摘要：在整个高压加热器设计过程中，做好各个结构的设计，可明显提升并改善机组的热力循环效率，特别设计第三代的核电AP1000机组时，通过改善并提高回收汽轮机的高压缸抽汽、汽水分离的再热器疏水所产生的热量，可加热给水，使整个机组的热力循环效率得以大大提升。鉴于此，本文主要就第三代核电AP1000机组高压加热器设计及其运行特点作如下分析，主要从加热器的具体工作原理、工作作用、加工工艺、构造工艺、运行要求、设计布置等方面展开。
关键词：核电AP1000机组；高压加热器；设计；运行特点
引言
作为第三代核电的非能动型的压水堆技术，AP1000核电机组在整个运行过程中，运行稳定性、安全性非常高，且实用性、经济性非常高。而常规高压加热器，属于第三代核电AP1000机组的回洗系统内较关键的一种给水的加热基础设备，在整个机组的二回路运行期间起到核心作用。因此，深入了解整个第三代核电AP1000机组的高压加热器的具体设计、运行特征显得非常有必要。
1.第三代核电AP1000机组高压加热器作用机制及原理
高压加热器属于AP1000机组的二回路系统基础设备，选取管板-U型管式表面式的换热器，而二回路的给水直接流入管侧，和壳侧汽轮机的高压的缸抽汽与汽水分离的再热器疏水，流经U型的管壁完成传热，通过加热以后可达到事先设计的温度，而后在进至蒸汽的发生器和一回路的冷却剂换热。需要特别注意的是，加热的工质，如饱和蒸汽和已经被加热的工质，如给水，两者之间不能互相混合，这就使得饱和蒸汽慢慢放热且慢慢凝结成过冷水，而后通过高压加热器疏水口直接排出[1]。而高压加热器重点经调试经蒸汽发生器的相应给水温度，通过回收的汽轮机的高压缸抽汽与汽水分离的再热器疏水内所产生的热量，这样能够使循环热效率得以进一步提升，最终使得第三代核电AP1000机组应用经济性、实用性明显提升。除此之外，高压加热器还可以为原先排出的高压缸的抽汽，与汽水分离的再热器疏水内没有凝结的气体提供所需的排气管道，这样可确保整个高压加热器传热性能有所改善。
2.第三代核电AP1000机组高压加热器结构设计
由于大部分第三代核电AP1000机组的高压加热器的壳体是碳钢，其管束大都为TP439的不锈钢管，所使用管板的材料是20MnMoⅣ，这就要求管束和管板之间要进行较好地连接，需选取焊接的加液压胀接，每一台高压加热器主要由管束组件、水室组件以及壳体等结构所构成。
首先，水室组件主要有水室的内件、进水管、水室封头、人孔座、出水管等构成，每一个组件在整个加工过程中，其加工工艺需要和高压加热器技术标准相符，必须严格控制好加工工艺的误差，这样能够大大避免高压加热器于核电机组运行过程中，对整个运行效果产生影响。
其次，管束组件在加工过程中，属于高压加热器技术工艺核心环节，而管箱、管板、隔板、支撑板、U型换热管等结构部件，其加工工艺很多，比如，穿管、深孔、组立等加工工艺。在此基础上，配置合理的焊接方法，可确保换热的管壁和管板孔之间能够完全接合。在整个管束组件内选取氦捡漏手段，可确保管组运行更加安全。
最后，壳体设计及运行过程中，第三代核电AP1000机组的高压加热器壳体当中装设相应的基础设备，如加热蒸汽的入口管、仪表测量接管、输水进口、出口管、安全阀的接口等[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了测试整个第三代核电AP1000机组高压加热器中的实际水压，同时进一步验证高压加热器运行是否密封、强度等，应做好相应的水压试验工作，待试验合合格之后，才能确保高压加热器的热力性能的指标与强度的安全指标，能够充分满足高压加热器的具体设计需求。而且，在进行水压试验的过程中，需要尽可能地确保试验一次合格，这样能保证水压试验工作完成之后，用干燥机直接清洁高压加热器的水室侧、壳体的侧面。
