器二次侧役前水压试验是压水堆核电厂核岛设备安装进程中的一个重要节点和里程碑。其范围覆盖了蒸汽发生器二次侧及与其相关的系统（包括主给水系统、辅助给水系统、主蒸汽系统、排污系统等等）管道及隔离边界—阀门。该试验包括蒸汽发生器壳体升温、蒸汽发生器二次侧升压、保压、卸压等多项工艺流程，且在升压、卸压过程中要实现对升降压速度的精确控制。

[0003] 以往核电站的蒸汽发生器二次侧役前水压试验，均是由国际上核电技术支持公司提供临时性组装系统进行此项试验，费用非常高。升温工艺通过大型槽车分段加热注水等方式实现；采用普通单台打压泵升压。这种临时系统主要有如下缺点：系统升温非常慢导致试验周期很长；设备分散布置，占用的空间体积大、现场临时接口较多、设备安装周期长；临时连接的打压系统安全性差、性能稳定性较差、所需试验操作人员多。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，该系统性能稳定可靠，能够实现蒸汽发生器二次侧壳体的均匀、迅速升温；打压试验中能够保证系统升压、降压安全平稳；体积小、安全性高、稳定性高、调节精度高，能够有效缩短试验周期，提高效率。

[0005] 实现本发明目的的技术方案：一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，它包括能够向蒸汽发生器二次侧内打压的打压泵、电加热水箱和循环泵，所述的打压泵与循环泵并联，打压泵的入口和循环泵的吸入口均与电加热水箱的水箱出口管连通，打压泵的出口和循环泵的出口均与蒸汽发生器二次侧的手孔临时接口连通，电加热水箱的水箱回水管与蒸汽发生器二次侧的高位临时接口连通。

[0006] 所述的电加热水箱与打压泵之间设有前置增压泵。

[0007] 所述的打压泵包括大流量打压泵和小流量打压泵，大流量打压泵和小流量打压泵并联。

[0008] 所述的并联后的大流量打压泵和小流量打压泵的出口与手孔临时接口之间设有可调压力回流装置，可调压力回流装置与前置增压泵的吸入口之间设有回流管线。

[0009] 所述的可调压力回流装置与手孔临时接口之间设有旁路卸压管线，旁路卸压管线与系统排水接口之间连通，旁路卸压管线与系统排水接口之间设有两个并联的旁路卸压调节阀。

[0010] 所述的可调压力回流装置与手孔临时接口之间还设有安全阀卸压管线，安全阀卸压管线与系统排水接口之间连通，安全阀卸压管线与系统排水接口之间设有弹簧式安全阀。

[0011] 本发明的有益技术效果在于：本发明的系统采用直接循环加热的方式来实现蒸汽发生器壳体的快速升温。该系统采用模块化集成设计，能够将该系统的所有组成部分都集成在一个标准框架式集装箱内。具有体积小、功能全、调节精度高、安全性高等特点。在满足压水堆核电厂蒸汽发生器等大型设备的水压试验规程要求的基础上，能够有效缩短试验周期，提高效率。该套系统性能稳定可靠，能够实现蒸汽发生器二次侧壳体的均匀、迅速升温；打压试验中可通过多种方式保证系统升压、降压安全平稳；试验系统相关接口拆装方便，各处隔离边界密封性能良好。该系统功能全面，可在蒸汽发生器二次侧役前水压试验的不同试验阶段实现相应的工艺要求，保证了水压试验前的升温工艺要求以及水压试验的升压、卸压工艺要求。系统中设置1台高功率密度电加热水箱为加热循环回路提供热源。蒸汽发生器二次侧可直接注满冷水（除盐水），由该循环加热工艺系统对蒸汽发生器内的除盐水进行循环加热，从而间接使蒸汽发生器壳体升温。采用1台卧式的高性能离心泵作为循环泵，该循环泵机架底部设置有减震垫以满足机组运行时集装箱集成系统的稳定性要求。采用1台立式离心泵作为前置增压泵，为打压泵吸入口提供足够的压头以保证打压供水均匀稳定。通过2台不同流量的打压泵匹配切换运行，控制系统升压速度；通过变频调节单台打压泵的流量，控制系统升压速度；在系统中设置1套整定值可调的打压回流装置，系统打压出口压力高于整定值时，该打压回流装置自动开启回流管线，将打压泵出口的高压水回流至增压泵的吸入口，以保证高精度升、降压系统的打压出口压力维持在整定压力以下；在卸压旁路并联设置2台高精度的旁路卸压调节阀，以调节旁路流量，精确控制系统的升、降压速度，该调节阀能够实现高压差、变压差工况下的高精度流量调节，以保证打压、卸压流量的精确控制；在系统的总打压出口设置有1台高压打压出口电磁阀，可保证打压管线的快速通、断，以实现系统的点动打压功能。为保证水压试验的安全性，在每台打压泵的出口及系统总打压出口处均设置有不同整定压力的弹簧式安全阀，以保证设备的运行安全及操作人员的安全。

