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高温气冷堆蒸汽发生器关键运维技术研究及应用

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完成单位:华能核能技术研究院有限公司,华能山东石岛湾核电有限公司,西安热工研究院有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

王苗苗、徐伟强、马喜强、王 磊、姚 尧、黄 鹏、马 雷、贾晶晶、崔 鹏、杨 鹏

项目概况

高温气冷堆是一种安全性好、可用于高效发电和高温供热的先进反应堆,是国际公认的最具有前途的四代核电堆型之一。蒸汽发生器作为联结并隔离一回路和二回路的关键换热设备,主要功能是将堆芯核能产生的热量由一回路传递给二回路,产生蒸汽推动汽轮机发电。蒸汽发生器又作为一道屏障,保证一回路压力边界的完整性,同时防止二回路的水/蒸汽进入一回路,进而执行核安全的功能。 由于高温气冷堆核电机组采用模块化设计(两台核蒸汽模块耦合一台汽轮机运行),具有运行参数高(一回路采用7MPa/750℃高温氦气、二回路采用13.9MPa/566℃过热蒸汽)特点。为实现较高的传热效率,产生较高的运行参数,高温气冷堆示范工程首次在商用核电机组使用螺旋盘管式直流蒸汽发生器,其具有结构复杂、运行参数高等特点,运行及维修过程面临状态控制要求高、维修策略制定难度大等诸多难点。 华能核能技术研究院有限公司基于螺旋盘管式结构特点,针对直流式蒸汽发生器内部蒸汽产生机理及过程进行研究,开展调试阶段性能验证、运行方案制定、设备状态控制与监测等技术攻关,形成了一整套高温气冷堆直流蒸汽发生器运行控制方案,保证了蒸汽发生器设备运行可靠性。 项目成果已在高温气冷堆示范工程成功应用,实现了直流螺旋盘管式蒸汽发生器的稳定运行,缩短机组启停时间约50%,保证了瞬态工况下蒸汽发生器压力11MPa恒定、温度偏差维持±20℃,节约检修成本约152万元/次大修。项目获授权发明专利7项、实用新型专利5项,制定标准2项,发表论文5篇。经专业机构查新及鉴定,本项目相关技术成果达到国际领先水平,具有良好的新颖性和推广价值。 高温气冷堆作为第四代先进核电机组之一在国内外多个厂址规划建设,本项目针对高温气冷堆核心设备蒸汽发生器开发了一整套运维技术,有利于高温气冷堆核电机组安全运行和提质增效,促进了我国商用螺旋盘管式直流蒸汽发生器运行技术的发展,填补了该领域自主知识产权空白,具有广阔的推广前景。