一种核电厂压空生产系统及其控制方法 |
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| 申请号 | CN202210668812.8 | 申请日 | 2022-06-14 | 公开(公告)号 | CN115234478B | 公开(公告)日 | 2024-02-09 |
| 申请人 | 中核核电运行管理有限公司; 核电秦山联营有限公司; | 发明人 | 董俊斌; 刘正春; 王小闯; 陈华喜; 姜燕成; 任革; 龚文科; 周凯杰; 刘顺斌; 焦璐璐; 姜铮; 朱英波; 孙奇; 郭宏超; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种核电厂压空生产系统，包括依次通过管路连接的主空压机、主干燥器、第一 露点 仪，以及依次通过管路连接的应急空压机、第一应急干燥器、第二露点仪；中间管路的一端连接至第一露点仪出口管路的下游，另一端连接至应急空压机出口管路。此外，本发明还提供了核电厂压空生产系统的控制方法。本发明提供的核电厂压空生产系统及其控制方法，为核电厂压空生产系统降低压空损耗量，提高系统 稳定性 ，主空压机加载占比减少，提升压空备用能 力 ，节约厂用电，减少了设备损耗和维护 费用 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种核电厂压空生产系统的控制方法，其特征在于，包括核电厂压空生产系统，所述核电厂压空生产系统包括依次通过管路连接的主空压机（1）、主干燥器（2）、第一露点仪（6），以及依次通过管路连接的应急空压机（14）、第一应急干燥器（10）、第二露点仪（12）；中间管路（15）的一端连接至第一露点仪出口管路（16）的下游，另一端连接至应急空压机出口管路（17）； |
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| 说明书全文 | 一种核电厂压空生产系统及其控制方法技术领域[0001] 本发明涉及核电厂反应堆运行技术领域，尤其涉及一种核电厂压空生产系统及其控制方法。 背景技术[0003] 此外，日常运行工况下重要与非重要用户压空品质需求不一样(重要用户露点要求更严格)，以往的运行方式为各单元非关联运行，为保持露点合格，主干燥器、应急干燥器均处于过度再生运行状态。该运行方式下，造成非必要的压空消耗。秦二厂3、4号机组仪用3 压空日常用气量高达2000m /h左右，耗气量过大导致主空压机长期在较高负荷下运行，故障率高，临时负荷的增加也会导致备用压空机频繁启动，主空压机的加卸载和干燥器的再生消耗造成压空管网压力波动大，供气品质差。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种核电厂压空生产系统及其控制方法，为核电厂压空生产系统降低压空损耗量，提高系统稳定性，主空压机加载占比减少，提升压空备用能力，节约厂用电，减少了设备损耗和维护费用。 [0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0006] 一种核电厂压空生产系统，包括依次通过管路连接的主空压机、主干燥器、第一露点仪，以及依次通过管路连接的应急空压机、第一应急干燥器、第二露点仪；中间管路的一端连接至第一露点仪出口管路的下游，另一端连接至应急空压机出口管路。 [0007] 进一步地，所述第一应急干燥器和所述第二露点仪所在的第一支路上并联具有第二应急干燥器、第三露点仪的第二支路。 [0008] 进一步地，还包括与所述第一露点仪出口管路并联的第四露点仪出口管路，所述第四露点仪出口管路上设有第四露点仪。 [0009] 进一步地，所述主干燥器的出口并联有2条主干燥器出口管路，所述2条主干燥器出口管路之间连接有主干燥器再生流量调节阀。 [0010] 进一步地，所述主干燥器出口管路上设有产气逆止阀。 [0011] 一种核电厂压空生产系统的控制方法，包括以下步骤： [0012] 步骤S1：所述主空压机运行，所述应急空压机不运行，所述主空压机产气经所述主干燥器向下游重要用户和一般用户供气； [0013] 步骤S2：当所述主空压机供应不足时，所述应急空压机开始运行，应急空压机产气经两台并联的应急干燥器干燥后，为下游重要用户(常规岛、核岛用户)供气。当所述应急干燥器后露点较高时或应急空压机启动后，相应的应急干燥器进入连续再生/吸附运行；否则应急干燥器降低再生频率，保持长时间吸附模式，以降低不必要的压空消耗。 [0014] 与现有技术相比，本发明提供的核电厂压空生产系统及其控制方法具有以下有益效果： [0015] 本发明提供的核电厂压空生产系统及其控制方法大幅降低压空损耗量，提高稳定性，提升压空品质，主空压机加载占比减少，提升压空备用能力，节约厂用电，减少了设备损耗和维护费用，全面提升压空系统运行的安全、经济性。 [0016] 秦二厂3、4号机组共四台应急干燥器通过降低再生频率后，全厂压空用量减少约25％，主空压机运行时加载时间占比从89％降至64％，解决备用空压机(应急空压机)频繁启动问题，压力波动幅值减小，压空品质变好。主空压机负荷率的降低，经测算每年可节约厂用电51.03万度。 [0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 [0019] 图1为本发明实施例所提供的核电厂压空生产系统的配置图； [0020] 图2为本发明实施例所提供的应急干燥器的工作逻辑图； [0021] 图3为本发明实施例所提供的核电厂压空生产系统实施前压空管网压力变化趋势图； [0022] 图4为本发明实施例所提供的核电厂压空生产系统实施后压空管网压力变化趋势图。 [0023] 附图标记说明： [0024] 1、主空压机；2、主干燥器；3、主干燥器再生流量调节阀；4、产气逆止阀；5、第一支路；6、第一露点仪；7、第四露点仪；8、第二支路；9、第四露点仪出口管路；10、第一应急干燥器；11、第二应急干燥器；12、第二露点仪；13、第三露点仪；14、应急空压机；15、中间管路；16、第一露点仪出口管路；17、应急空压机出口管路。 具体实施方式[0025] 虽然本发明的核电厂压空生产系统可以通过不同方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可以理解的是，本文的描述应被认为是对核电厂压空生产系统的结构进行举例说明，而无意将本发明的保护范围局限于示例性实施方式。因此，在本质上，附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本发明。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0026] 下面通过具体实施方式进一步详细说明。 [0027] 如图1所示，本发明提供了一种核电厂压空生产系统，包括主空压机1、主干燥器2、第一露点仪6、应急空压机14、第一应急干燥器10、第二露点仪12、中间管路15。主空压机1、主干燥器2、第一露点仪6通过管路连接构成一个子系统，应急空压机14、第一应急干燥器10、第二露点仪12通过管路连接构成另一个子系统，两个子系统通过中间管路15连通。 [0028] 主空压机1通过管路连接主干燥器2，主干燥器2具有主干燥器出口管路，主干燥器出口管路连接第一露点仪出口管路16，第一露点仪出口管路16上设有第一露点仪6，第一露点仪出口管路16分别连接至3、4号机组应急压空(其同为重要用户)。仅以3号机组进行说明：第一露点仪出口管路16的下游连接有中间管路15的一端，需要说明的是，下游是以第一露点仪6的位置分界，即管路中气体流过第一露点仪6后进入第一露点仪出口管路16的下游部分。 [0029] 应急空压机14通过应急空压机出口管路17连接第一支路5，第一支路5上具有第一应急干燥器10、第二露点仪12，第一支路5通向3号机组核岛用户和3号机组常规岛用户(均为重要用户)。中间管路15的另一端连接到应急空压机出口管路17上。 [0030] 优选地，第一支路5上并联一条第二支路8，第一支路5和第二支路8的入口与应急空压机出口管路17的出口连接，第一支路5和第二支路8的出口连接到同一管路的入口处，并通过该管路连接至3号机组核岛用户和3号机组常规岛用户(均为重要用户)。类似地，第二支路8上沿着气体流动方向依次设有第二应急干燥器11、第三露点仪13。 [0031] 第一应急干燥器10和第二应急干燥器11均外接有应急干燥器再生电磁阀。应急干燥器再生电磁阀连接有应急干燥器再生排气消声器。 [0032] 主干燥器2的主干燥器出口管路的出口处还连接有第四露点仪出口管路9，第四露点仪出口管路9与第一露点仪出口管路16并联。第四露点仪出口管路9上设有第四露点仪7。第四露点仪7的出口管路连接至公用检修压空管网(其为一般用户)。 [0033] 优选地，主干燥器2外接有主干燥器再生电磁阀。主干燥器再生电磁阀连接有主干燥器再生排气消声器。 [0034] 主干燥器2的主干燥器出口管路优选为2条并联的管路，2条主干燥器出口管路之间连接有主干燥器再生流量调节阀3。2条主干燥器出口管路的出口汇合在一起。 [0035] 主干燥器出口管路上设有产气逆止阀4，避免产气旁通再生流量调节阀。 [0036] 除此之外，本发明还相应地提供了一种核电厂压空生产系统的控制方法，主要包括以下步骤： [0037] 步骤S1：主空压机1运行，应急空压机14不运行，所述主空压机1产气经主干燥器2向下游重要用户和一般用户供气； [0038] 步骤S2：当主空压机1供应不足时，应急空压机14开始运行，应急空压机14产气经两台并联的所述第一应急干燥器10、所述第二应急干燥器11干燥后，为下游重要用户(常规岛、核岛用户)供气；当第二露点仪12、第三露点仪13较高时或应急空压机14启动后，相应的第一应急干燥器10、第二应急干燥器11进入连续再生/吸附运行；否则第一应急干燥器10、第二应急干燥器11降低再生频率，保持长时间吸附模式，以降低不必要的压空消耗。 [0039] 具体地，主空压机1产气经主干燥器2向下游用户供气，压空系统用户可分为机组控制、调节用压缩空气的重要用户(核岛、常规岛仪用压空)和检修、其它使用压缩空气的一般用户。应急空压机14平时不运行，仅在主压空供应不足时启动为重要用户供气。经主干燥器2干燥后的主压空产气和未经干燥处理的应急空压机14产气均通过第一应急干燥器10或者第二应急干燥器11进行干燥处理后确保下游重要负荷供气压力、露点等参数满足要求。 [0040] 其中，主干燥器2运行控制方式为：主空压机1产气经主干燥器干燥后分别送往仪用压空管网(重要用户)、检修压空管网(一般用户)。通过调节主干燥器再生流量调节阀3开度至约50％左右，以控制主干燥器2(主压空干燥器)后露点仪(第一露点仪6、第四露点仪7)测量值不高于‑35℃，满足下游检修用压空要求，通过以上措施减少主压空干燥器压空消耗。 [0041] 经主干燥器2送来的压空经应急干燥器(第一应急干燥器10、第二应急干燥器11)再次干燥处理后送往下游重要用户。如图1所示，在第一应急干燥器10设置第二露点仪12，在第二应急干燥器11后设置第三露点仪13，用以监测应急干燥器出口露点。 [0042] 应急干燥器(第一应急干燥器10、第二应急干燥器11)运行控制方式为：在应急干燥器控制PLC模块中将第一应急干燥器10、第二应急干燥器11运行方式(日常干燥模式、事故干燥模式)与干燥器出口露点仪(第二露点仪12、第三露点仪13)测量值相关联(当露点测量值高于设定值时连锁使干燥器切换至事故干燥模式连续运行，否则保持日常干燥模式运行)。其中，第一应急干燥器10设置为第二露点仪12测量值高于‑48℃进入连续运行；第二应急干燥器11设置为第三露点仪13测量值高于‑38℃进入连续运行，以保证离‑20℃的运行限值有足够的裕度，也可以避免两台应急干燥器同时启动导致下游压空压力波动。