一种核电站电锅炉模块化系统及厂房布局的制作方法

1.本发明属于能源和电站设计技术领域，具体涉及一种核电站电锅炉模块化系统及厂房布局。


背景技术：

2.核电站设计中辅助锅炉的作用是在核电汽轮机组投运启动前为相关用户提供辅助蒸汽。在我国目前已建成和建设中的核电站中，辅助锅炉主要采用燃油锅炉和电锅炉两种型式。由于电锅炉占地面积小，维护费用低，负荷调节范围大，运行操作简便，环保性能好，安全等优点，多数核电站选择电锅炉作为辅助锅炉。
3.辅助锅炉厂房作为核电站设计中一个独立的子项，不属于核岛范围。厂房内系统相对独立，按照以往的设计方法，存在设计接口多，设备选型困难等。


技术实现要素：

4.为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种核电站电锅炉模块化系统及厂房布局，将锅炉相关工艺系统和设备按照功能进行模块划分，采用模块化设计和采购，以缩短设计时间和减少建造工期。
5.为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种核电站电锅炉模块化系统，包括锅炉模块、给水模块和除氧模块，其中，锅炉模块包括锅炉本体模块、锅炉循环模块和锅炉过热模块；
7.所述除氧模块：包括热力除氧器，用于将来自核电站厂区的除盐水在所述热力除氧器中被蒸汽加热除氧后，通过管道送往所述给水模块；
8.所述给水模块：包括多台给水泵，用于将除氧后的除盐水经所述给水泵增压后，通过管道送往所述锅炉本体模块；
9.所述锅炉本体模块：包括多台电极锅炉，所述电极锅炉包括外筒和内筒；用于将增压后的除盐水经所述电极锅炉加热变成蒸汽，所述蒸汽分为两路，一路输送给厂区内需求用户，另一路输送给所述除氧模块3用于除氧；
10.所述锅炉循环模块：包括多台循环泵，用于将所述电极锅炉外筒中的除盐水送入所述电极锅炉内筒；
11.所述锅炉过热模块：包括一台或者多台过热器，在用户有过热度要求时设置，用于将所述锅炉本体模块产生的蒸汽经所述过热器变为过热蒸汽后输送至用户。
12.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述热力除氧器的除氧额定运行压力为0.02mpa，额定运行温度为105℃。
13.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述给水泵的数量为三台，两台正常使用一台备用；所述电极锅炉的数量为两台，每台所述电极锅炉均配置两台所述循环泵，一台正常使用一台备用。
14.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述系统还包括加药模块，所述加
药模块包括：
15.电解质加药装置：包括电解质加药泵和电解质加药箱，每台所述电极锅炉配置一台所述电解质加药泵和电解质加药箱，用于当锅炉炉水电导率低于额定工作状况下的电导率时，给所述锅炉模块添加电解质，提高炉水导电率，所述电解质包括na3po4；
16.化学加药装置：包括化学加药泵和化学加药箱，用于当所述热力除氧器中水的ph值《8.3时，向所述热力除氧器添加化学试剂以维持所述热力除氧器中水的ph值到8.3-9，所述化学试剂包括氨水。
17.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述系统还包括排污模块，所述排污模块包括排污罐，用于收集处理所述锅炉本体模块和所述除氧模块中除氧器的排污水。
18.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述系统还包括取样模块，所述取样模块包括所述锅炉模块中两台电极锅炉内筒炉水取样装置、电极锅炉出口蒸汽取样装置以及所述除氧模块中热力除氧器的水取样装置，每台取样装置均设置一台用于冷却样品的取样冷却器。
19.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述系统还包括压空模块，所述压空模块包括：
20.公用压缩空气：用于对设备的检修吹扫；来自厂区空压站的压缩空气，经由综合廊道输送至锅炉房，再输送至各用气点；
21.仪表用压缩空气以及相关设备：用于提供锅炉间各模块气动阀门所需的压缩空气；来自厂区空压站的压缩空气，经由综合廊道输送至锅炉房的缓冲罐，再输送至各用气点。
22.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述系统还包括控制模块，所述控制模块包括锅炉plc控制柜，用于控制所述电极锅炉的启动、运行、调节、排污、报警和停机。
