某核电厂主蒸汽系统差异分析

刘慧杰 任旭东 刘本帅 龚帅 成都

摘   要：核电厂主蒸汽系统主要用于蒸汽输送，用于排除由反应堆产生的热量。华龙一号是基于我国30余年核电科研、设计、建造、调试和运行经验，充分借鉴国际三代核电技术先进理念，吸收福岛核事故经验反馈，采用国际最高安全标准，具有完全自主知识产权的三代压水堆核电堆型，随着核电技术的不断发展，主蒸汽系统也随之发展，通过对主蒸汽系统差异进行分析，包括系统功能差异、设计基准差异、系统差异、主要设备差异等可以更好地掌握不同堆型的主蒸汽系统的相关技术资料，为广大核电人员提供良好的理论知识，以便更好地开展相关工作。

关键词：华龙一号  主蒸汽系统  差异

中图分类号：TK124                                 文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）02（a）-0092-02

核电厂主蒸汽系统用于将蒸汽发生器产生的蒸汽输送到汽轮机蒸汽和输水系统、汽轮机轴封系统、汽水分离再热器系统、蒸汽向凝汽器排放系统、蒸汽向大气排放系统、辅助给水泵汽轮机、辅助蒸汽系统和汽轮机主汽门等。本系统还与主给水流量控制系统，启动给水系统和辅助给水系统一起，用于在电厂正常运行工况、紧急工况和事故工况下排出由反应堆产生的热量。另外，主蒸汽系统流量和压力测量信号用于触发反应堆停堆，安注和蒸汽管线隔离等信号。

核电厂主蒸汽系统常规岛部分不按核安全功能分级，但是为了防止电气厂房受非核安全分级的主蒸汽管道破裂的影响而设有管道防甩装置。主蒸汽疏水系统从主蒸汽系统排出冷凝水，常规岛中设有回收核岛来的疏水管路的疏水的设备，回收的清洁疏水通过凝汽器返回主给水系统，或是排到常规岛废液收集系统。

1  总体差异

1.1 系统功能差異

1.1.1 核岛部分安全功能

主蒸汽系统与给水流量控制系统、启动给水系统和辅助给水系统一起，用于在电厂正常运行工况、紧急工况和事故工况下排出由反应堆产生的热量。

主蒸汽隔离阀设计用来在单一故障的假设下，当在安全壳内的或在径向限位器下游的蒸汽管线破裂后，把失控的蒸汽排放限制到不超过一台蒸汽发生器的水装量。

TSM测量通道的信号用于引发反应堆停堆、安全注入和蒸汽管线隔离等信号。

1.1.2 常规岛部分安全功能

常规岛主蒸汽系统不按核安全功能分级。但是，为防止电气厂房受非核安全分级的主 蒸汽管道破裂的影响而设有管道防甩装置。

分析：M310机组和华龙一号机组的主蒸汽系统在主要功能上主要存在主蒸汽接口系统上：M310机组存在主蒸汽向蒸汽转换系统和主给水除氧器系统供汽管线;华龙一号机组取消主蒸汽向蒸汽转换系统和主给水除氧器系统供汽管线，更改为向辅助蒸汽系统供气管线。

1.2 设计基准差异

（1）设计基准华龙一号机组以《ACP1000核岛主要系统设计准则》为标准，而M310机组以《RCC-P法国90万千瓦压水堆核电厂系统设计和建造规则》为标准;

（2）华龙一号机组主蒸汽系统在蒸汽发生器出口蒸汽管道上设置了“主蒸汽管道局部泄漏监测”设备，而M310机组无此设备;

（3）M310机组存在主蒸汽向蒸汽转换系统和主给水除氧器系统供汽管线;华龙一号机组取消主蒸汽向蒸汽转换系统和主给水除氧器系统供汽管线，更改为向辅助蒸汽系统供气管线。

（4）华龙一号机组主蒸汽系统每台主蒸汽安全阀本体存在相关排气管线，设有疏水漏斗，而M310无相关疏水漏斗;

（5）华龙一号机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔离阀对应两台气动泵，相关动力管线上有很多隔离阀，而M310机组每台主蒸汽隔离阀对应一台气动泵，并且在相关动力管线上无隔离阀;

