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    核電廠(chǎng)輔助蒸汽壓力變送器波動(dòng)的影響分析
    信息來(lái)源: 壓力變送器 | 2022-10-28 點(diǎn)擊量: 2825

      在工業(yè)化迅速發(fā)展的大時(shí)代,缺少不了壓力變送器、流量計、液位計、密度計、差壓變送器等儀表把現場(chǎng)第一數據實(shí)時(shí)傳輸到工控系統上,為整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統充當控制、檢測等一系列的眼睛,接下來(lái)華恒儀表為您解讀工業(yè)現場(chǎng)最前沿的壓力變送器使用情況。 

      摘要:改進(jìn)型三環(huán)路壓水堆核電機組輔助蒸汽供應系統在某些情況下偶爾會(huì )出現壓力不穩定的情況。為了確定短時(shí)間壓力波動(dòng)是否影響常規島用戶(hù)的正常運行,文章對下游用戶(hù)的運行特點(diǎn)和運行參數進(jìn)行分析。通過(guò)計算比較用戶(hù)與輔助蒸汽的換熱量,理論驗證了當常規島部分輔助蒸汽壓力下降到非常小值0.45MPa時(shí),也能夠滿(mǎn)足下游長(cháng)期用戶(hù)的使用需求。

      改進(jìn)型壓水堆機組(簡(jiǎn)稱(chēng)CPR1000)的輔助蒸汽轉換系統(簡(jiǎn)稱(chēng)STR)和電鍋爐系統(簡(jiǎn)稱(chēng)XCA)是輔助蒸汽的生產(chǎn)者,生產(chǎn)出額定參數的飽和蒸汽提供給輔助蒸汽分配系統(簡(jiǎn)稱(chēng)SVA)。在正常運行時(shí)SVA輔助蒸汽壓力穩定,但是當輔助蒸汽的生產(chǎn)者由XCA切換到STR(或STR切換到XCA),或者設備本身存在故障時(shí),將導致產(chǎn)汽壓力不穩定。
      為了確定SVA蒸汽壓力波動(dòng)期間是否滿(mǎn)足下游用戶(hù)的正常使用,需要確定輔助蒸汽管道壓力允許波動(dòng)的范圍。只要壓力有波動(dòng)期間控制在此范圍內可以保證用戶(hù)運行。
      在后續理論計算中使用的物理符號的意義和單位的說(shuō)明如下:
      Qs為通過(guò)調節閥的蒸汽流量,kg/h;P1為調節閥前蒸汽壓力,MPa;KV為調節閥計算流量系數;CV為調節閥流量系數;K為1+0.0013Tsh,其中Tsh為蒸汽過(guò)熱溫度,℃(飽和蒸汽的K取1);CV1為蒸汽壓力1.2MPa時(shí)SES202VV的CV值;CV2為蒸汽壓力1.2MPa時(shí)STR015VV的CV值;Qa1為正常流入SES的輔助蒸汽流量,kg/s;Qb1為正常流入STR除氧器的輔助蒸汽流量,kg/s;Qq為輔助蒸汽凝結成水釋放的汽化潛熱量;Qn為凝結水降溫所釋放的熱量;Qq1為正常輔助蒸汽向SES系統釋放的汽化潛熱量,kJ/s;Qq2為正常輔助蒸汽向STR除氧器所釋放的汽化潛熱量,kJ/s;C為水的比熱容,4.2×103J/(kg·℃);m為水的質(zhì)量;Δt為水下降溫度;Qn1為正常輔助蒸汽凝結水溫度降低對SES釋放的熱量,kJ/s;Qn2為正常工況輔助蒸汽凝結水溫度降低對STR除氧器所釋放的熱量,kJ/s;Q為輔助蒸汽與用戶(hù)的總換熱量;QA為輔助蒸汽凝結盛水所釋放的汽化潛熱量,kJ/s;Qb為輔助蒸汽凝結成水后溫度下降釋放的熱量,kJ/s;Qv1為蒸汽在0.45MPa下SES202VV的CV值;Qv2為蒸汽在0.45MPa下STR015VV的CV值;Qq1為蒸汽非常低壓力下與SES換熱器釋放的汽化潛熱量,kJ/s;Qq2為蒸汽非常低壓力下與STR除氧器釋放的汽化潛熱量,kJ/s。1輔助蒸汽分配系統根據用戶(hù)分布的不同,SVA可以分為常規島部分和核島部分,常規島部分輔助蒸汽為參壓力1.2MPa,溫度188.8℃的飽和蒸汽;核島部分為壓力0.45MPa,溫度147.9℃的飽和蒸汽。其中核島輔助蒸汽是由常規島輔助蒸汽經(jīng)過(guò)減壓閥降壓后得到,在兩部分管道上設置有壓力變送器測量進(jìn)行壓力監測。
