核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)_講義

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1、核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)講義-77-本講義是針對一回路及相關(guān)輔助系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。所包含的內(nèi)容主要分三個(gè)方面：一回路主回路系統(tǒng)（RCP），一回路輔助系統(tǒng)（RCV、REA、RRA、PTR），核安全系統(tǒng)（RIS、EAS、ASG）等。故我們的學(xué)習(xí)應(yīng)該從這三方面入手分系統(tǒng)的掌握。本教材在詳細(xì)介紹OJT206所涉及的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場有關(guān)操作使大家對OJT206的知識有一個(gè)全面的了解。第一章、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)是核電站的重要關(guān)鍵系統(tǒng)。它集中了核島部分除堆本體外對安全運(yùn)行至關(guān)緊要的主要設(shè)備。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)與壓力殼一起組成一回路壓力邊界，成為防止放射性物質(zhì)外泄的第二

2、道安全屏障。核電站通常把核反應(yīng)堆、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及相關(guān)輔助系統(tǒng)合稱為核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。大亞灣壓水堆電站一回路冷卻劑系統(tǒng)由對稱并聯(lián)到壓力殼進(jìn)出口接管上的三條密封環(huán)路構(gòu)成。每條環(huán)路由一臺(tái)冷卻劑主泵、一臺(tái)蒸汽發(fā)生器以及相應(yīng)的管道、閥門組成。整個(gè)一回路共用一臺(tái)穩(wěn)壓器以及與其相當(dāng)?shù)男秹合洹７磻?yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的壓力依靠穩(wěn)壓器的電加熱元件和噴霧器自動(dòng)調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定。一、RCP系統(tǒng)的主要安全功能和要求RCP系統(tǒng)的主要功能是利用主泵驅(qū)使一回路冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)流動(dòng)，將堆芯核燃料裂變產(chǎn)生的熱量帶出堆外，通過蒸汽發(fā)生器傳給二回路給水產(chǎn)生蒸汽，冷卻劑在導(dǎo)出堆芯熱量的過程中冷卻堆芯，防止燃料元件棒燒毀。壓

3、力殼內(nèi)冷卻劑還兼作堆芯核燃料裂變產(chǎn)生的快中子的慢化劑和堆芯外圍的中子反射層。冷卻劑水中溶有硼酸，因此堆內(nèi)含硼冷卻劑又可作為中子吸收劑。根據(jù)工況需要調(diào)節(jié)冷卻劑中含硼濃度，可配合控制棒組件用以控制、補(bǔ)償堆芯反應(yīng)性的變化。系統(tǒng)內(nèi)的穩(wěn)壓器用于控制一回路冷卻劑系統(tǒng)壓力，以防止堆芯產(chǎn)生偏離泡核沸騰。當(dāng)一回路冷卻劑系統(tǒng)壓力過高時(shí)，穩(wěn)壓器安全閥則能實(shí)現(xiàn)超壓保護(hù)。當(dāng)發(fā)生作為第一道安全屏障的燃料元件棒包殼破損、燒毀事故時(shí)，RCP系統(tǒng)的壓力邊界可作為防止放射性物質(zhì)泄漏的第二道安全屏障。為此，對RCP系統(tǒng)安全功能和設(shè)計(jì)的要求是：1．系統(tǒng)應(yīng)提供足夠的傳遞熱量的能力，能將堆芯產(chǎn)生的熱量帶出并傳給二回

4、路介質(zhì)。2．在正常運(yùn)行及預(yù)期瞬態(tài)工況下能對堆芯提供適當(dāng)?shù)睦鋮s，并保證足夠的燒毀余量，防止發(fā)生燃料包殼損傷。在事故工況下，為保證反應(yīng)堆具有冷源，系統(tǒng)的布置要能夠使冷卻劑淹沒堆芯并形成充分的自然循環(huán)，以導(dǎo)出堆芯余熱，避免燃料超過溫度極限。3．系統(tǒng)應(yīng)做到冷卻劑中含硼濃度均勻；能限制冷卻劑溫度變化的速率，以保證不出現(xiàn)由這些因素而引起的反應(yīng)性變化失控。4．RCP壓力邊界應(yīng)能適應(yīng)與運(yùn)行瞬態(tài)工況相應(yīng)的溫度、壓力，并留有余度。5．任一冷卻劑環(huán)路管道斷裂，不會(huì)導(dǎo)致其他管道的損壞，并仍能確保堆芯的冷卻。6．主泵應(yīng)能提供足夠的流量以滿足熱量轉(zhuǎn)移和堆芯冷卻要求。系統(tǒng)和主泵在事故狀態(tài)下應(yīng)具有足夠的

