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一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水的冷却方法

  • 申请号:CN201010100955.6 申请公布号: CN101777393A
  • 申请日: 2010-01-25 申请公布日: 2010-07-14
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构:
  • 分类号:G21C15/26;G21C15/14

专利介绍

一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水冷却方法。该方法采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合的冷却方法,每年11月~第2年3月,由自然通风冷却塔单独运行;每年4月~10月,采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔联合运行方式。当湿球温度达到夏季频率10%湿球温度时,机械通风冷却塔最高段数18~24段全部运行;当湿球温度低于夏季频率10%湿球温度但高于最近5年3~10月平均湿球温度时,机械通风冷却塔在最高段数18~24段以内部分运行。解决了采用自然通风冷却塔冷却,冷却塔设计高度和淋水面积大,施工难度高,冷却效果一般,安全隐患大、投资较高的问题。组合冷却方法能减少冷却塔总投资费用30%以上。
1.一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水的冷却方法,采用自然通风冷却塔冷却或机械通风冷却塔冷却,其特征在于:该方法采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合冷却,包括以下步骤:步骤一,自然通风冷却塔和机械通风冷却塔选型;步骤二,每年11月~第2年3月,1000MW级内陆核电厂常规岛循环水冷却由自然通风冷却塔单独运行;每年4月~10月,1000MW级内陆核电厂常规岛循环水冷却采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔联合运行方式,当湿球温度达到夏季频率10%湿球温度时,机械通风冷却塔最高段数18~24段全部运行;当湿球温度低于夏季频率10%湿球温度但高于最近5年3~10月平均湿球温度时,机械通风冷却塔在最高段数18~24段以内部分运行。
2.根据权利要求1所述的一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水的冷却方法,其特征在于:自然通风冷却塔按最近5年3~10月平均湿球温度为17.5℃~19.5℃,自然通风冷却塔淋水面积为12000m2~14000m2的条件选型。
3.根据权利要求1所述的一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水的冷却方法,其特征在于:机械通风冷却塔按最近5年3~10月平均湿球温度为17.5℃~19.5℃,夏季频率10%湿球温度为25℃~27℃时,机械通风冷却塔风机功率N=160~250kW,风机直径ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="98"/>单塔冷却水量为3500~4500m3/h,冷却塔最高段数M=18~24的条件选型。技术领域
本发明涉及一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水的冷却方法。
背景技术
中国目前已投入运营和在建核电厂均为滨海厂址,核电发展势必要求有一定数量的核电厂要建在内陆地区。全世界现已运行的核电厂中,位于内陆地区的占全部核电装机容量的2/3以上。美国内陆核电厂的比例超过80%;加拿大除个别滨海核电厂外绝大多数是内陆核电厂;法国共有19座核电厂,15座位于内陆,占总装机容量的68.6%。2008年2月,中国国家发改委召开了内陆地区核电发展工作会议,明确了开展内陆核电厂建设前期工作的要求。迄今为止,已有10多个内陆省份开展了核电建设有关工作。预计从2011年到2020年,中国内陆核电装机将达到10000MW,至少每年需要建设1座1000MW级内陆核电厂。国外投运的最高湿冷塔为德国Niederaussem电厂排烟冷却塔,底部直径约147m、塔高200m、淋水面积14520m2;国外投运的淋水面积最大塔为德国ISAR2核电厂冷却塔,底部直径152.6m、塔高165m、淋水面积16300m2;中国国内乃至亚洲投运的最大自然通风冷却塔是国华宁海电厂二期工程建设的2座底部直径142.3m、高177.2m、淋水面积13000m2的海水冷却塔。由于中国内陆气象条件因素,内陆核电厂址区域年平均气温较高,夏季气候湿热且持续时间长,如果仅采用自然通风冷却塔方法冷却,1000MW级核电厂常规岛循环水冷却所配自然通风冷却塔,需要达到淋水面积约16000~18000m2,高度约200m及以上。其冷却塔规模(塔高和淋水面积)将大于世界上已投产1000MW级核电厂1机1塔方案的冷却塔。到目前为止,国内外还没有工程实例,无论是依托国外工程公司还是国内自主设计,都需要对核电超大型冷却塔的热力和阻力计算、塔型几何尺寸、填料性能、配水系统、冷却塔风压分布曲线、风振系数和抗震安全性等进行专门研究,设计和施工难度高,安全隐患大,冷却效果一般。自然通风冷却塔的淋水面积为12000~14000m2时,冷却塔投资约为6800元/m2;当自然通风冷却塔的淋水面积增加到16000~18000m2时,冷却塔投资增长到10000元/m2左右。因此,随着冷却塔高度和淋水面积的增加,其投资成本也将会大幅度提高。如果1000MW级核电厂常规岛循环水仅采用机械通风冷却塔方法冷却,将造成风机数量较多,风机等机械设备常年几乎全负荷运行,机械设备检修维护量大、耗电量和运行费用高。与采用自然通风冷却塔方法冷却相比,全年汽轮机微增出力增加不多,经济上不合理。因此,1000MW级核电厂常规岛循环水仅采用自然通风冷却塔方法冷却或仅采用机械通风冷却塔方法冷却均不合理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题,提供一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水的冷却方法。