1、1核电厂系统与设备核电厂系统与设备Nuclear Power Plant System and Equipment核岛主要辅助系统核岛主要辅助系统23一回路辅助系统一回路辅助系统是核电厂是核电厂核岛核岛的重要组成部分。它的重要组成部分。它不仅对反应堆动力装置的正常运行是不可缺少的，而不仅对反应堆动力装置的正常运行是不可缺少的，而且在事故情况下，为核电厂提供必要的安全措施。在且在事故情况下，为核电厂提供必要的安全措施。在任何情况下，它都能使反应堆安全地停堆，并能把核任何情况下，它都能使反应堆安全地停堆，并能把核电厂释放的放射性物质数量限制在规定的限值内。电厂释放的放射性物质数量限制在规定的限值内
2、。对于不同的核电厂堆型，一回路辅助系统的设置对于不同的核电厂堆型，一回路辅助系统的设置和分类方法是不同。典型的压水堆核电厂通常设置和分类方法是不同。典型的压水堆核电厂通常设置20多个一回路辅助系统。这些系统多个一回路辅助系统。这些系统按其基本功能可按其基本功能可分为三类分为三类。压水堆核电厂一回路辅助系统分类压水堆核电厂一回路辅助系统分类4 （一）反应堆装置的流体系统（一）反应堆装置的流体系统 这类辅助系统的这类辅助系统的基本功能基本功能是为是为反应堆正常运反应堆正常运 行行服务，包括启动、停堆、功率运行、调试、服务，包括启动、停堆、功率运行、调试、换料和检修等。换料和检修等。属于这一类系统的
3、有：属于这一类系统的有：化学和容积控制系统化学和容积控制系统、堆芯余热排出系统堆芯余热排出系统、设备冷却水系统设备冷却水系统、硼和硼和 补给水系统补给水系统、硼回收系统硼回收系统、乏燃料水池冷却、乏燃料水池冷却 及净化系统、取样系统等。及净化系统、取样系统等。5 （二）专设安全设施（二）专设安全设施 专设安全设施是核电厂安全专设安全设施是核电厂安全纵深防御纵深防御的重要组的重要组 成部分。在设计基准事故时，用以成部分。在设计基准事故时，用以确保反应堆确保反应堆 安全停堆，并控制放射性和能量释放安全停堆，并控制放射性和能量释放，尽量限，尽量限 制其后果，使周围居民安全和健康不受损害。制其后果，使
4、周围居民安全和健康不受损害。属于这一类系统的有：属于这一类系统的有：安全注射系统安全注射系统、安全壳安全壳、安全壳喷淋系统安全壳喷淋系统、安全壳通风系统、安全壳隔、安全壳通风系统、安全壳隔 离系统、空气净化及消氢系统和离系统、空气净化及消氢系统和蒸汽发生器辅蒸汽发生器辅 助给水系统助给水系统等。等。6 （三）放射性废物处理系统（三）放射性废物处理系统 这类辅助系统用于这类辅助系统用于收集、运送、贮存、处理收集、运送、贮存、处理 放射性废物放射性废物，以防止污染环境，保证厂区内，以防止污染环境，保证厂区内 外人员受到的剂量在允许范围内。外人员受到的剂量在允许范围内。属于这类的系统有：属于这类的系
5、统有：放射性废液处理系统放射性废液处理系统、废气处理系统废气处理系统、固体废物处理系统固体废物处理系统等。等。7一回路辅助系统（一回路辅助系统（RCVRCV、REAREA、RRARRA）辅助冷却水系统（辅助冷却水系统（RRIRRI、SEC SEC、PTRPTR）本章（教材第四章）仅介绍第一类：8 一、RCV系统的主要功能：1、容积控制、容积控制 2、化学控制、化学控制 3、反应性控制、反应性控制化学容积和控制系统化学容积和控制系统91、容积控制（1）一回路水容积变化的原因p水容积随温度的变化而变化水容积随温度的变化而变化（热工学角度看）（热工学角度看）p不可避免的泄漏不可避免的泄漏(一号密封、
6、主泵一号密封、主泵2#2#轴封等）轴封等）（水力学角度看）（水力学角度看）（2 2）水容积变化的影响）水容积变化的影响 一回路水容积变化一回路水容积变化稳压器水位的变化稳压器水位的变化10温度温度 水的比容随温度的变化关系曲线水的比容随温度的变化关系曲线容容 积积1.4m3/1000kg300 0C可见，当一回路可见，当一回路的水从冷态升温的水从冷态升温到热态时，水的到热态时，水的比体积约增加比体积约增加40%40%11（4）容积控制的方法 上充补水上充补水，补偿一回路水的收缩和泄漏（硼和水补，补偿一回路水的收缩和泄漏（硼和水补给给REAREA系统执行）系统执行）下泄排水下泄排水，吸收一回路水