5、慣性流量；即使在一臺(tái)主泵轉(zhuǎn)子卡死時(shí)也不影響堆芯冷卻。7．蒸汽發(fā)生器是系統(tǒng)中唯一與二回路存在交界面的設(shè)備，因此要求蒸汽發(fā)生器的管子、管板的邊界面盡可能避免將堆芯產(chǎn)生的放射性物質(zhì)泄漏到二回路系統(tǒng)。8．應(yīng)能對系統(tǒng)進(jìn)行泄漏檢測。對預(yù)料的泄漏，如壓力殼密封、主泵及某些閥桿的密封，應(yīng)通過引漏系統(tǒng)進(jìn)行收集，防止一回路冷卻劑釋放到安全殼空間。9．穩(wěn)壓器應(yīng)能維持系統(tǒng)正常運(yùn)行壓力，在電站負(fù)荷變化和冷卻劑溫度、體積變化時(shí)，壓力能被限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。在電站滿功率下甩負(fù)荷而反應(yīng)堆功率未能及時(shí)跟蹤情況下，反應(yīng)堆與汽輪機(jī)功率失配而引起系統(tǒng)壓力上升時(shí)，穩(wěn)壓器超壓保護(hù)應(yīng)能及時(shí)動(dòng)作。安全閥的排放能力應(yīng)能使

6、壓力波動(dòng)限制在規(guī)定范圍內(nèi)。-77-10．全部RCP系統(tǒng)壓力邊界設(shè)備應(yīng)按照相應(yīng)安全一級的規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)、選材、加工組裝、安裝調(diào)試及運(yùn)行中遵循最高的質(zhì)量要求。二、RCP系統(tǒng)說明主系統(tǒng)描述大亞灣核電站壓水堆具有三條相同的傳熱環(huán)路。每條環(huán)路設(shè)一臺(tái)主泵、一臺(tái)蒸汽發(fā)生器。運(yùn)行時(shí)，主泵強(qiáng)迫冷卻劑在壓力殼及環(huán)路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。被堆芯加熱的冷卻劑從壓力殼出口接管流出，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，將熱量傳遞給二回路介質(zhì)，然后通過主泵將冷卻劑由壓力殼入口接管壓入堆芯，如此重復(fù)循環(huán)。位于壓力殼出口和蒸汽發(fā)生器入口之間的管段稱為環(huán)路熱段，主泵與壓力殼入口之間的管段為環(huán)路冷段。蒸汽發(fā)生器與主泵間的管段為過渡段。R

7、CP系統(tǒng)還包括一個(gè)穩(wěn)壓器及其與之相關(guān)的卸壓箱和冷卻劑壓力控制、超壓保護(hù)設(shè)備。穩(wěn)壓器通過波動(dòng)管接到1號環(huán)路的熱段（圖2—1）。-77-三、RCP系統(tǒng)運(yùn)行工況大亞灣核電站壓水堆運(yùn)行工況有冷停堆、中間停堆、熱停堆、熱備用和功率運(yùn)行五種。其中冷停堆又可分為換料冷停堆、維修冷停堆和正常冷停堆三種；中間停堆可分為單相中間停堆、兩相中間停堆和正常中間停堆三種。因此也可以認(rèn)為其運(yùn)行工況共有九種。各種運(yùn)行工況分類主要受反應(yīng)堆臨界狀態(tài)、RCP系統(tǒng)運(yùn)行方式、反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)冷卻劑溫度、壓力等條件制約。運(yùn)行工況1、換料冷停堆換料冷停堆是指反應(yīng)堆更換