      2輔助蒸汽壓力允許波動(dòng)非常大范圍
      常規島部分輔助蒸汽用戶(hù)包括除氧器系統(ADG),STR自身的除氧器,熱水分配系統(SES)換熱器,汽輪機軸封系統(CET),輔助給水系統(ASG)的汽動(dòng)泵。其中ADG和CET只有在機組啟動(dòng)前期用到輔助蒸汽,在主蒸汽具備供應條件后轉為即轉為使用主蒸汽;ASG汽動(dòng)泵也在設備定期試驗的時(shí)候使用輔助蒸汽;只有SES換熱器和STR除氧器作為長(cháng)期用戶(hù)在運行時(shí)需要一直用到輔助蒸汽;核島部分輔助蒸汽用戶(hù)包括ASG儲水箱,三廢系統。這二者在機組功率運行后根據運行狀態(tài)不定期使用輔助蒸汽,使用的蒸汽量和時(shí)間根據用戶(hù)需求而定,平時(shí)需要保持輔助蒸汽連續穩定供應。根據系統設計手冊,SVA管道設計非常大壓力為1.4MPa,為保證設備安全管道壓力非常大值不能超過(guò)1.4MPa;0.45MPa蒸汽是通過(guò)1.2MPa部分降壓后得到,為保證核島部分輔助蒸汽的正常供應,1.2MPa的輔助蒸汽壓力波動(dòng)非常小值不超過(guò)0.45MPa。即常規島輔助蒸汽壓力波動(dòng)的允許范圍為0.45~1.4MPa。3輔助蒸汽壓力波動(dòng)對常規島用戶(hù)的影響根據以上描述,常規島輔助蒸汽部分只有SES換熱和STR除氧器兩個(gè)長(cháng)期用戶(hù)。二者通過(guò)調節閥SES-202VV,STR015VV來(lái)各自控制進(jìn)入用戶(hù)的輔助蒸汽量。當輔助蒸汽壓力高時(shí)可以通過(guò)調節閥門(mén)的作用降低進(jìn)汽壓力,壓力升高對戶(hù)的影響不大。在此驗證,當常規島輔助蒸汽壓力下降到非常小值0.45MPa時(shí),這兩個(gè)用戶(hù)是否能夠正常運行。
      3.1正常壓力下常規島用戶(hù)與輔助蒸汽的換熱量
      在機組正常工況下,SES202VV、STR015VV運行數據如表1所示。
      常規島用戶(hù)運行信息
      輔助蒸汽在與用戶(hù)的換熱過(guò)程為首先由飽和蒸汽凝結成飽和水,釋放出汽化潛熱,飽和水在換熱器內與用戶(hù)繼續換熱而溫度下降飽和蒸汽通過(guò)調節閥的蒸汽流量公式:
      輔助蒸汽與用戶(hù)換熱器經(jīng)過(guò)換熱后的非常終凝結水溫度未知,不考慮凝結水溫度下降所釋放的熱量,可以看出>Q1,>Q2,即當SVA壓力為0.45MPa時(shí),輔助蒸汽與SES換熱器和STR除氧器的汽化潛熱的放熱量就大于正常運行期間二者的熱量需求。由此可見(jiàn),常規島部分輔助蒸汽部分管道在壓力下降到非常小值0.45MPa時(shí),也能夠滿(mǎn)足下游SES和STR除氧器這兩個(gè)長(cháng)期用戶(hù)的使用需求。
      4結束語(yǔ)
      根據CPR1000核電機組SVA系統用戶(hù)運行需求和設計標準,輔助蒸汽的壓力波動(dòng)允許范圍是0.45~1.4MPa。文章經(jīng)過(guò)理論驗證得出,當常規島部分輔助蒸汽壓力在此區間波動(dòng)時(shí),也能夠滿(mǎn)足SES換熱器和STR除氧器這兩個(gè)長(cháng)期用戶(hù)的正常運行,為現場(chǎng)采取緊急人工干預的時(shí)機提供了參考。
      儀器儀表是工業(yè)化進(jìn)程的基石,只有選用工業(yè)現場(chǎng)選用合適的儀表,才能夠事半功倍,自動(dòng)化流程才能夠更加自動(dòng)化。
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