7、的膨胀，下泄流排往容控，吸收一回路水的膨胀，下泄流排往容控箱或箱或TEPTEP（硼回收）系统（硼回收）系统（3 3）容积控制的目的）容积控制的目的 吸收稳压器不能全部吸收的一回路水容积的吸收稳压器不能全部吸收的一回路水容积的变化，从而将稳压器的液位维持在整定值上。变化，从而将稳压器的液位维持在整定值上。12原理：原理：通过上充下泄将稳压器的液位维持通过上充下泄将稳压器的液位维持在在“程序液位程序液位”。容积控制原理132、化学控制（1）一回路的化学问题 物理腐蚀（结垢）影响热传输，形成热点，导致影响热传输，形成热点，导致燃料包壳破损燃料包壳破损 化学腐蚀（侵蚀）高温高温+高氧含量高氧含量+低低
8、pH值值 化学反应加快化学反应加快 腐蚀进程加速腐蚀进程加速 腐蚀产物受中子辐照活化腐蚀产物受中子辐照活化 一回路比放射性升高一回路比放射性升高 14 冷却剂的冷却剂的放射性放射性来自：来自：水及其中杂质的活化；水及其中杂质的活化；裂变产物的释放；裂变产物的释放；腐蚀产物的活化；腐蚀产物的活化；化学添加物的化学添加物的活化。活化。水水作为冷却剂在一回路的高温高压和强辐射场中循环作为冷却剂在一回路的高温高压和强辐射场中循环,它除了载热和慢化中子外它除了载热和慢化中子外,还发生一系列的反应：水和其还发生一系列的反应：水和其中杂质的中子活化反应中杂质的中子活化反应,水的辐射分解水的辐射分解,水对材料
9、的腐蚀及水对材料的腐蚀及腐蚀产物的活化、迁移和沉积腐蚀产物的活化、迁移和沉积,裂变产物从破损的燃料元裂变产物从破损的燃料元件中逃逸及其随冷却剂的转移等。这些都导致水质恶化、件中逃逸及其随冷却剂的转移等。这些都导致水质恶化、回路中放射性增高及结构材料损坏等不良后果。回路中放射性增高及结构材料损坏等不良后果。15（2）化学控制的目的 限制腐蚀，控制在最低限度。限制腐蚀，控制在最低限度。将一回路水的化学和放射性指标维持在规将一回路水的化学和放射性指标维持在规定的范围内。定的范围内。16（3）化学控制的原理 注入化学试剂，控制pH值（注入7LiOH，中和硼酸）控制氧含量（机组启动时注入N2H4；正常运
10、行时向容控箱充入氢气，氢达到一定浓度以抑制水辐照分解生成氧）净化一回路水（过滤+除盐）242222N HOH ON17化学控制原理18(4)化学控制的温度和压力问题 离子交换树脂不能承受离子交换树脂不能承受60 0C以上的温度；以上的温度；需将下泄流的压力降至需将下泄流的压力降至0.20.5MPaMPa；为防止汽化，必须是先降温，后降压。为防止汽化，必须是先降温，后降压。19温度温度压力压力 RCV系统的冷却和降压过程系统的冷却和降压过程饱和曲线饱和曲线禁止区禁止区15.5MPa2.4MPa 291.40C1400C0.2MPa450C001EX001-003DI002RF013VP20 附属
11、功能：附属功能：1 1、向外扫气，定期排放积聚在、向外扫气，定期排放积聚在容积控制箱容积控制箱 内气垫中的裂变气体产物；内气垫中的裂变气体产物；2 2、在设备预加热操作时，用、在设备预加热操作时，用氮气氮气清除水中清除水中 排出的溶解氧，或在反应堆停闭期间，排出的溶解氧，或在反应堆停闭期间，使用氮气以降低一回路水中氢浓度。使用氮气以降低一回路水中氢浓度。213、反应性控制（中子毒物控制）（2 2）反应性控制）反应性控制 硼酸溶液的化学补偿硼酸溶液的化学补偿（1 1）反应性变化的原因反应性变化的原因 燃料消耗；燃料消耗；裂变产物、毒物（裂变产物、毒物（135氙、氙、149钐钐等）等），它们，它们
12、是吸收中子的毒物，并且浓度随功率变化而变是吸收中子的毒物，并且浓度随功率变化而变化；化；一回路冷却剂温度变化的温度效应。一回路冷却剂温度变化的温度效应。22（4）反应性慢变化的控制措施 加硼 稀释 除硼 （3 3）反应性控制的目的）反应性控制的目的 补偿燃耗和毒物带来的负反应性补偿燃耗和毒物带来的负反应性 控制轴向功率偏差控制轴向功率偏差 控制控制R棒（温度调节棒）位在调节带内棒（温度调节棒）位在调节带内 保证停堆深度保证停堆深度23030VP002BA上充上充TEP下泄下泄注入纯水注入纯水V升升REA排出含硼水排出含硼水V升升注入硼酸注入硼酸V升升030VP002BA上充上充TEP下泄下泄R
13、EA排出含硼水排出含硼水V升升稀释稀释硼化硼化除硼除硼030VP002BA上充上充TEP除硼段除硼段下泄下泄REA自动补给自动补给MNREA上充上充下泄下泄002BA补充硼水浓度补充硼水浓度与一回路相同与一回路相同24硼酸控制反应性的优缺点：硼酸控制反应性的优缺点：优点：优点：q 硼酸溶于水中，不需要任何额外空间就能起到吸硼酸溶于水中，不需要任何额外空间就能起到吸收中子的作用，可省去大量控制棒，收中子的作用，可省去大量控制棒，简化简化了堆芯布了堆芯布置和反应堆压力容器顶部置和反应堆压力容器顶部结构结构。q 可溶性硼酸均匀弥散在慢化剂中可溶性硼酸均匀弥散在慢化剂中,消除消除了采用控了采用控制棒时