同时，第一应急干燥器10、第二应急干燥器11的运行方式与应急空压机14启停状态相关联，当应急空压机启动后，该启动信号使应急干燥器自动进行事故干燥模式运行，否则应急干燥器保持日常干燥模式运行。 [0043] 如图2所示，应急干燥器投运后，首先对以下三个条件进行判断：应急空压机是否启动、应急干燥器后露点是否高于设定值、应急干燥器吸附时间是否达到设定值(当前为5小时)，若三个条件均为“否”，即条件均不满足，则停止再生保持吸附状态不变，并循环对这三个条件进行监视判断，若其中任何一个条件为“是”，即条件满足，则应急干燥器进入连续吸附/再生循环，直至循环时间达到设定值(当前设定为9分钟)，即再生完成后，再次对以上三个条件进行判断。 [0044] 应急干燥器(第一应急干燥器10、第二应急干燥器11)包括日常模式控制方式、事故模式控制方式一、事故模式控制方式二。 [0045] 日常模式控制方式：当第二露点仪12、第三露点仪13低于上述设定值时，进入日常干燥模式，使应急干燥器按减少压空损耗的低频率定期再生以维持吸附性能。为监测应急干燥器的干燥性能，在应急干燥器下游露点下降不足时可认为干燥器性能变差，必要时可设置以下报警：当第二露点仪12的测量值减去第一露点仪6的测量值≥‑5℃时，发出第一应急干燥器10吸附性能差的报警；或第三露点仪13的测量值减去第一露点仪6的测量值≥‑5℃时，发出第二应急干燥器吸附性能差的报警。 [0046] 事故模式控制方式一：主空压机产出的压空湿度较高，为饱和状态，在主干燥器2故障工况下，主空压机产出的压缩空气，未经有效干燥即经第一露点仪出口管路16送往下游，此时第一露点仪6、第二露点仪7测量值均会升高，在经连接管线15送至第一应急干燥器10、第二应急干燥器11，当第一应急干燥器10、第二应急干燥器11吸附量达到饱和后，相应的应急干燥器下游的压空露点升高。当第二露点仪12、第三露点仪13的测量值上升超过设定值‑48℃/‑38℃时，使第一应急干燥器10、第二应急干燥器11自动进入连续再生/吸附运行以有效降低露点。 [0047] 事故模式控制方式二：在应急空压机14启动的工况下，由于应急空压机14产气不经主干燥器2干燥，导致进入第一应急干燥器10、第二应急干燥器11的压空露点必然会升高，故在应急干燥器控制PLC中设置应急空压机14启动信号连锁触发第一应急干燥器10、第二应急干燥器11连续再生/吸附运行，以提前干预，避免应急干燥器出口露点升高至限值以上。 [0048] 应急干燥器由原来的连续运行改为日常定期再生和事故连续运行，日常工况下再生频率的降低，减少了压空再生消耗，而且很好的避免了多台应急干燥器同时运行的局面(双机组共四台应急干燥器)，降低了压空用量的峰值，也使压空压力波动变得更加平稳。其压力波动趋势如图3和图4所示，压空管网压力波动幅度减小，更加有利于以压空为动力的调节系统的稳定工作，提高了调节系统工作的可靠性，重要调节系统的可靠性关系到机组的安全运行。 [0049] 原主压空干燥器和应急压空干燥器均为连续运行，干燥器再生过程中压空消耗量大。本发明通过在应急压空干燥器后设置露点仪，使应急压空干燥器运行方式与露点值相关联，应急压空机启动的事故工况，应急干燥器连续运行，确保仪用压空露点得到保障；日常运行工况通过重要与非重要用户需求不一样，通过降低主压空机干燥器再生流量、降低应急压空干燥器再生频率的方式来减少压空的损耗，一旦应急空压机启动或应急干燥器后露点测量值达到设定值自动切换应急压空干燥器连续运行，满足压空重要用户对露点安全需求。 [0050] 以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 |
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