3.第三代核电AP1000机组高压加热器设计及安置
第三代核电AP1000机组主要选取七级的回热循环，在整个高压加热安置六级、七级的过程中，2级给水加热的两列可以进行并联布置。每一台高加壳体侧都安置相应的安全阀，这样能避免超压。设计过程中，当堵管率设计为5.0%时，高压加热器的性能还可满足标准性能的参数需求，如若堵管率达到10.0%之前，则不用将管束更换，也可以充分满足给水的加热，和保证机组运行更加稳定、安全。整个高压加热器于AP1000机组整个运行过程中进行解列，在解列过程中的主给水通过旁路，可以为蒸汽的发生器提供定量的给水，每一列高压加热器隔离之后，另外一列经大约70.0%的给水流量[3]。一般情况下，汽水的分离再热器的一级再热器的管侧输水直接流经一级的疏水箱，而二级疏水直接流到汽水分离再热器的二级疏水箱，之后都是以疏水至七号高加。在常规运行情况下，七号的高加水位因为常规疏水调节阀进行控制，使疏水逐一级别自流至六号高压加热器，六号高压加热器经疏水调节阀进行控制，而疏水逐级慢慢自流至除氧器[4]。于机组启停的低负荷环节、加高水位发生异常的状况之下，高加水位直接经紧急的疏水调节阀展开控制，直接输水至凝汽器内。而AP1000机组的高加管束进行偏心布置，可将凝结空间加大，确保疏水的冷却段水密封效果良好。为了确保高压加热器传热效率得以提升，可设计相应的排气装置，于机组正常运行时能将不凝结的气体连续排出，经逐级排放方式，将气体集中排放于除氧器中。
4.第三代核电AP1000机组高压加热器运行需求
第三代核电AP1000机组高压加热器启动之前，应做好预加热工作，除了氧器中先完全充满水，依靠重力将高压加热器管束与管路加大，在整个预热过程中，需严格控制管板升温的速度，但温度每分钟不可超过2.8摄氏度，抽汽阀门打开过程需缓慢，以保证均匀预热。当机组启动或是停止的过程中，高压加热器中的工况会发生严重波动，在这种情况下需将高压加热器给水出口给水温度控制好，避免出现异常状况。同时在高压加热器短时间不用运行期间，应做好保养、维护工作，长时间停运需要做好充氮保养工作，这样可保证高压加热器基本设备性能完好。待核电机组的各项运行事项核对安全无误后，一旦发现高压加热器中的给水出口温度、压力有任何变化，疏水的液位发生改变及负荷在平稳期间疏水的流量异常时，需立即采取相应的对策，以免高压加热器故障而使机体系统、设备等运行受到任何影响。
结语
综上阐述，本文经分析第三代核电AP1000机组的高压加热器设计、运行特点，由整个高压加热器设计方法、制造、运行、调试等环节，对整个AP1000高压加热器系统、基础设备有一个全面的了解及认识，充分凸显出AP1000机组系统于基础设备运行时起到的核心作用，这对确保第三代核电AP1000机组运行安全性起到重要作用。
参考文献：
[1]李达然，张桂英，李志凯，等.AP1000核电机组主汽压力及其影响因素的微分分析[J].区域供热，2015，（5）：69-73.
[2]窦秦英，李向新，孙宇，等.核电AP1000机组仪控概述及模拟机仪控仿真实现[J].三角洲，2014，（5）：47-48.
[3]许志攀.AP1000核电厂叶片可调式循环水泵结构原理及特点分析[J].科技创新导报，2015，（36）：141-142.
[4]杨浩然.AP1000机组放射性气载流出物相关处理系统及环境影响分析[J].科技视界，2016，（9）：118-119.
论文作者:于继冰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
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