14、造成的制棒时造成的堆芯内中子通量密度不均匀现象堆芯内中子通量密度不均匀现象。反应堆运行时反应堆运行时,控制棒几乎可以全部抽出堆芯控制棒几乎可以全部抽出堆芯,使堆芯功率分布均匀使堆芯功率分布均匀,对提高燃耗深度有利。对提高燃耗深度有利。25缺点：缺点：q由于改变冷却剂硼浓度是通过由于改变冷却剂硼浓度是通过向一回路注入浓向一回路注入浓硼酸或纯水同时排出等量的一回路水硼酸或纯水同时排出等量的一回路水来实现的，来实现的，这一过程一般需要几分钟到几十分钟才能完成。这一过程一般需要几分钟到几十分钟才能完成。因此因此,这种办法这种办法对反应性调节速度较慢对反应性调节速度较慢，因而仅，因而仅适于控制较慢的反应
15、性变化。电厂升温过程中反适于控制较慢的反应性变化。电厂升温过程中反应性的变化、燃耗引起的反应性变化和裂变产物应性的变化、燃耗引起的反应性变化和裂变产物氙和钐引起的反应性变化属于此类。氙和钐引起的反应性变化属于此类。26 对于补偿快速的反应性变化，如多普勒效应、对于补偿快速的反应性变化，如多普勒效应、空泡效应、快速的负荷跟踪和紧急停堆等必须采用空泡效应、快速的负荷跟踪和紧急停堆等必须采用控制棒。硼酸控制的反应性量占总的反应性控制量控制棒。硼酸控制的反应性量占总的反应性控制量的的70%左右。左右。q 硼酸浓度对慢化剂的温度系数有着重要的影响，硼酸浓度对慢化剂的温度系数有着重要的影响，在较高的硼浓度
16、下，可能出现正的慢化剂温度系数，在较高的硼浓度下，可能出现正的慢化剂温度系数，这是运行安全所不希望的。在压水堆核电厂，为了这是运行安全所不希望的。在压水堆核电厂，为了保证反应堆安全运行，规定了反应堆工作温度下冷保证反应堆安全运行，规定了反应堆工作温度下冷却剂的硼浓度不应大于却剂的硼浓度不应大于1400ppm的限值。的限值。274.化容系统的辅助功能l为主泵提供轴封水l为稳压器提供辅助喷淋水l事故工况下，上充泵即为高压安注泵l一回路为单相（满水）时的压力控制l一回路的充水、排气和水压试验28二、化容系统的组成 化容系统由以下管路组成：1)1)下泄回路下泄回路2)2)净化回路净化回路3)3)上充回
17、路上充回路4)4)轴封水和过剩下泄回路轴封水和过剩下泄回路 另外，化容系统还有一条低压下泄管线和一条除硼管线另外，化容系统还有一条低压下泄管线和一条除硼管线。29 002VP 003VP001EX003DI001DI002RF安全壳安全壳上充流上充流001FIRRI010VP013VP去去 2 环冷段路环冷段路自自 3 环路冷段环路冷段去稳压器去稳压器050VP227VP007VP008VP009VP046VP下泄回路下泄回路017VP去容控箱去容控箱去净化回路去净化回路自上充泵自上充泵 当核电厂在当核电厂在稳态功率运行时稳态功率运行时，一回路系统某个环路的，一回路系统某个环路的冷却剂泵冷却剂
18、泵的出口处的下泄流的出口处的下泄流先进入先进入再生热交换器再生热交换器壳侧和三组下泄壳侧和三组下泄节流孔板节流孔板中的一组中的一组减温减压减温减压后，离开安全壳，后，离开安全壳，再通过再通过下泄热交换器下泄热交换器管侧冷却到树脂床允许的工作温度，又经管侧冷却到树脂床允许的工作温度，又经低压下泄控制阀低压下泄控制阀再减再减压后，经压后，经过滤器过滤器除去颗粒杂质，进入除去颗粒杂质，进入混合床离子交换器混合床离子交换器，除去以离子状态存在于冷，除去以离子状态存在于冷却剂中的裂变产物和腐蚀产物。却剂中的裂变产物和腐蚀产物。30 017VP030VP026VP001FI002FITEP系统系统REA系
19、统系统002BA001DE002DE003DE上充泵上充泵自下泄回路自下泄回路上充上充净化回路净化回路混合床离子交换器混合床离子交换器阳床离子交换器阳床离子交换器当下泄流高于当下泄流高于57时，将被导向旁路管线，进入容控箱或导入硼回收系统，时，将被导向旁路管线，进入容控箱或导入硼回收系统，以避免离子交换树脂受到高温而破坏。以避免离子交换树脂受到高温而破坏。31002BA001EX050VP046VP033VP034VP001PO002PO003PORIS 012VPRIS 013VP下泄流下泄流往一回路往一回路最小流量线最小流量线222VP 223VP去下泄孔板去下泄孔板227VP往稳压器往稳
