[发明专利]一种核电厂给水加热器安全阀选型方法及系统

说明书

本发明公开了一种核电厂给水加热器安全阀选型方法及系统，用于解决现有技术中在核电厂给水加热器安全阀选型上，缺乏有效可靠的方法来选择合适型号的安全阀以确保给水加热器安全运行的技术问题，所述方法包括：基于所述疏水流量调节阀处于全开状态的工况，计算获得所述安全阀的第一通流面积；基于所述换热管破口的工况，计算获得所述安全阀的第二通流面积；基于所述第一通流面积和第二通流面积，确定所述安全阀的通流量，并基于所述通流量进行安全阀选型；实现了根据实际应用情况设计计算核电厂给水加热器的安全阀通流量，基于该通流量设计或选择合适的安全阀，来确保给水加热器压力值能够维持在安全压力范围内。

技术领域

本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种核电厂给水加热器安全阀选型方法及系统。

背景技术

核电厂给水加热系统是核电厂常规岛重要的工艺系统，核电厂给水加热系统中的主要设备是给水加热器，如图1所示，给水加热器是用于加热给水的表面式换热器，主要由壳体10和U型换热管20(包括入水口201和出水口202) 组成；壳体10构成一密封壳体空间，U型换热管20设置在该壳体空间内；在壳体10上设置有给水入口101和给水出口102分别与U型换热管20的入水口 201和出水口202导通；在壳体10上设置有用于与核电厂汽水分离再热器30 (以下简称：MSR)连接的疏水入口103、用于与汽轮机40连接的抽气入口 104；其中，MSR30向壳体空间注入的高温疏水和汽轮机40向壳体空间注入的高温蒸汽是给水加热器的两个主要热源；它们通过热传递作用将热量传递给 U型换热管20中的给水。

由于核电厂给水加热器存在超过设计压力的安全问题，为了保证设备的安全运行，在核电厂给水加热器壳体10上还设置有用于在壳体10内部的压力超过安全临界压力值时及时向外排放工质的安全排汽管道50；在安全排汽管道 50上设置有用于调节排汽量的安全阀60。由于安全阀60的通流量决定了在工况发生(即给水加热器超压)时是否能够及时排出给水加热器壳内的工质来给其降压，即安全阀60的通流量对于保证核电厂的安全稳定运行起着非常重要的作用，因此在给水加热器安全阀60选型设计中，安全阀60通流量的正确估算至关重要。

目前，火电厂给水加热器系统和设备形式与核电厂基本相同，二者的不同之处在于火电厂给水加热器的热源主要来自汽轮机注入的热蒸汽(如图1所示，除去虚线框1所示的部分，即为火电厂给水加热系统的结构图)。目前，国内外大多数火电厂给水加热器安全阀通流量设计估算均遵循国内外广泛使用的美国HEI标准，在我国国内有少数火电厂也采用国内电力行业标准；但是无论是采用美国HEI标准还是国内电力行业标准，在进行给水加热器安全阀通流量设计估算时，安全阀通流量需满足给水加热器内一根换热管破裂2个断口的给水流量或10％额定给水流量两者当中较大值的排放要求，从而保证给水加热器不发生超压致使设备损坏。

但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

仍请参考图1，核电厂给水加热器相比于火电厂给水加热器，其热源增加了“MSR向壳体空间注入高温疏水”这一项(即图1中虚线框中的部分)；由于汽水分离再热器30的疏水进入给水加热器，疏水受到的压力会减小而转换为水蒸汽，又由于安全阀60基于通流量选型的基础是流体力学和工程热力学的基本公式，而对于水蒸汽(特别是饱和水蒸汽)由于其热力学特性不同于理想气体，使得其通流量计算具有特殊性；基于这一特殊性，在核电厂给水加热器实际应用中还需要考虑疏水流量调节阀(设置在给水加热器壳体10与汽水分离再热器30的连接管道上，用于调节疏水流量)失效造成给水加热器壳内超压的情况，而这一点是火电厂给水加热器安全阀在通流量设计估算时所不需要考虑的。可见，火电厂给水加热器安全阀通流量估算设计遵循HEI标准可满足火电厂给水加热器安全运行的安全阀选型需求，但不适用于核电厂给水加热器安全阀选型。

也就是说，现有技术中存在，在核电厂给水加热器安全阀选型上，缺乏有效可靠的方法来选择合适型号的安全阀以确保给水加热器安全运行的技术问题。

发明内容