23.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述系统还包括供电模块，所述供电模块根据其他模块的用电需求进行电气柜配置。
24.进一步，如上所述的核电站电锅炉模块化系统，所述系统布置在具有两层的锅炉房内，二层之间由楼梯间连通，所述系统的具体布置形式为：
25.地上一层：即地平面，包括：
26.锅炉间：其内布置有所述锅炉本体模块中的电极锅炉及中间检修操作钢平台、所述锅炉循环模块中的循环泵以及所述取样模块中的相关取样装置；
27.设备间：与所述锅炉间相邻，其内布置有所述给水模块、所述加药模块、所述排污模块、所述压空模块以及管沟；来自厂区的除盐水管道和所述压空模块管道从所述管沟进入，再输送至相应模块；所述锅炉模块产生的蒸汽也通过所述管沟输送至厂区各用户；所述排污模块通过把排污水降低压力、降低温度到60℃以下后排至室外的降温池；
28.控制室：位于地上一层的一角，与所述锅炉间相邻，所述控制室与所述锅炉间共用的墙壁上设置有门，所述控制室内布置有所述控制模块的控制柜；
29.变配电室：一个方向与所述控制室相邻，另一方向与所述锅炉间和所述设备间相邻，其内布置有所述供电模块的锅炉plc控制柜；
30.地上二层：包括除氧间，所述除氧间内布置有所述除氧模块的热力除氧器及相关管道阀门和所述锅炉过热模块的过热器。
31.采用本发明所述的核电站电锅炉模块化系统及厂房布局，具有以下显著的技术效果：
32.本发明将复杂的电锅炉工艺系统及设备，按照功能划分为单独的模块，并开展相关设计，不仅可以满足不同核电站的蒸汽用户需求的差异，对各功能模块进行灵活设计和参数调整；而且可以提高设计效率，大大缩短设计时间，并可按照功能模块进行采购安装，以缩短锅炉房建造安装时间。
附图说明
33.图1为本发明具体实施方式中提供的核电站电锅炉模块化系统的功能模块框架图；
34.图2为本发明提供的核电站电锅炉系统各模块地上一层布局图；
35.图3为本发明提供的核电站电锅炉系统各模块地上二层布局图；
36.图中，1-锅炉模块、2-给水模块、3-除氧模块、4-加药模块、5-排污模块、6-取样模块、7-压空模块、8-控制模块、9-供电模块、11-锅炉本体模块、12-锅炉循环模块、13-锅炉过热模块、41-电解质加药装置、42-化学加药装置；
37.图2和图3中，100-锅炉间、200-设备间、300-除氧间、400-控制室、500-变配电室、600-降温池、700-管沟、800-楼梯间。
具体实施方式
38.下面结合具体的实施例与说明书附图对本发明进行进一步的描述。
39.如图1所示，本发明提供了一种核电站电锅炉模块化系统，包括锅炉模块1、给水模块2和除氧模块3三大主模块，其中，锅炉模块1由锅炉本体模块11、锅炉循环模块12、锅炉过热模块13组成。来自核电站厂区的除盐水，经过除氧模块3热力除氧；除氧后的除盐水经过给水模块2中的泵组加压，输送至锅炉模块1中；经由锅炉本体模块11中调节阀组流量分配，给水被送入锅炉外筒；锅炉外筒中的除盐水经过锅炉循环模块12中循环泵送入锅炉内筒，经锅炉电极加热，变为蒸汽；在蒸汽需求用户有过热要求的情况下，锅炉模块1可加装锅炉过热模块13。蒸汽分为两路，一路输送给厂区内需求用户，另一路输送给除氧模块3，用于除氧。
40.下面分别介绍各模块的结构与功能作用。
41.除氧模块3：用于为锅炉模块1提供合格的除氧水，主要由热力除氧器及相关仪表管道组成，其中热力除氧器用于除盐水的热力除氧，来自核电站厂区的除盐水在热力除氧器中被蒸汽加热除氧。除氧额定运行压力为0.02mpa(g)，额定运行温度为105℃。锅炉本体模块11中2台锅炉共用1台热力除氧器。
42.给水模块2：用于为锅炉模块1提供高压除盐水，主要由多台给水泵组成。经过除氧后的除盐水经给水泵增压后，通过管道送往锅炉本体模块11。本实施例中设置了三台给水泵，两台正常使用一台备用。
43.锅炉本体模块11：用于加热除盐水产生蒸汽。主要包含多台电极锅炉，经增压后的除盐水经电极锅炉加热变成蒸汽，蒸汽分为两路，一路输送给厂区内需求用户，另一路输送给除氧模块3，用于除氧。电极锅炉的数量根据用户需求而定，本实施例中设置了两台电极
锅炉。
44.锅炉循环模块12：用于将锅炉外筒中的除盐水送入锅炉内筒。主要包含多台循环泵，每台电极锅炉均配置两台循环泵，一用一备，如果运行的泵出现故障或者关闭，另外一个泵会自动开启。本实施例中两台电极锅炉共配置了四台循环泵。