20、压器上充回路上充回路32 RPERRI021RF258VP259VP过剩下泄过剩下泄088VP089VPRRI003RF005FIRCP001PORCP002PORCP003PO004FI003FI061VP002P003P001P002BA033VP034VP轴封回水轴封回水安全壳安全壳轴封水轴封水轴封水及过剩下泄回路轴封水及过剩下泄回路33TEPRRA化化 容容 系系 统统 流流 程程 简简 图图除硼回路除硼回路 TEP002BA002DE003DE001DE002FI001FI004FI003FI001EX002RF021RF003RF002PO003PO001PO005FIRRIRRI
21、010VP227VP050VP033VP034VP061VP003VPRRI017VP030VP026VPRIS013VPRIS012VP013VP366VP367VP310VP 082VP过剩过剩下泄下泄轴封轴封回流回流主泵主泵轴封轴封RISREA046VPRPE258VP 259VPREA018VBTO RCPTO PZR001DI003DI一回路冷端一回路冷端34主要设备特性主要设备特性1.再生式热交换器再生式热交换器RCV001EX 该热交换器以上充流为冷源进行热量回收，完成下泄流该热交换器以上充流为冷源进行热量回收，完成下泄流一次降压前的一次降温，以防汽化。正常运行时，管侧一次降压前
22、的一次降温，以防汽化。正常运行时，管侧的上充流可将壳侧的下泄流的温度从的上充流可将壳侧的下泄流的温度从292.4降至降至140，与此同时，上充流的温度从与此同时，上充流的温度从540C升至升至2660C。2.降压孔板降压孔板RCV001003DI降压孔板使下泄流的压力降压孔板使下泄流的压力15.5MPa降至下泄热交换器的降至下泄热交换器的工作压力工作压力2.4MPa。三个并联的孔板通常只需一个投运，。三个并联的孔板通常只需一个投运，正常流量为正常流量为13.6m3/h。35主要设备特性主要设备特性3.下泄热交换器下泄热交换器RCV002RF下泄热交换器完成下泄流的二次降温。下泄流进入下泄热交换
23、器完成下泄流的二次降温。下泄流进入RCV002RF的管侧，壳侧的管侧，壳侧RRI的水将下泄流二次降温至的水将下泄流二次降温至460C，使其低于净化系统的工作温度并防止二次降压的，使其低于净化系统的工作温度并防止二次降压的汽化。汽化。RCV002RF的冷源是设备却水，出口温度由设备的冷源是设备却水，出口温度由设备冷却水流量调节阀冷却水流量调节阀RRI55VN调节。调节。4.下泄控制阀下泄控制阀RCV013VP下泄控制阀实现下泄流的二次降压至下泄控制阀实现下泄流的二次降压至0.20.5MPa，使，使其低于净化系统的工作压力。其低于净化系统的工作压力。稳压器为双相时，稳压器为双相时，RCV013VP
24、调节孔板下游的压力，稳调节孔板下游的压力，稳压器为水实体时，压器为水实体时，RCV013VP用来控制一回路系统的压用来控制一回路系统的压力。力。36主要设备特性主要设备特性5.除盐器前过滤器除盐器前过滤器RCV001FI该过滤器用来吸附尺寸大于该过滤器用来吸附尺寸大于5m的固体颗粒，以保护离的固体颗粒，以保护离子交换树脂不受污染和堵塞。子交换树脂不受污染和堵塞。6.三通阀三通阀RCV017VP离子交换树指的工作温度是离子交换树指的工作温度是46-62.50C。当下泄流温度。当下泄流温度高于高于570C时时,该阀将自动切换该阀将自动切换,使下泄流走旁路，不经除使下泄流走旁路，不经除盐器，直接流入
25、容控箱。盐器，直接流入容控箱。7.混床除盐器混床除盐器RCV001和和002DE混床除盐器按比例混合装入阳离子、阴离子两种交换树混床除盐器按比例混合装入阳离子、阴离子两种交换树脂，除去一回路冷却剂中大多数离子态裂变产物（除铯、脂，除去一回路冷却剂中大多数离子态裂变产物（除铯、钼、钇外）和腐蚀产物。下泄流只流经两台并联混床除钼、钇外）和腐蚀产物。下泄流只流经两台并联混床除盐器中的一台，正常流量为盐器中的一台，正常流量为13.6m3/h37主要设备特性主要设备特性8.阳床除盐器阳床除盐器RCV003DE它被安装在混床除盐器之后，主要用来除去铯和锂，净它被安装在混床除盐器之后，主要用来除去铯和锂，净
