核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的制作方法

[0001]
本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统。


背景技术：

[0002]
安全是核电站的生命线，根据纵深防御的设计原则，核电站设备上配置多重冗余及保护。电源是核电站设备运行的动力源，电源的可靠性对核电站安全至关重要。为了保证核电站电源系统的高可靠性，核电站对重要用电设备或特殊要求的设备均备有应急电源，同时进行多重性、独立性地设置，以避免发生共模故障导致应急电源不可用。
[0003]
新建核电站在启动时需要用辅助蒸汽，辅助蒸汽主要用于除氧器的除氧用汽、汽轮机轴封用汽，以及在启动前的蒸汽吹扫和暖管等。核电站一般建在偏远的郊区，附近没有汽源，又不像扩建机组那样可以使用邻炉来汽，因此只有建造启动锅炉才能解决问题。
[0004]
辅助蒸汽系统在电站中有着十分重要的作用，启动锅炉是新建电厂中辅助蒸汽系统的重要组成部分。辅助锅炉虽然不是与核安全直接相关的设备，没有安全功能，但在核电站启动、正常运行和停运、机组甩负荷期间，当蒸汽转换器系统不能工作或不能满足需要时，其将为电站所有的除氧和加热负荷提供饱和的辅助蒸汽，因此也是核电站一个非常重要的系统。
[0005]
核电站正常运行时，其厂用交流电源由主发电机供电。当主发电机发生故障，厂用交流电源有厂外主电源经主变压器提供。当同时失去发电机电源及厂外主电源时，厂用交流电源通过切换装置切换由厂外辅助电源经辅助变压器供电。当发生上述厂外电源均不可用的工况时，厂内应急电源向应急厂用设备供电，当发生全厂断电工况时，由应对全厂断电的电源供电，以尽快恢复向重要安全负荷供电，保持堆型余热的排出能力和安全壳的有效隔离，缓解事故后果及预防可能的安全壳失效。
[0006]
现有核电站应急电源系统主要包括柴油发电机和厂址附加柴油发电机，应急柴油机是核电站厂内独立的应急电源，每个核电机组包括两列应急电源。此外，一个核电厂址还配置一台附加后备柴油发电机组，设备容量与应急柴油发电机组一致。日本福岛事故后，为提高全厂断电电源的可靠性和纵深防御能力，增设一台移动柴油发电机组作为全厂断电事故的临时电源。
[0007]
目前，核电站辅助蒸汽系统的启动锅炉包括燃油锅炉、电锅炉。由于核电站属于安全性极高的工程，电站一旦投入运行，使用启动锅炉的频率和时间都很少。从安全性、启动时间、厂房布置、操作方便、环保等方面，电锅炉优势明显，但其主要缺点是运行成本昂贵。
[0008]
对于燃油锅炉，柴油成本较低，但燃油锅炉的缺点包括：设备启动慢，低负荷运行性能差；辅助系统设备多，操作繁杂；易磨损和易腐蚀部件多，维修保养工作繁杂，工作环境，每年需大修1次。此外，应急柴油机在运行期间及定期试验期间排放大量余热，此部分热量的经济性无法回收。
[0009]
有鉴于此，确有必要提供一种经济、可靠的核电站启动锅炉和应急发电机联合工
作系统。