45.锅炉过热模块13：用于为用户提供过热蒸汽。在蒸汽用户有过热度要求时设置，主要由一台或者多台过热器组成。经锅炉本体模块11产生的蒸汽经锅炉过热模块13后输送至用户。
46.此外，该系统还设置有相关辅助模块，包括加药模块4、排污模块5、取样模块6、压空模块7、控制模块8以及供电模块9。其中：
47.加药模块4主要包括电解质加药装置41和化学加药装置42。
48.电解质加药装置41：用于给锅炉模块1添加电解质，提高炉水导电率。每台锅炉对应一台电解质加药泵和一个电解质加药箱，两台电解质加药泵可互为备用。当锅炉炉水电导率低于额定工作状况下的电导率时，需要启动电解质加药装置41向锅炉模块1加入电解质。本实施例中使用的电解质为na3po4。
49.化学加药装置42：用于维持除氧模块3中热力除氧器中水的ph值。主设备包括一台化学加药泵和一个化学加药箱。在系统正常运行时，如果热力除氧器中的ph值《8.3，这时需要通过化学加药装置42向热力除氧器中添加化学试剂，提高热力除氧器ph值到8.3-9。本实施例中，使用的化学试剂为氨水，加入氨水后，可以中和给水中的游离二氧化碳,防止发生游离二氧化碳腐蚀。
50.排污模块5：主要由排污罐及配套装置组成。排污罐用于收集处理锅炉本体模块11和除氧模块3中除氧器的排污水。
51.取样模块6：主要由五台取样装置组成，包括锅炉模块1中锅炉a内筒炉水取样装置、锅炉a出口蒸汽取样装置、锅炉b内筒炉水取样装置、锅炉b出口蒸汽取样装置以及除氧模块3中热力除氧器的水取样装置。采用手动定期取样，每个取样装置均设置一台取样冷却器，从取样冷却器收集的样品送至分析室，以保证锅炉正常运行和外供蒸汽品质。
52.压空模块7：主要由公用压缩空气、仪表用压缩空气及其管道和相关设备组成，其中：
53.公用压缩空气用于对设备的检修吹扫。来自厂区空压站，经由综合廊道输送至锅炉房，再输送至各用气点；管道采用快速接头形式与各用气点连接。
54.仪表用压缩空气用于提供锅炉间各模块气动阀门所需的压缩空气。来自厂区空压站，经由综合廊道输送至锅炉房的缓冲罐，再输送至各用气点；相关设备主要包含一个缓冲罐。
55.控制模块8主要由锅炉plc控制柜组成，其主要功能是控制锅炉的启动、运行、调节、排污、报警、停机等。
56.供电模块9主要由若干电气柜组成，根据其他模块的用电需求进行电气柜配置。
57.下面介绍本发明提供的核电站电锅炉系统在锅炉房内的布局。
58.如图2和图3所示,锅炉房为一独立建筑物，包括地上一层和地上二层，地上一层和地上二层之间由楼梯间800连通，运行检修人员可通过楼梯间71进入锅炉房地上二层。地上一层地面标高为
±
0m,地上二层地面标高为 5.2m。
59.参阅图2,本发明提供的核电站电锅炉系统各模块在锅炉房一层的布置如下：
60.地上一层主要包括锅炉间100、设备间200、控制室400和变配电室500，其中：
61.锅炉间100主要布置有锅炉本体模块11中的两台电极锅炉及中间检修操作钢平台、锅炉循环模块12中的四台循环泵以及取样模块6中的相关取样装置。
62.设备间200与锅炉间100相邻，主要布置有给水模块2、加药模块4、排污模块5、压空模块7以及管沟700。来自厂区的除盐水管道和压空模块7管道从管沟700进入，再输送至相应模块；锅炉模块1产生的蒸汽也通过管沟700输送至厂区各用户。排污模块5通过把排污水降低压力、降低温度到60℃以下后排至位于室外的降温池600。
63.控制室400位于地上一层的一角，与锅炉间100相邻，控制室400与锅炉间100共用的墙壁上设置有门。控制室400内布置有控制模块8的控制柜，用于工作人员监控锅炉的运行。
64.变配电室500一个方向与控制室400相邻，另一方向与锅炉间100和设备间200相邻,其内布置有供电模块9的若干plc控制柜。
65.参阅图3,本发明提供的核电站电锅炉系统各模块在锅炉房二层的布置如下：
66.地上二层主要为除氧间300，除氧间300主要布置有除氧模块3的热力除氧器及相关管道阀门和锅炉过热模块13的过热器。除氧模块3满水重量41吨，采用局部承重设计。
67.本发明提供的核电站电锅炉系统及厂房布局将复杂的电锅炉工艺系统及设备，按照功能划分为单独的模块，并开展相关设计，不仅可以满足不同核电站的蒸汽用户需求的差异，对各功能模块进行灵活设计和参数调整；而且可以提高设计效率，大大缩短设计时间，并可按照功能模块进行采购安装，以缩短锅炉房建造安装时间。
68.上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。