26、化一回路水质并调节一回路的化一回路水质并调节一回路的pH值。值。9.三通阀三通阀RCV026VP当需要减少一回路水中硼的含量时，用此阀将水导向硼当需要减少一回路水中硼的含量时，用此阀将水导向硼回收系统，用它的阴床除盐器除去水中的硼。回收系统，用它的阴床除盐器除去水中的硼。10.除盐器后过滤器除盐器后过滤器RCV002FI它被安装在除盐器之后，用来除去树脂碎粒。它被安装在除盐器之后，用来除去树脂碎粒。38主要设备特性11.容积控制箱容积控制箱 RCV002BA容积控制箱的容积为容积控制箱的容积为8.9m3，水容积为，水容积为3.6m3，正常压力，正常压力为为0.22MPa，正常温度为，正常温度为
27、460C。容积控制箱的作用，一是用来吸收稳压器不能吸收的容积控制箱的作用，一是用来吸收稳压器不能吸收的一回路水容积的变化；二是作为除气塔，使一回路放射一回路水容积的变化；二是作为除气塔，使一回路放射性气体从这里释放出来，定期排往废气处理系统；三是性气体从这里释放出来，定期排往废气处理系统；三是作为上充泵的高位给水箱，为上充泵提供水源。作为上充泵的高位给水箱，为上充泵提供水源。39主要设备特性主要设备特性12.上充泵上充泵RCV001003PO三台并联的上充泵是多级卧式离心泵，由两列安全电源三台并联的上充泵是多级卧式离心泵，由两列安全电源供电，电源电压为供电，电源电压为6.6kV，A列供列供RC
28、V001 PO，B列只能列只能供供RCV002和和003PO中的一台。每台上充泵的额定流量中的一台。每台上充泵的额定流量为为34 m3/h，可将容控箱的来水升压到，可将容控箱的来水升压到17.7MPa送入一回送入一回路。路。每台上充泵装有一台齿轮增速器驱动油泵每台上充泵装有一台齿轮增速器驱动油泵RCV007009PO和一台电动辅助油泵和一台电动辅助油泵RCV004006PO。正常运。正常运行时，用齿轮油泵润滑，启动时则用电动油泵提供顶轴行时，用齿轮油泵润滑，启动时则用电动油泵提供顶轴油压。油压。正常运行时只投一台上充泵，事故情况作高压安注泵正常运行时只投一台上充泵，事故情况作高压安注泵时，要求
29、立即启动两台泵。设计上允许在这种情况下，时，要求立即启动两台泵。设计上允许在这种情况下，即使电动油泵不可用和在齿轮油泵给出有效油流量之前即使电动油泵不可用和在齿轮油泵给出有效油流量之前也能启动上充泵。也能启动上充泵。40主要设备特性主要设备特性13.上充流量调节阀上充流量调节阀 RCV046VP此阀调节上充流量，使稳压器水位处于程控液位。其最此阀调节上充流量，使稳压器水位处于程控液位。其最小流量为小流量为6m3/h，以保证下泄流得到充分冷却；其最大，以保证下泄流得到充分冷却；其最大流量为流量为25m3/h,以保证轴封水的供给。以保证轴封水的供给。14.过剩下泄热交换器过剩下泄热交换器 RCV0
30、21RF它被用来冷却过剩下泄流，它被用来冷却过剩下泄流，.冷源为设备冷却水。冷源为设备冷却水。15.轴封回流热交换器轴封回流热交换器RCV003RF它被用来冷却轴封回流水和上充泵的最小流量管线，冷它被用来冷却轴封回流水和上充泵的最小流量管线，冷源为设备冷却水。源为设备冷却水。41一、REA系统功能反应堆硼和水补给系统反应堆硼和水补给系统(REA)(REA)功能：功能：是是化学和容积控制系统化学和容积控制系统的支持系统，为化的支持系统，为化学和容积控制系统主要功能的实现起保证作用：学和容积控制系统主要功能的实现起保证作用：1 1当化学和容积控制系统进行当化学和容积控制系统进行容积控制容积控制时，
31、为反时，为反应堆冷却剂系统提供所需的应堆冷却剂系统提供所需的除气除盐含硼水除气除盐含硼水；2 2当化学和容积控制系统进行当化学和容积控制系统进行化学控制化学控制时，制备和时，制备和注入注入联氨联氨(N(N2 2H H4 4)，氢氧化锂，氢氧化锂(LiOH)(LiOH)等化学药剂；等化学药剂；3 3当化学和容积控制系统进行中子当化学和容积控制系统进行中子毒物控制毒物控制时，时，提供提供浓硼酸溶液或除气除盐水浓硼酸溶液或除气除盐水。42辅助功能：辅助功能：1为主泵的为主泵的第三道轴封第三道轴封提供清洗水，为提供清洗水，为第二道轴第二道轴 封封的平衡管供水；的平衡管供水；2提供稳压器提供稳压器卸压箱