本发明的技术方案:一种1000MW级内陆核电厂常规岛循环水的冷却方法,该方法采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合冷却,具体包括以下步骤:步骤一,自然通风冷却塔和机械通风冷却塔选型;步骤二,每年11月~第2年3月,1000MW级内陆核电厂常规岛循环水冷却由自然通风冷却塔单独运行;每年4月~10月,1000MW级内陆核电厂常规岛循环水冷却采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔联合运行方式,当湿球温度达到夏季频率10%湿球温度时,机械通风冷却塔最高段数18~24段全部运行;当湿球温度低于夏季频率10%湿球温度但高于最近5年3~10月平均湿球温度时,机械通风冷却塔在最高段数18~24段以内部分运行。所述的自然通风冷却塔按最近5年3~10月平均湿球温度为17.5℃~19.5℃,自然通风冷却塔淋水面积为12000m2~14000m2的条件选型。所述的机械通风冷却塔按最近5年3~10月平均湿球温度为17.5℃~19.5℃,夏季频率10%湿球温度为25℃~27℃时,机械通风冷却塔风机功率N=160~250kW,风机直径ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="14"/>9140mm,单塔冷却水量为3500~4500m3/h,冷却塔最高段数M=18~24的条件选型。本发明的有益效果:预计从2011年到2020年,中国内陆核电装机将达到10000MW,至少每年需要建设1台1000MW级内陆核电机组,如果常规岛循环水仅采用自然通风冷却塔方法冷却,需建设1座淋水面积约16000~18000m2(高约200m)的超大型自然通风冷却塔。如果采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合冷却方法,技术上可充分发挥自然通风冷却塔和机械通风冷却塔各自优势,优化自然通风冷却塔的高度和淋水面积,充分发挥机械通风冷却塔在夏季高温高湿条件下冷却效果好的尖峰冷却作用。虽然每年4月~10月开启机械通风冷却塔,增加了用电量,但由于汽轮机微增出力也增加,发电量也略有增加,因此对核电厂的发电效益影响不大。自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合冷却方法设计和施工方案成熟、难度较小,可利用现有的冷却塔设计和运行经验,冷却效果好;经济上每座冷却塔至少能够降低投资费用约5400万元,约占冷却塔总投资的30%以上,预计从2011年到2020年,国家将节省投资超过5.4亿元。
具体实施方式
实施例一某内陆核电厂装机容量为2×1000MW(AP1000)级压水堆核电机组,常规岛循环水的冷却方法,采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合冷却方法:该核电厂厂址区域最近5年3~10月平均湿球温度为19.5℃,夏季频率10%湿球温度为27℃。自然通风冷却塔选型为底部直径146.8m、高175m、淋水面积14000m2的逆流式自然通风冷却塔;机械通风冷却塔为24段机械通风冷却塔,每段机械通风冷却塔风机功率N=250kW,风机直径ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="15"/>9140mm,单塔冷却水量为4500m3/h。每年11月~第2年3月,核电厂常规岛循环水冷却由自然通风冷却塔单独运行。每年4月~10月,核电厂常规岛循环水冷却采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔联合运行方式。当湿球温度达到27℃时,机械通风冷却塔最高段数24段全部运行;当湿球温度大于等于19.5℃并且小于等于23℃时,机械通风冷却塔段数从1段开始,湿球温度每增加0.5℃,增加1段运行;当湿球温度大于23℃并且小于等于27℃时,湿球温度每增加0.5℃,机械通风冷却塔增加2段运行。如果全年仅采用自然通风冷却塔对2×1000MW(AP1000)级压水堆核电机组常规岛循环水冷却,需要底部直径约164.7m、塔高200m、淋水面积18000m2逆流式自然通风冷却塔,投资约1.79亿元。本发明采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合工艺的冷却方法,投资约1.25亿元,节省5400万元,占总投资的30%。实施例二某内陆核电厂装机容量为2×1000MW(AP1000)级压水堆核电机组,常规岛循环水的冷却方法,采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合冷却方法:该核电厂厂址区域最近5年3~10月平均湿球温度为17.5℃,夏季频率10%湿球温度为25℃。自然通风冷却塔选型为底部直径132.8m、高165m、淋水面积12000m2的逆流式自然通风冷却塔;机械通风冷却塔选型为18段机械通风冷却塔,每段机械通风冷却塔风机功率N=160kW,风机直径ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="15"/>9140mm,单塔冷却水量为3500m3/h。每年11月~第2年3月,核电厂常规岛循环水冷却由自然通风冷却塔单独运行。每年4月~10月,核电厂常规岛循环水冷却采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔联合运行方式。当湿球温度达到25℃时,机械通风冷却塔最高段数18段全部运行;当湿球温度大于等于17.5℃并且小于等于24℃时,机械通风冷却塔段数从1段开始,湿球温度每增加0.5℃,增加1段运行;当湿球温度大于24℃并且小于等于25℃时,湿球温度每增加0.5℃,机械通风冷却塔增加2段运行。如果全年仅采用自然通风冷却塔对2×1000MW(AP1000)级压水堆核电机组常规岛循环水冷却,需要底部直径约152.7m、塔高185m、淋水面积16000m2逆流式自然通风冷却塔,投资约1.53亿元。本发明采用自然通风冷却塔和机械通风冷却塔组合工艺的冷却方法,投资约0.98亿元,节省投资5500万元,占总投资的36%。