技术实现要素：

[0010]
本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种经济、可靠的核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统。
[0011]
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统，其包括：
[0012]
柴油机；
[0013]
烟气余热锅炉，通过管路连接柴油机，来自柴油机的烟气将烟气余热锅炉的水加热，变成蒸汽后送入辅助蒸汽管路；
[0014]
缸套水冷却器，补水进入缸套水冷却器，柴油机缸套水将补水加热，并进入烟气余热锅炉继续被烟气加热；
[0015]
烟囱，通过管路连接烟气余热锅炉，将来自烟气余热锅炉的烟气向外界排放；以及
[0016]
发电机，与柴油机连接，并经变压器后分别连接应急母线和厂用电线路。
[0017]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，所述柴油机排出的烟气的温度高达530摄氏度。
[0018]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，经所述烟囱排放的烟气的温度不超过120摄氏度。
[0019]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，所述缸套水冷却器中补水的温度为5-45摄氏度。
[0020]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，所述烟气余热锅炉的进烟管路设有烟气旁路。
[0021]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，所述烟气旁路连接柴油机的接管处设有烟气三通阀。
[0022]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，所述烟气旁路连接柴油机的接管处设有两只烟气调节阀。
[0023]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，所述烟气余热锅炉和烟气旁路的烟气经所述烟囱排放至外界。
[0024]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，在核电站失去内外部供电后，所述柴油机独立启动，经所述应急母线为核电站提供应急供电。
[0025]
作为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一种改进，在柴油机定期试验阶段，所述柴油机所发的电经厂用电线路供给厂内设备使用，或送入电网。
[0026]
与现有技术相比，本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的有益技术效果包括：
[0027]
首先，应急柴油发电机产生的高温烟气得到回收利用，提高了核电站运营经济性。
[0028]
其次，烟气余热锅炉可以提供高温蒸汽，可代替现有核电站使用的启动锅炉或辅助锅炉，从而节省锅炉房厂房造价、锅炉设备造价。
附图说明
[0029]
以下结合附图和具体实施方式，对本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统进行详细说明，其中：
[0030]
图1为本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的示意图。
具体实施方式
[0031]
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
[0032]
请参照图1所示，本发明提供了一种核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统，其包括：
[0033]
柴油机10；
[0034]
烟气余热锅炉20，通过管路连接柴油机10，来自柴油机10的烟气将烟气余热锅炉20的水加热，变成蒸汽后送入辅助蒸汽管路100；
[0035]
缸套水冷却器30，补水进入缸套水冷却器30，柴油机缸套水将补水加热，并进入烟气余热锅炉20继续被烟气加热；
[0036]
烟囱40，通过管路连接烟气余热锅炉20，将来自烟气余热锅炉20的烟气向外界排放；以及
[0037]
发电机50，与柴油机10连接，并经变压器60后分别连接应急母线70和厂用电线路80。
[0038]
根据本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一个实施方式，从柴油机10排出的高温烟气(可达530摄氏度)进入烟气余热锅炉20，将水加热使之变成蒸汽，蒸汽被送入辅助蒸汽管路100，可以用作核电厂生产辅助用汽。在此过程中，可以发电、供热，从而实现热电联供，向外界排放的只是低温烟气(如120摄氏度)，不含硫等有害物。烟气余热锅炉20可以产生高温、高压蒸汽，满足不同工作需求。
[0039]
补水(温度5～45摄氏度)进入缸套水冷却器30，在缸套水冷却器30中柴油机缸套水将补水加热，补水随后进入烟气余热锅炉20继续被烟气加热。
[0040]
根据本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的一个实施方式，烟气余热锅炉20的进烟管路设有烟气旁路，其接管处设有烟气三通阀90，也可采用两只烟气调节阀替代三通调节阀。柴油机10所排放烟气经排烟管、烟气三通调节阀90、烟气余热锅炉20或烟气旁路，最后送入烟囱40向外部排放。
[0041]
在图示实施方式中，发电机50所发电力经变压器60后，可根据不同工况送入应急母线70或厂用电线路80。
[0042]
请参照图1所示，本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的工作原理如下：
[0043]
1.核电站启动用汽可以通过由柴油机-烟气余热锅炉系统中的烟气余热锅炉20中的高温烟气加热产生蒸汽的办法来取得。此时，烟气三通阀90切入烟气余热锅炉20进口管道，烟气在烟气余热锅炉20中放热后送入烟囱40。柴油机10所发的电经厂用电线路80供给厂内设备使用；
[0044]
2.在核电站失去内外部供电后，柴油机10可以独立启动，经应急母线70为核电站提供应急供电。此时，烟气三通阀90切入烟气旁路，烟气直排进入烟囱40；
[0045]
3.在柴油机定期试验阶段，柴油机所发的电经厂用电线路70供给厂内设备使用，也可根据情况送入电网。此时，烟气三通阀90切入烟气余热锅炉20进口管道，烟气在烟气余热锅炉20中放热后送入烟囱40，所生产蒸汽送入辅助蒸汽管路100给厂内用户使用。
[0046]
结合以上对本发明具体实施方式的详细描述可以看出，与现有技术相比，本发明核电站启动锅炉和应急发电机联合工作系统的技术效果包括：
[0047]
首先，应急柴油发电机产生的高温烟气得到回收利用，提高了核电站运营经济性。
[0048]
其次，烟气余热锅炉20可以提供高温蒸汽，可代替现有核电站使用的启动锅炉或辅助锅炉，从而节省锅炉房厂房造价、锅炉设备造价。
[0049]
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。