32、卸压箱的喷淋水；的喷淋水；3为为换料水箱换料水箱提供含硼浓度为提供含硼浓度为2000mg/kg的初始的初始 充水和补水；充水和补水；4为安全注射系统的为安全注射系统的硼注入箱硼注入箱提供含硼浓度提供含硼浓度 21000 mg/kg的初始充水和补水；的初始充水和补水；5在化容系统扫气时，在化容系统扫气时，向容积控制箱充水向容积控制箱充水。431 1、补水回路、补水回路2 2、硼补充回路、硼补充回路3 3、硼酸配置回路、硼酸配置回路4 4、化学添加剂制、化学添加剂制 备回路备回路 四个部分：四个部分：300m3300m381m381m381m320L二、二、REAREA系统的组成系统的组成N2中间
33、储存水箱中间储存水箱蒸蒸发发器器除除气气器器水水水水化学物添加箱化学物添加箱硼酸溶液储存箱硼酸溶液储存箱换料水箱换料水箱安注系统安注系统来自除盐水分配系统来自除盐水分配系统硼酸制备硼酸制备LiOHLiOHNN2 2HH4 4卸压箱卸压箱主泵主泵2 2道密封道密封平衡管平衡管上充泵上充泵另一台另一台机组机组混混合合箱箱44 为了向化学和容积控制系统提供除盐水，有两为了向化学和容积控制系统提供除盐水，有两个容积各为个容积各为300m3的水箱，系两台机组共用。的水箱，系两台机组共用。正常运行时，一个箱对两台机组供水，另一个箱正常运行时，一个箱对两台机组供水，另一个箱处于充水或备用状态。水箱的处于充水
34、或备用状态。水箱的水源来自硼回收系水源来自硼回收系统统，当初次充水或硼回收系统供水不足时，可由，当初次充水或硼回收系统供水不足时，可由核岛除盐水分配系统经辅助给水系统的除氧器除核岛除盐水分配系统经辅助给水系统的除氧器除气后气后供给。供给。1 1补水回路补水回路452 2硼补充回路硼补充回路4%硼浓度（硼浓度（7000mg/kg）的硼酸溶液储存在三）的硼酸溶液储存在三个贮存箱个贮存箱(各各81m3)内，其中一个储存箱为两台机组内，其中一个储存箱为两台机组共用，另外两个储存箱则每台机组各用一个。这种共用，另外两个储存箱则每台机组各用一个。这种硼酸溶液来自硼酸溶液来自硼回收系统或由硼酸溶液配制回路硼
35、回收系统或由硼酸溶液配制回路提提供。供。3 3硼酸配置回路硼酸配置回路浓度为浓度为7000mg/kg和和21000mg/kg的硼酸溶液的硼酸溶液是在两个机组共用的硼酸溶液配制箱中配制的。配是在两个机组共用的硼酸溶液配制箱中配制的。配制时将结晶状的硼酸制时将结晶状的硼酸(H3BO3)同来自同来自核岛除盐水分核岛除盐水分配系统配系统的除盐而未除氧的水相混合。的除盐而未除氧的水相混合。464 4化学添加剂制备回路化学添加剂制备回路 在反应堆冷却剂系统启动和运行过程中，需要通在反应堆冷却剂系统启动和运行过程中，需要通过化学和容积控制系统添加联氨以除氧，或加入氢过化学和容积控制系统添加联氨以除氧，或加入
36、氢氧化锂以调节冷却剂的氧化锂以调节冷却剂的PHPH值，为此，硼和补给水系值，为此，硼和补给水系统中每台机组各有一个化学物添加箱，其容积为统中每台机组各有一个化学物添加箱，其容积为20L20L。需要添加化学药物时，将化学药物倒入添加箱内，需要添加化学药物时，将化学药物倒入添加箱内，然后用硼和补给水系统的除盐除氧水冲到上充泵入然后用硼和补给水系统的除盐除氧水冲到上充泵入口，由上充泵充注到冷却剂系统中。口，由上充泵充注到冷却剂系统中。47 反应堆硼和水补给系统流程简图除盐除氧水贮存箱除盐除氧水贮存箱 硼酸溶液配制箱硼酸溶液配制箱 硼酸溶液贮存箱硼酸溶液贮存箱1、正常补给操作时硼酸溶液经REA065V
37、B，除盐除氧水经REA016VD单流或者合流进入混合流道，最后，通过REA018VB被送到上充泵入口。2、稀释、硼化操作时稀释操作时，除盐除氧水单流进入混合流道。此时REA065VB置于关闭；硼化操作时，硼酸溶液单流进入混合流道。此时，REA016VD置于关闭；自动补给和手动补给操作时，除盐除氧水和硼酸溶液按计算的流量比合流进入混合流道，此时，REA065VB和016VD都置于开启。3、直接硼化时在事故情况下，可以使用由电动隔离阀REA210VB控制的直接硼化管线，以增加硼水的流量，将硼酸溶液直接送到上充泵入口。4、化学加药管线在机组启动或运行时，需向一回路加入联铵和氢氧气锂等化学药品。此时，
38、将药品倒入REA006BA，除盐除氧水将药品送至上充泵。化学药品混合罐化学药品混合罐5、与PTR001BA的连管硼浓度REA系统通过装有REA200VB和202V的管线与PTR001BA相连，保证其充水或补水，其硼酸溶液的硼浓度为2100士100g/g。6、从PTR001BA到硼酸泵入口也有一条管线，在上充泵、低压安注泵都停运，或硼酸溶液贮量不足，又需要向一回路注硼时，允许打开REA192VB，硼酸泵将PTR001BA的硼水注入一回路。48余热排出系统（余热排出系统（RRARRA）课程目标1.掌握RRA系统的功能2.熟悉RRA系统的组成3.熟悉RRA系统的运行范围49核安全三要素1)反应性控制
