核電站系統(tǒng)與設備復習資料

1、一回路部分：1、 了解壓水堆核電廠的基本組成、工作原理、安全設計、環(huán)境保護，熟悉我國各主要核電站的堆型、功率、發(fā)展戰(zhàn)略等。 基本組成：核島（NI）、常規(guī)島（CI）、電站配套設施（BOP） 工作原理：一回路冷卻劑循環(huán)：反應堆蒸汽發(fā)生器冷卻劑泵反應堆二回路工質循環(huán)：蒸汽發(fā)生器汽輪機凝汽器凝給水泵蒸汽發(fā)生器 安全設計：嚴格遵守核電站安全三要素：反應性控制、堆芯冷卻和放射性產物的包容。采用了多道安全屏障和縱深防御的原則 環(huán)境保護：對核電廠的放射性進行熱屏蔽、生物屏蔽；設置放射性廢物處理系統(tǒng)；嚴格遵守核廢物處理的原則：分類處理，盡量回收，把排放量和放射性水平減至最小。 核電發(fā)展戰(zhàn)略：堅持發(fā)展百萬千瓦級先

2、進壓水堆核電技術路線，目前按照熱中子反應堆快中子反應堆受控核聚變堆“三步走”的步驟開展工作。2、 掌握反應堆的基本結構、組成，各功能組件的組成、原理等；壓力容器內冷卻劑的流動方向等。 基本結構：1、反應堆壓力容器2、反應堆堆內構件3、堆芯4、驅動機構 組成：堆芯、壓力容器、堆內構件和控制棒驅動機構3、 掌握RCP系統(tǒng)、各設備的主要功能、主要組成、重要特征參數(shù)、運行參數(shù)等，自然循環(huán)的原理。 系統(tǒng)主要功能：1、熱量傳輸2、中子慢化3、反應性控制4、壓力控制5、阻止放射性物質擴散6、穩(wěn)壓器的安全閥起超壓安全保護作用系統(tǒng)組成：由反應堆和與其相連的三個環(huán)路組成，每條環(huán)路包含一臺蒸汽發(fā)生器、一臺主泵及相應

3、的管道。一臺穩(wěn)壓器是三個環(huán)路公用，經波動管連接在一環(huán)路的熱管段上。 運行參數(shù)：系統(tǒng)運行壓力14.715.7MPa（常用15.5MPa） 指什么地方壓力？（穩(wěn)壓器汽腔壓力）（1）反應堆進口冷卻劑溫度 280300（2）反應堆出口冷卻劑溫度310330（3）反應堆進出口冷卻劑溫升3040 自然循環(huán)的原理：蒸汽發(fā)生器位置高于反應堆的位置，在蒸汽發(fā)生器中，冷（水）柱和熱（水）柱之間的密度差為工質的循環(huán)提供驅動壓頭。使冷卻劑能在無外力的情況下循環(huán)流動。4、 掌握RCV、REA、RRA的主要功能，系統(tǒng)組成、設計流程（管線），投入條件，已經相互之間的連接關系，會看圖分析。1）化學和容積控制系統(tǒng)（RCV） 主

4、要功能：是與核安全有關的系統(tǒng)之一；實現(xiàn)容積控制、化學控制和反應性控制。 流程：包括：、下泄回路、凈化回路、上充回路、軸封水及過剩下泄回路、低壓下泄管線、除硼管線。 組成：1、再生式熱交換器-RCV001EX 2、下泄降壓孔板-RCV001/002/003DI 3、下泄熱交換器-RCV002RF（非再生式熱交換器） 4、除鹽器前旁路閥-RCV017VP 5、下泄控制閥-RCV013VP 6、除鹽器前過濾器-RCV001FI 7、混床除鹽器-RCV001、002DE 8、陽床除鹽器-RCV003DE 9、三通閥-RCV026VP 10、容積控制箱-RCV002BA 11、上充泵-RCV001、00

