[发明专利]一种一体化小型反应堆核电机组的系统与堆机运行方法

权利要求书

1.一种一体化小型反应堆核电机组的系统，其特征在于，包括一体化反应堆、汽轮发电机组以及主要控制系统；所述一体化反应堆包括压力容器(1)、汽水分离器(4)以及正常余热排出系统(15)；所述压力容器(1)内设有反应堆控制棒驱动机构(2)和直流式蒸汽发生器(3)，直流式蒸汽发生器(3)的出口与汽水分离器(4)的入口连接；所述正常余热排出系统(15)的进出口与堆芯一回路管道相连接，用于在机组启停阶段导出堆芯余热；所述汽轮发电机组包括汽轮机入口蒸汽调节阀(5)、汽轮机(6)、凝汽器(7)、凝结水泵(8)、除氧器(9)、给水泵(10)、给水调节阀(11)、旁路蒸汽排放阀(12)、分离器疏水排放阀(13)以及发电机(14)；所述汽轮机入口蒸汽调节阀(5)的入口与汽水分离器(4)的蒸汽出口连接，汽轮机入口蒸汽调节阀(5)的出口与汽轮机(6)的入口连接，所述汽轮机(6)的蒸汽出口与凝汽器(7)的入口连接，凝汽器(7)底部出口与凝结水泵(8)的入口连接，凝结水泵(8)的出口与除氧器(9)的入口连接，除氧器(9)的出口与给水泵(10)的入口连接，所述给水泵(10)的出口与给水调节阀(11)的入口连接，给水调节阀(11)的出口与直流式蒸汽发生器(3)的入口连接；所述旁路蒸汽排放阀(12)的入口与汽水分离器(4)蒸汽出口连接，旁路蒸汽排放阀(12)的出口与凝汽器(7)的入口连接；所述分离器疏水排放阀(13)的入口与汽水分离器(4)底部疏水口连接，分离器疏水排放阀(13)的出口与除氧器(9)的入口连接；所述发电机(14)与汽轮机(6)的转子连接；所述主要控制系统包括汽轮机蒸汽控制系统(16)、反应堆功率控制系统(17)、旁路蒸汽排放控制系统(18)、给水流量控制系统(19)以及分离器液位控制系统(20)。

2.根据权利要求1所述的一种一体化小型反应堆核电机组的系统，其特征在于：所述汽轮机蒸汽控制系统(16)有“功率运行模式”、“低负荷模式”两种模式；功率运行模式下，汽轮机入口蒸汽调节阀(5)用于维持直流式蒸汽发生器(3)出口压力恒定；低负荷模式下，汽轮机入口蒸汽调节阀(5)根据发电机(14)目标功率需求调节汽轮机(6)入口蒸汽流量。

3.根据权利要求1所述的一种一体化小型反应堆核电机组的系统，其特征在于：所述反应堆功率控制系统(17)有“手动控制模式”、“自动控制模式”两种控制模式；所述手动控制模式下，反应堆功率由操纵员手动控制；自动控制模式下，反应堆采用堆跟机控制策略，核岛功率跟随汽轮机组的负荷变化而变化，同时维持一回路平均温度恒定。

4.根据权利要求1所述的一种一体化小型反应堆核电机组的系统，其特征在于：所述旁路蒸汽排放控制系统(18)有“温度控制模式”、“压力控制模式”两种模式；所述温度控制模式下，旁路蒸汽排放用于防止一回路平均温度过高；所述压力控制模式下，旁路蒸汽排放用于维持主蒸汽母管压力恒定。

5.根据权利要求1所述的一种一体化小型反应堆核电机组的系统，其特征在于：所述给水流量控制系统(19)有“手动控制模式”、“功率运行模式”两种模式；所述手动控制模式下，根据操纵员指令调节或维持给水流量；所述功率运行模式下，根据机组发电功率目标值与实际值的偏差调节给水流量，响应外部供电需求。

6.根据权利要求1所述的一种一体化小型反应堆核电机组的系统，其特征在于：所述汽水分离器液位控制系统(20)根据分离器液位与整定值偏差调节分离器内的疏水流量。

7.根据权利要求1-6任意所述的一种一体化小型反应堆核电机组的堆机运行方法，其特征在于，包括以下三个阶段的堆机运行方法：

(1)机组功率运行阶段的堆机运行方法，即堆、机功率均功率大于15％，反应堆投入堆跟机“自动控制模式”阶段的运行方法；

(2)机组启动过程的堆机运行方法，即从机组启动到反应堆投入堆跟机“自动控制模式”这一过程的运行方法；

(3)机组正常停运过程的堆机运行方法，即从反应堆退出堆跟机“自动控制模式”至反应堆停堆冷却这一过程的运行方法。