39、。反应性控制。2)反应堆的冷却（核燃料释热的疏导）。反应堆的冷却（核燃料释热的疏导）。3)包容反射性物质。包容反射性物质。反应堆停堆后，虽然以裂变为机制的核功率在很短的时间内反应堆停堆后，虽然以裂变为机制的核功率在很短的时间内降到了零，但裂变产物以衰变为机制的剩余功率，即余热，降到了零，但裂变产物以衰变为机制的剩余功率，即余热，还将存在。反应堆停堆后的剩余功率还将存在。反应堆停堆后的剩余功率下图下图所示所示。50堆功率堆功率反应堆停堆后的剩余功率反应堆停堆后的剩余功率7%时间（时间（h）1%剩余功率剩余功率剩余功率剩余功率停堆停堆1230Pn%100%93%5451 余热排出系统又叫余热排出系
40、统又叫停堆冷却系统停堆冷却系统。核电核电厂设计安全规定厂设计安全规定明确要求，核电厂必须设明确要求，核电厂必须设置一个用来排出堆芯余热的系统，该系统必置一个用来排出堆芯余热的系统，该系统必须能以一定的速率从堆芯及一回路系统排出须能以一定的速率从堆芯及一回路系统排出以下各项热量以下各项热量：（1 1）堆芯堆芯剩余发热；剩余发热；（2 2）一回路及余热排出系统流体）一回路及余热排出系统流体和设备的显热和设备的显热；（3 3）主泵运行加给一回路的热量。）主泵运行加给一回路的热量。52一、RRA系统功能1)排出堆芯和排出堆芯和RCP余热，将其温度降低至冷停堆余热，将其温度降低至冷停堆工况；工况；2)在
41、反应堆停堆及装卸料或维修操作，导出燃料在反应堆停堆及装卸料或维修操作，导出燃料发出的余热，将一回路水保持在冷态温度；发出的余热，将一回路水保持在冷态温度；3)在反应堆停堆和启动过程中而主泵未投运时保在反应堆停堆和启动过程中而主泵未投运时保证一回路冷却剂的强制循环。证一回路冷却剂的强制循环。1 1、RRARRA主要功能：主要功能：532 2、辅助功能、辅助功能l 换料结束后，可用RRA系统将反应堆水池硼水打回换料水箱。l 当一回路压力低到正常下泄管路失效后，RRA-RCV联接管保障下泄流，净化一回路冷却剂。l RCP单相时，RRA为RCP提供低温超压保护。54反应堆余热排出系统的组成反应堆余热排
42、出系统的组成01PO02PO01RF02RF024VP025VP13VP15VP14VPRISRIS114VP01VP21VPRCP一一环环路冷路冷管段管段去稳压器去稳压器卸压箱卸压箱120VP018VP115VP121VPRCP三三环环路冷路冷管段管段RCP二环二环路热路热管段管段去去RCV孔板下游孔板下游自自RCV除盐装除盐装置下游置下游PTRPTR旁路管线旁路管线最小流量管线最小流量管线55与与PTR的连接管线的连接管线余热排出泵入口与余热排出泵入口与PTR001、002PO入口间的联络管线用于：入口间的联络管线用于：在PTR系统作为RRA系统应急备用时，PTR002PO通过该管线吸入一
43、回路的水，进行冷却和处理；在余热排出热交换器维修后进行动态排气操作时，余热排出泵将通过这条管线从换料水箱吸水。余热排出热交换器的出口总线与余热排出热交换器的出口总线与PTR001、002RF出口之间相出口之间相连的管线用于：连的管线用于：在PTR系统作为RRA系统应急备用时，由PTR系统代为冷却和处理的反应堆冷却剂由该管线送回一回路；换料后，余热排出泵通过该管线将反应堆换料腔的水送回PTR001BA。56两种设计比较：两种设计比较：1 1 法国设计：法国设计：不是安全设施系统，但按照安全设施系统设计；不是安全设施系统，但按照安全设施系统设计；体现：体现：冗余，泵，电动阀可由应急柴油机供电；冗余
44、，泵，电动阀可由应急柴油机供电；整个系统布置在安全壳内。整个系统布置在安全壳内。停堆后第二阶段去除余热；其它情况隔离。停堆后第二阶段去除余热；其它情况隔离。2 2 西屋公司设计：西屋公司设计：部分设备与低压安注系统兼容，按照安全设施系统设计；部分设备与低压安注系统兼容，按照安全设施系统设计；布置在核辅助厂房；布置在核辅助厂房；停堆后第二阶段去除余热；功率运行时做好安注准备。停堆后第二阶段去除余热；功率运行时做好安注准备。57余热排出系统的运行余热排出系统的运行l1）投运前的准备）投运前的准备p在反应堆正常运行时在反应堆正常运行时，余热排出系统是被隔离的。，余热排出系统是被隔离的。余热排出系统被