（6）华龙一号机组主蒸汽系统在蒸汽发生器出口每条母管上增设一条蒸汽流向PRS（二次侧非能动预热排除系统）管线;

（7）因华龙一号机组与M310机组设计差异，造成主蒸汽系统重要参数存在一定的差别。

1.3 系统差异

1.3.1 系统布置差异

华龙一号机组与M310机组系统布置无差异，因设计差异存在标高差异。

1.3.2 系统流程差异

华龙一号机组和M310机组主蒸汽系统在流程上的差异主要在于华龙一号不存在蒸汽转换系统，而M310存在蒸汽转换系统，M310机组主蒸汽通过蒸汽转换系统在传输到辅助蒸汽系统。华龙一号机组除氧器所用蒸汽来源于辅助蒸汽系统，而M310机组除氧器所用蒸汽来源于主蒸汽系统。

1.4 主要设备差异

1.4.1 主蒸汽管道局部泄漏监测设备差异

华龙一号机组相对于M310机组新增设了26个声发射探头，采用LBB技术的监测手段，有如下要求 ：

至少有两种不同的泄漏测量方式;

至少一种满足抗震要求;

仪表最小可探测泄漏率为0.25gpm（0.95L/min）

仪表系统响应时间小于1h。

主蒸汽管道声发射泄漏监测系统介绍：

布置在主蒸汽管道保温层外的26个声发射探头通过焊接在管道上的波导杆监测管道是否发生泄漏，声发射信号送到声发射放大器进行信号放大，再通过同轴电缆将信号进行远距离传输到相应房间，26个声发射信号由声发射采集卡进行数据采集后，在声发射处理机柜进行数据的分析处理。当仪表故障或触发泄漏报警时，机柜通过DO输出端口将信号送到DCS，并在主控室进行报警。

分析：华龙一号机组对主蒸汽母管泄露的监测更加完善。

1.4.2 主蒸汽管道蒸汽流量表和压力表差异

（1）华龙一号主蒸汽系统在每条主蒸汽管道有4个蒸汽流量表（共12个），而M310机组在每条主蒸汽管道有2个蒸汽流量表（共6个）。

（2）华龙一号主蒸汽系统在每条主蒸汽管道有4个蒸汽压力表（共12个），而M310机组在每条主蒸汽管道有3个蒸汽压力表（共9个）。

分析：华龙一号机组对主蒸汽管道蒸汽流量和压力的监测更加完善，减少因仪表问题失误风险，有利于机组的安全运行。

1.4.3 主蒸汽隔离阀差异

华龙一号机组主蒸汽隔离阀是采用中核苏阀与CURTISS-WRIGHT共同研发的双楔块平行双闸板结构，M310机组主蒸汽隔离阀是采用FLOWSERVE的楔形双闸板闸阀。其设备结构主要差异如下：

（1）华龙一号机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔离阀没整体结构，即执行机构组件为一整体，无外接设备;M310机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔离阀的气动泵与执行机构不是统一整体;

（2）华龙一号机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔离阀对应两台气动泵，相关动力管线上有9个隔离阀及压力测点，而M310机组每台主蒸汽隔离阀对应一台气动泵，并且在相关动力管线上只有一个隔离阀及压力测点;

（3）华龙一号机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔離阀只有一条慢关管线，并且慢关管线还设有一条旁路管线，慢关管线是独立的一条泄油管线;M310机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔离阀存在两条慢关管线，并且慢关管线中需要快关电磁阀配合，慢关管线并不是一条独立的泄油管线;

（4）华龙一号机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔离阀有两条快关管线，快关管线还设是独立的一条泄油管线;M310机组主蒸汽系统每台主蒸汽隔离阀存在两条快关管线，快关管线并不是一条独立的泄油管线。

2  结语

核电厂主蒸汽系统作为主蒸汽的主要传送系统，通过分析对比两种堆型的系统差异，可以更好地使大家全面了解华龙一号机组主蒸汽系统，同时能够避免安装调试运行过程中可能出现的经验主义错误，以便能够保质保量地完成华龙一号机组建设。

参考文献

[1] 李嫦月.主蒸汽系统手册第2-5章[Z].中国核工程有限公司，2010-9.

[2] 王佳明.百万千瓦级先进压水堆核电机组（ACP1000）主蒸汽系统手册第2-5章[Z].中国核工程有限公司，2018-09.