核电厂主给水泵暖泵及快速冷却系统研发与实施
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完成单位:福建福清核电有限公司
登记编号:ZSCX-DL2019-J-1-10
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
成果主要完成人
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项目概况
1、立项背景
M310型压水堆核电站常规岛电动主给水泵系统设计有3台电动主给水泵,两用一备,电厂在调试运行期间发现该泵组存在以下两个问题:
1)泵组未设计暖泵管线,在应急启动时可能由于转子瞬间受热不均匀导致动静部件发生碰磨,严重时会导致备用泵损坏;应急启泵时,备用泵及管道内的冷水对下游容器有热冲击,导致下游容器液位波动,严重时会触发停堆信号。
2)泵组未设计冷泵管线,主给水泵停运后,泵体及管道内存在高温高压水,待泵体及管道冷却后,才能进行排水开展检修工作,等待周期长达2-3天。
2、主要做法
暖泵系统:
从三台主给水泵出口母管引出高温高压热水,返回至备用主给水泵的底部排水口,对备用主给水泵进行加热。
暖泵水取自主给水泵出口逆止阀和隔离阀之间的高压给水管道,分别经多级节流孔板降压后供至前置泵底部排水口及压力级泵底部排水口。多级节流孔板后均设有截止阀,用于隔离以及粗略调节暖泵水流量,并在暖泵管线母管上设置手动隔离阀作为暖泵管线总阀。
暖泵水从泵底部进入泵内,可避免泵底部存在暖泵死点。主给水母管内高温高压水经暖泵管线进入压力级泵及前置泵,再返回除氧器,对热备用的APA主给水泵进行有效的预热,确保泵壳上下温差小于25℃,且压力级泵出口温度探头示数与除氧器水温相差小于25℃,保证热备用的APA主给水泵处于随时能够启动的状态。
快速冷却系统:
利用主给水泵前置泵和压力级泵之间的排水口将高温高压的热水排放至新增的冷却水母管,通过该母管将中压给水管道排水及排气输送至冷却装置与冷水进行混合冷却降温,冷却后的废液排至主给水泵管沟内的集水坑。
3、功能效果
暖泵系统主要用途:用于对备用主给水泵进行预热,防止应急启动时泵轴抱死及泵体内冷水对下游高压加热器的冲击。
快速冷却系统主要用途:主给水泵停运后,快速排出泵体内的高温高压水,减少泵体及中间滤网检修的等待时间。
4、创新亮点
1)暖泵水从备用泵底部排水口进入泵体,可有效避免暖泵死点,防止泵体上下部温差过大。
2)快速冷却系统采取将高温高压水排出泵体的方式加速泵体冷却,而非传统的将冷却水源直接引入被冷却设备。
5、实施应用前后效果(益)情况
完成暖泵及快速冷却系统变更后,进行试验,确认各项变更后指标满足设计要求。经多次验证,暖泵管线投用后,备用泵出口管道温度可达165℃(除氧器温度176℃条件下),温差仅11℃;前置泵及压力级泵上下部温差也均在25℃以内,完全满足预期目标,改造一次成功,未出现同行电厂出现的暖泵不充分或管道异常振动问题。
快速冷却管线投用后,主给水泵停运后,等待冷却时间从2-3天缩短至1天以内。
6、推广价值及范围
目前福清核电1-4号机组已全部完成主给水泵暖泵及快速冷却系统的变更实施工作,使用效果良好。
同行核电厂(方家山核电、宁德核电、大亚湾核电等单位)也已经参考此方案,完成主给水泵暖泵及快速冷却系统的变更改造。