附图说明

[0012] 图1为本发明所提供的一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统的结构组成示意图。

[0013] 图中：1.蒸汽发生器二次侧；2.蒸汽发生器二次侧手孔临时接口；3.蒸汽发生器二次侧高位临时接口；4.高功率密度电加热水箱；5.循环泵；6.前置增压泵；7.大流量打压泵；8.小流量打压泵；9.旁路卸压调节阀；10.可调压力回流装置；11.打压出口安全阀；12.打压出口电磁阀；13.加热水箱液位计；14.系统排水接口；15.系统补水接口；16.水箱温度计；17.水箱出口温度计；18.水箱回水温度计；19.加热循环流量计；20.打压出口压力表；21.打压出口就地压力表；22.水箱补水隔离阀；23.水箱排水隔离阀；24.水箱放气阀；25.漏斗；26.漏斗疏水隔离阀；27.循环泵回流阀；28.打压吸入口隔离阀；29.大流量打压泵出口止回阀；30.小流量打压泵出口止回阀；31.打压旁流隔离阀；32.安全阀管线隔离阀；33.就地压力表隔离阀；34.第一循环加热软管；35.第二循环加热软管；36.高压软管；37.手孔临时接口疏水阀；38.第一高压隔离阀；39.第二高压隔离阀；40.高位临时接口放气阀；41.第三高压隔离阀；42.水箱补水管；43.水箱排水管；44.水箱出口管；45水箱回水管；46.排气管；47.小流量回流管线；48.高位临时接口放气管；49.旁路卸压管线；50.安全阀卸压管线；51.回流管线。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

[0015] 如图1所示，一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统，它包括高功率密度电加热水箱4、循环泵5、前置增压泵6、大流量打压泵7、小流量打压泵8、旁路卸压调节阀9、可调压力回流装置10、打压出口安全阀11、打压出口电磁阀12、加热水箱液位计13、系统排水接口14、系统补水接口15、水箱温度计16、水箱出口温度计17、水箱回水温度计18、加热循环流量计19、打压出口压力表20、打压出口就地压力表21、水箱补水隔离阀22、水箱排水隔离阀23、水箱放气阀24、漏斗25、漏斗疏水隔离阀26、循环泵回流阀27、打压吸入口隔离阀28、大流量打压泵出口止回阀29、小流量打压泵出口止回阀30、打压旁流隔离阀31、安全阀管线隔离阀32、就地压力表隔离阀33、第一循环加热软管34、第二循环加热软管35、高压软管36、手孔临时接口疏水阀37、与蒸汽发生器二次侧手孔临时接口2连通的第一高压隔离阀38、与蒸汽发生器二次侧手孔临时接口2连通的第二高压隔离阀39、高位临时接口放气阀40、与蒸汽发生器二次侧高位临时接口3连通的第三高压隔离阀41、小流量回流管线47、高位临时接口放气管48、旁路卸压管线49和安全阀卸压管线50。

