压缩空气系统在核电行业的应用.pdf

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1、GMinEleclricPow盯压缩空气系统在核电行业的应用上海英格索兰压缩机有限公司(200051)林霞陈波【摘要】核电作为一种新兴的能源工业，在世界能源中占有举足轻重的意义，是电力行业中较为高端的发电类型。随着国家对能源安全及环境保护的日益重视，积极开发核能，利用核能优势稳步发展的同时更要保证生产安全。主要阐述了包括空气压缩机、后处理设备、其他辅助设备及集中成套控制等设备所组成的压缩空气系统在核电行业的应用，列出了核岛及常规岛对空气压缩机设计工况的不同要求。比较了两种典型的压缩空气系统配置，说明了优化后的压缩空气系统将提高整个系统的节能性、节气性以及环保要求。【关键词】压缩空气系统无油机核

2、电应用集中成套控制一、前言电力是一个国家最重要的能源之一，也是国民经济建设和发展的支柱产业，无论使用任何形式发电，电站中都离不开压缩空气。依照发电行业不同的类型、不同的场所，应该选择不同品质的空气。所谓不同类型是指电力行业主要分为火力发电站、水力发电站和核能发电站(这里不包括其他能源诸如风力发电站、太阳能发电站等)。所谓不同场所是指在同一电站中有如仪表用气、除灰用气、杂项用气等不同的使用压缩空气的场所。781然黧黑：Ⅲ怫期空气压缩机作为核电站的辅助设备，通常包括水处理用气、阀门仪表用气和杂项用气，尤其是为气动阀门供气。核电站有非常多的气动阀门，核电站运行需要大量的控制仪表来支持操作，而这些控制

3、仪表的动作都是靠压缩空气来控制的。比如：化学与容积控制系统的阀门、主蒸汽系统的阀门、反应堆硼水补给系统的阀门以及安全壳大气监测系统的阀门等。提供给仪表使用的压缩空气，其品质有较高的要求。在核电行业，均采用无油空气压缩机配以空气净化后处理设备，即干燥机和过滤器来达到仪表用压缩空气品质的要求。核电厂在检修机器、吹扫管道等杂项上也使用压缩空气系统，虽然杂用压缩空气的品质要求并不高，但核电为了实现设备统一管理，也采用同机型的无油空气压缩机和空气净化设备。核电厂设计包含了很多可靠的安全特征。更特别的是，它的安全功能的实现，考虑了单一故障准则、冗余原则等确保核反应堆安全，比如用不同原理的设备或系统来实现同

4、一种功能。对于一个核电厂有若干空压机组成供气系统为气动阀供气，如果有部分空压机失效或停止工作，不影响供气系统的能力，这就是冗余设计，以确保实现功能正常。核电厂系统设备按照安全功能的等级分为核级设备和非核级设备。前者有专业上的特殊要求，后者是一般设备，但要求最高规范等级。空气压缩机是核电站用途非常广泛的设备，在核岛和常规岛两个不同的设备配置场合，都要使用到仪表用气和杂项用气。空气压缩机可以为核岛设备供气，也可为常规岛设备供气。由于大量的压缩空气用于核电站，因此核电行业是空气压缩机重要的行业应用之一。二、压缩空气系统在核电行业的应用1．空气压缩机在核电的应用以两台百万千瓦级核电机组的常规岛压缩空气

5、生产系统设备为例，需要4～6台无油螺杆式空气压缩机，合计气量约为113～140m3／min，空气压缩机的主电动机额定总功率为800～1000kw。在正常条件下，每台空气压缩机排气压力为O．8～1．0MPa(g)，主电动机电源为6．6kV／3PH／50Hz或10kV／3PH／50Hz。再以两台单机组容量为百万千瓦级压水堆核电站核岛应急空压机系统设备为例，两个核电机组需要设置4台无油螺杆式空气压缩机，合计气量约为70～80m3／min，空气压缩机主电动机的额定总功率为500～600kw。在正常条件下，每台空气压缩机的排气压力为0．8～1．OMPa(g)，主电动机的电源为380V／3PH，50Hz。

6、核电机组空气压缩机运行状态的显示器，包括：进气过滤器状态、进口真空度、排气压力、排气温度、累计运行时间和加载运行时间等。内部主要检测报警点包括：机组排气压力高、机组排气温度高、冷却器温度高、电动机过载、轴承油温高、轴承油压低、进气过滤器压差高报警、油过滤器压差高报警、传感器故障以及控制电源故障等。空压机本机的预留通信口及硬接线接口，向核电站主控系统上传空压机主要运行数据及综合故障信息。2．空气后处理设备在核电的应用在正常运行条件下，核电站内除了空气压缩机，还需要设置干燥器、过滤器等对来自空气压缩机的压缩空气进行干燥、净化处理，再供给核电厂仪表及控制阀门的用气需求。无论压缩空气由主空压机生产还是

7、由应急空压机生产，均需要通过干燥器、过滤器的处理后进入压缩空气分配系统供各末端使用。在正常运行工况，仪表用压缩空气系统为O．68～1．0MPa(a)的系统压力，一20℃或更高的压力露点温度，要求最大粒子≤0．1¨m，含尘量≤0．1mg／m3，含油量为无油。干燥器要求是无热或微热再生吸附式的，压缩空气中的水分经过干燥剂的吸附去除。两个核电机组共设置4台干燥器，干燥器运行时，一个干燥塔进行压缩空气的干