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Design Input and Margin Selection Analysis for the Main Feed-water Pump of CPR1000 Nuclear Power Plant

胡有情

(中广核工程有限公司,广东 深圳 518000)

      摘要:根据CPR1000核电厂的设计,对常规岛主给水泵设计输入选择和裕量取值选择进行了分析,指出了选择一回路最佳估算流量下的接口参数为设计输入,给水泵的流量裕量取5%,阴力裕量取

10%就能够满足电厂最大续出力运行的要求并具有良好的经济性。

      关键词:CPR1000;主给水泵;参数选择;设计裕量

      Abstract:Based on the design of CPR1000 nuclear power plant,the paper analyzes the design input selection and margin selection of the main feed-wate pump of conventional

island,and points out that the used as design input data for the selecton calculation of main feed-water pump parameters ,the 5%margin for flow-rate should be considered and 10%

margin for resistance calculation,The result of selection calculation based on the above conditions can fully meet the long term operaion requirements and is also economical.

      Key words: CPR1000; Main feed-water pump; Parameter selecion; Design margin

0  引言

      核电厂常规岛主给水泵足二回路热力系统中重要的设备之一,其设计输入对电厂运行的经济性、稳定性和安全性有着重要影响。然而,对于核电厂常规岛主给水泵的设计,我国国内日前还没有相

应的技术规范进行统一规定,需要设计人员逐个项目进行专题研究或说明。

      对于核电厂给水泵驱动方式、容量选择及配置数量等方面的分析,国内诸多文献已有研究”「1-2」,但对核电厂给水泵设计输入选择及裕量取值方面的分析则鲜有见刊。本文结合CPRl000核电厂

工程设计的实际情况,对核电厂给水泵设计计算的输入参数选择及裕量取值要求进行探讨和分析。

      对于CPRl000核电厂而言,主给水系统包括电动主给水泵系统(APA)、高压给水加热器系统(AHP)及给水流量控制系统(ARE)3个部分,足常规岛热力循环中的重要组成部分I”。其中,电动主给水泵系统在电厂启动、运行及热备用期间把给水输送到蒸汽发生器并维持设计水位。因此,主给水泵的设计对核电厂运行的经济性、稳定性和安全性至关重要。

      在CPRl000核电厂的设计中,每台机组配置3台50%额定容量的电动给水泵,2台运行1台备用。正常运行工况下,经除氧器混合加热后的饱和除氧水分2路由2台给水泵升压,汇集到给水母管后再次分2路进入并联的2列高压加热器(6号和7号功口热后汇入给水联箱,再在给水调节系统分3路支管进行调节,每条支管都设有各自的旁路,之后3路给水管线并联送入核岛,最终进入蒸汽发生器,其流程见图1。

      主给水系统核岛与常规岛的设计分界位于图中A点处。设计分界处的参数由核岛提出要求,常规岛在选定主给水泵参数时予以满足,即在确定常规岛主给水泵设计参数时应将核岛侧设备及管路的运行情况做实时考虑。

1  给水泵设计输入选择

      常规岛主给水泵设计输入的选择很大程度上取决于主给水管道在核岛与常规岛设计分界处的接口参数及核岛对常规岛给水泵运行的技术要求。CPRl000核电厂核岛一回路反应堆冷却剂系统(RCP)在进行设计时需考虑最佳估算流量、热工设计流量、机械设计流量3种工况。各工况的具体定义如下:

      (1) 最佳估算流量。最佳估算流量是电厂实际运行条件下最可能的流量。此流量足根据对反应堆、蒸汽发生器和主管道的流动阻力的最佳估算,以及根据对反应堆冷却剂泵扬程一流量能力的最佳估算来确定的。

      (2) 热工设计流量。热工设计流量是用于反应堆堆芯热工性能、蒸汽发生器热工性能等总体性能设计时确定电厂额定参数的依据。由于设计阶段系统阻力和主泵特征的不确定性,为了提供必需的裕度,热工设计流量需计及反应堆、蒸汽发生器和主管道流动阻力、反应堆冷却剂泵扬程的负偏差。热工设计流量大约比最佳估算流量小4%,在电厂投入运行时要进一步证实热工设计流量。

      (3) 机械设计流量。机械设计流量是用于反应堆压力容器内的堆内构件和燃料组件机械设计的流量。为了确保设计的保守性,机械设计流量应计及系统阻力的负偏差和泵扬程的正偏差。机械设计流量比最佳估算流量约大4%。

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