[0016] 如图1所示，高功率密度电加热水箱4底部分别设置水箱补水管42、水箱排水管43、水箱出口管44和水箱回水管45。水箱补水管42上设置有水箱补水隔离阀22，水箱补水管42的悬置端与系统补水接口15连通。水箱排水管43上设置有水箱排水隔离阀23。
高功率密度电加热水箱4的顶部设置排气管46，该排气管46上设置有水箱放气阀24，水箱排气管46的出口设置一台漏斗25，该漏斗25的下游经过漏斗疏水隔离阀26与系统排水接口14相连通。功率密度电加热水箱4上还设置有如下测量仪表：一台加热水箱液位计13，液位计13连通水箱的底部和顶部；一只水箱温度计16，水箱温度计16设置在水箱内部；一只水箱出口温度计17，设置在水箱出口管44内；一只水箱回水温度计18，设置在水箱回水管45内。

[0017] 如图1所示，循环泵5的吸入口通过水箱出口管44与高功率密度电加热水箱4底部连通，循环泵5的出口通过第二循环加热软管35与蒸汽发生器二次侧手孔临时接口2相连通。在循环泵5出口管线上分别设置有加热循环流量计19和第一高压隔离阀38。另外，在循环泵5的出口和吸入口之间设置小流量回流管线47，小流量回流管线47上设置有循环泵回流阀27。

[0018] 如图1所示，在蒸汽发生器二次侧手孔临时接口2处的第一高压隔离阀38上游设置疏水管及相应手孔临时接口疏水阀37。

[0019] 如图1所示，高功率密度电加热水箱4的回水管45通过第一循环加热软管34与蒸汽发生器二次侧高位临时接口3相连通构成加热循环回水管线，在该管线上靠近蒸汽发生器二次侧高位临时接口3处设置有第三高压隔离阀41，在第三高压隔离阀41的上游设置有高位临时接口放气管48及相应的高位临时接口放气阀40。

[0020] 如图1所示，前置增压泵6、大流量打压泵7、小流量打压泵8、可调压力回流装置10和打压出口电磁阀12共同构成了打压泵机组，其中大流量打压泵7和小流量打压泵8并联设置，每台打压泵的出口处分别设置大流量打压泵出口止回阀29和小流量打压泵出口止回阀30，前置增压泵6设置在两台打压泵的上游为其提供打压吸入压头。前置增压泵6的吸入口管道与高功率密度电加热水箱4出口管连通、且两者之间设置有打压吸入口隔离阀28。两台打压泵7、8并联后，在其泵出口汇总管道上设置一台可调压力回流装置10，该回流装置10可在打压出口压力高于一定值（该整定值可调）时开启回流管线51，将打压流体回流至前置增压泵6的吸入口。在打压泵出口汇总管线上，可调压力回流装置10的下游设置一台打压出口电磁阀12，该电磁阀12启闭可使打压回流管线51在打压泵7、8不停运的工况下间断注入打压流体，以保证点动打压工艺的实现。打压泵机组的打压出口通过高压软管36与蒸汽发生器二次侧手孔临时接口2相连通，高压软管36与蒸汽发生器二次侧手孔临时接口2之间设置一台第二高压隔离阀39。

[0021] 如图1所示，在打压出口汇总管道上，在可调压力回流装置10与打压出口电磁阀12之间设置有打压出口压力表20，在打压出口电磁阀12与高压软管36之间分别设置有一台打压出口就地压力表21、一条旁路卸压管线49和一条安全阀卸压管线50。

[0022] 如图1所示，打压出口就地压力表21的上游设置有一台就地压力表隔离阀33。

[0023] 如图1所示，安全阀卸压管线50上串联设置一台安全阀管线隔离阀32和一台打压出口安全阀11。

[0024] 如图1所示，旁路卸压管线49上设有有一台打压旁流隔离阀31和两台旁路卸压调节阀9。两台旁路卸压调节阀9并联设置构成调节阀组，打压旁流隔离阀31设置在调节阀组上游。