45、用于反应堆停堆冷却的第二阶段余热排出系统被用于反应堆停堆冷却的第二阶段。p第一阶段第一阶段：在反应堆冷却开始时，反应堆热量由蒸：在反应堆冷却开始时，反应堆热量由蒸汽发生器排出，所产生的蒸汽通过汽轮机旁路排入汽发生器排出，所产生的蒸汽通过汽轮机旁路排入凝汽器或大气凝汽器或大气(当凝汽器失效时当凝汽器失效时)，压力由稳压器调节压力由稳压器调节，有一台主泵在运行有一台主泵在运行。由于反应堆。由于反应堆冷却速率的限值为冷却速率的限值为28/h，约须，约须4h。p第二阶段第二阶段：当：当一回路的温度为一回路的温度为160180，压力为，压力为2.42.8MPa时，余热排出系统投入运行时，余热排出系统投入
46、运行。反应堆热。反应堆热量主要由余热排出系统导出。量主要由余热排出系统导出。58余热排出系统的运行p投运条件投运条件（该系统的正常启动由热停堆过渡到（该系统的正常启动由热停堆过渡到冷停堆的过程中进行）冷停堆的过程中进行）F一回路冷却剂平均温度为一回路冷却剂平均温度为160180F一回路压力为一回路压力为2.42.8MPap 在余热排出系统升压和加热过程中，要限制冷却剂和泵在余热排出系统升压和加热过程中，要限制冷却剂和泵壳之间的温差不超过壳之间的温差不超过60 。59余热排出系统的运行l2）正常运行）正常运行 p在反应堆从冷停状态开始加热升温时，余热排出系统主要在反应堆从冷停状态开始加热升温时，
47、余热排出系统主要用来控制一回路的升温速率，使升温速度控制在用来控制一回路的升温速率，使升温速度控制在 28/hp余热排出系统的余热排出系统的流量一般恒定在流量一般恒定在1000m3/h，冷却速率为压，冷却速率为压力容器和蒸汽发生器允许的力容器和蒸汽发生器允许的最大降温速度最大降温速度28/h。p在在120时，停顿一下，调整二回路流体特性，使蒸汽发时，停顿一下，调整二回路流体特性，使蒸汽发生器处于湿保养状态；当温度下降到生器处于湿保养状态；当温度下降到70时，操纵员可停时，操纵员可停下尚在运行的主泵。下尚在运行的主泵。60余热排出系统的运行l3）退出运行）退出运行p余热排出系统的正常停运在反应堆
48、从余热排出系统的正常停运在反应堆从冷停堆冷停堆向向热停堆热停堆过渡的过程中进行。过渡的过程中进行。p余热排出系统停运的条件余热排出系统停运的条件F反应堆启动时，一回路平均温度在反应堆启动时，一回路平均温度在160 180，F一回路压力为一回路压力为2.42.8MPa（主泵可以运行），（主泵可以运行），F稳压器可以控制一回路压力，稳压器可以控制一回路压力，F至少两台主泵在运行且蒸汽发生器可用。至少两台主泵在运行且蒸汽发生器可用。p余热排出系统停运过程中的主要操作是降温、降压并与一回路隔离余热排出系统停运过程中的主要操作是降温、降压并与一回路隔离。应。应该强调的是，要对余热排出系统入口的隔离阀进行
49、泄漏检测，以确保其该强调的是，要对余热排出系统入口的隔离阀进行泄漏检测，以确保其隔离功能。隔离功能。61系统的运行总结：系统的运行总结：1）运行参数范围：）运行参数范围：一回路压力从大气压到2.8MPa;冷却剂平均温度范围：10180oC.2)余热排出系统的正常启动：余热排出系统的正常启动：反应堆由热停堆过渡到冷停堆。投入运行的条件一回路平均温度160180oC，压力在2.42.8MPa之间。3）电厂升温过程中余热排出系统的运行：电厂升温过程中余热排出系统的运行：从冷停状态开始加热升温，控制一回路的升温，控制在28/h。4）余热排出系统的停运余热排出系统的停运：从从冷停堆向热停堆冷停堆向热停堆
50、过渡的过程，过渡的过程，停运条件，停运条件，一回路平均温度一回路平均温度160180oC，压力在，压力在2.42.8MPa。621、RRI系统的功能 冷却功能冷却功能 隔离作用隔离作用设备冷却水系统（设备冷却水系统（RRIRRI）63.冷却功能系统向核岛内各热交换器提供冷却水（冷却所有位于核岛内的带放射性水的设备；冷却某些安全保护系统、余热排出系统的泵和热交换器、燃料水池的热交换器等）；将其热负荷通过SEC（重要厂用水（重要厂用水系统）系统）传到海水中去。64.关于隔离作用 该系统是一回路系统与重要厂用水系统之间的屏障。在核设备泄露的情况下，它能避免对环境的污染，而当重要厂用水系统有泄露时，设