[0025] 如图1所示，两台旁路卸压调节阀9及打压出口安全阀11的下游通过管道汇总到系统排水接口14处。

[0026] 如下设备均集成布置在设有加强结构的标准尺寸框架式集装箱内：高功率密度电加热水箱4、循环泵5、前置增压泵6、大流量打压泵7、小流量打压泵8、旁路卸压调节阀9、可调压力回流装置10、打压出口安全阀11、打压出口电磁阀12、加热水箱液位计13、系统排水接口14、系统补水接口15、水箱温度计16、水箱出口温度计17、水箱回水温度计18、加热循环流量计19、打压出口压力表20、打压出口就地压力表21、水箱补水隔离阀22、水箱排水隔离阀23、水箱放气阀24、漏斗25、漏斗疏水隔离阀26、循环泵回流阀27、打压吸入口隔离阀28、大流量打压泵出口止回阀29、小流量打压泵出口止回阀30、打压旁流隔离阀31、安全阀管线隔离阀32、就地压力表隔离阀33、小流量回流管线47、高位临时接口放气管48、旁路卸压管线49、安全阀卸压管线50。

[0027] 下面结合附图1说明本发明所提供的一种压水堆核电厂蒸汽发生器二次侧役前水压试验集成系统的工作原理：在蒸汽发生器二次侧1及该水压试验集成系统共同充水排气完成之后，保持第一高压隔离阀38和第三高压隔离阀41开启，关闭水箱补水隔离阀22、水箱排水隔离阀23、手孔临时接口疏水阀37和高位临时接口放气阀40，启动循环泵5，通过加热循环流量计19确认系统水循环正常建立起来之后，开启加热水箱4内电加热器。循环泵5将经过加热的除盐水经蒸汽发生器下部的二次侧手孔临时接入口2注入蒸汽发生器二次侧1内，热水在蒸汽发生器内经混合后，由蒸汽发生器高位临时接入口3流回加热水箱4进行循环加热。循环加热过程中，可间断开启水箱放气阀24以排出除盐水中释放出的气体。当蒸汽发生器二次侧1壳体及管板外侧（蒸汽发生器一次侧）被加热到规定的温度范围内时，关闭加热水箱4内的电加热器，停闭循环泵5，关闭第一高压隔离阀38和有第三高压隔离阀41隔离循环加热回路。

[0028] 隔离循环加热回路后，开启加热水箱补水隔离阀22，依次启动前置增压泵6、大流量打压泵7，打压泵机组从加热水箱4吸入除盐水通过高压软管36注入蒸汽发生器二次侧1，按照系统的打压程序进行打压。若系统升至一定压力以后，打压泵7全流量打压时系统升压过快，则通过变频调节降低打压泵7的流量，也可切换小流量打压泵8打压，随着系统压力的升高，小流量打压泵8也可通过变频调节降低打压流量以保证系统升压不超过试验要求值。当压力提升至规定的各个压力平台及最终压力平台时，按照蒸汽发生器水压试验相关规程对蒸汽发生器二次侧及相关系统构件进行检查。为保证打压试验期间注入的除盐水不影响蒸汽发生器二次侧1及主体承压材料的温度，打压过程中可间断投入适当电加热元件对水箱4内打压用水进行保温加热。

[0029] 在系统升压、保压回路上设有安全阀11，对蒸汽发生器二次侧1进行超压保护。系统的升压速率控制由打压泵变频、切换大流量打压泵7和小流量打压泵8以及调节高精度旁路卸压调节阀9来实现，在无法连续精确控制升压速率时，可采用点动出口电磁阀12的控制方式控制打压。在系统进行降压时，通过调整高精度旁路卸压调节阀9的流量来控制降压速率，必要时可保持打压泵在适当流量下运行，以确保系统的降压速率不超过试验要求限值。

[0030] 上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术，例如高功率密度电加热水箱4、循环泵5、前置增压泵6、大流量打压泵7、小流量打压泵8、旁路卸压调节阀9、可调压力回流装置10、打压出口安全阀11、打压出口电磁阀12、加热水箱液位计13、系统排水接口14、系统补水接口15、水箱温度计16、水箱出口温度计17、水箱回水温度计18、加热循环流量计19、打压出口压力表20、打压出口就地压力表21、水箱补水隔离阀22、水箱排水隔离阀23、水箱放气阀24、漏斗25、漏斗疏水隔离阀26、循环泵回流阀27、打压吸入口隔离阀28、大流量打压泵出口止回阀29、小流量打压泵出口止回阀30、打压旁流隔离阀31、安全阀管线隔离阀32、就地压力表隔离阀33等均可以采用现有技术中任何型号的产品。