5、2、003PO 投入條件：1、一回路冷卻劑溫度變化以及一回路冷卻劑泄漏引起冷卻劑體積波動導致穩(wěn)壓器液位偏離程控液位的整定值2、冷卻劑中的懸浮雜質、冷卻劑的水質及放射性指標超過規(guī)定范圍。2） 反應堆硼和水補給系統(tǒng)（REA） 主要功能：為化容系統(tǒng)貯存并供給其容積控制、化學控制和反應性控制所需的各種流體。(1) 提供除鹽除氧含硼水，以保證RCV系統(tǒng)的容積控制功能；(2) 注入聯(lián)氨、氫氧化鋰等藥品，以保證RCV系統(tǒng)的化學控制功能；(3) 提供硼酸溶液和除鹽除氧水，以保證RCV系統(tǒng)的反應性控制功能。 組成：一、補水回路兩個除鹽除氧水貯存箱，兩個機組共用四臺除鹽除氧水泵，每個機組兩臺兩個化學物添加箱，每個

6、機組一個二、硼酸補充回路一個硼酸溶液配制箱，兩個機組共用三個硼酸溶液貯存箱，每個機組各用一個，第三個為共用四臺硼酸溶液輸送泵，每個機組兩臺 流程：正常補給管線、補水旁路管線、直接硼化管線、應急硼化管線、與換料水箱的連接管線投入條件：3） 余熱排出系統(tǒng)（RRA） 主要功能：1、反應堆停堆過程中，當一回路溫度降到180以下，壓力降到3MPa以下時，用于排出堆芯余熱、一回路冷卻劑和設備的顯熱以及主泵在一回路中產生的熱量。2、 除了失水事故引起安全注入系統(tǒng)投入運行的情況以外，由其它事故引起的停堆事故，余熱排出系統(tǒng)也被用來排出上述三部分熱量。 組成：（1）余熱排出泵-RRA001、002PO、（2）余熱

7、排出熱交換器-RRA001、002RF、（3）調節(jié)閥-RRA013、024、025VP（4）卸壓閥-RRA018、115、120、121VP（5）相關管道 流程：從一回路2環(huán)路的熱段吸水，送入一段母管。母管上設有卸壓閥，用以避免一回路和余熱排出系統(tǒng)的超壓。母管的水流向兩個熱交換器及一個旁路管線后匯合。在出口總管線上引出一條泵的最小流量循環(huán)管線到泵的入口、一條到化容系統(tǒng)降壓孔板下游的低壓下泄管線和一條與PTR系統(tǒng)的連接管線，然后通過中壓安注的注入管線分別回到一回路1、3環(huán)路的冷段。投入條件：（1）反應堆停堆過程中，當一回路溫度降到180以下，壓力降到3MPa以下時。（2）除了失水事故引起安全注入

8、系統(tǒng)投入運行的情況以外，由其它事故引起的停堆事故（3）主泵停運或不可用時，5、 掌握PTR系統(tǒng)的功能、組成，換料水箱的作用，總結出那些系統(tǒng)（設備）采用RRI冷卻。 功能：一、冷卻功能：冷卻乏燃料水池中的燃料元件，導出其剩余熱量；換料或停堆檢修時，在RRA系統(tǒng)事故情況下，且一回路已經打開，作為RRA系統(tǒng)的應急備用，冷卻堆芯。2、 凈化功能：除去乏燃料水池中的裂變產物和腐蝕產物，限制放射性水平；除去反應堆水池和乏燃料水池水中的懸浮物，保持水有良好的能見度。3、 充排水功能向反應堆水池和乏燃料水池充入濃度為2400gg的硼水,提供良好的生物防護；保證乏燃料處于次臨界狀態(tài)；實施除乏燃料貯存池外其它水池

9、的排水。為安全注入系統(tǒng)RIS和安全殼噴淋系統(tǒng)EAS貯存必要的硼水。 PTR系統(tǒng)由反應堆水池、乏燃料水池、換料水箱和它們所連接的冷卻、凈化、充水和排水回路組成換料水箱的作用： 反應堆換料時，可提供、實現(xiàn)反應堆水池的充水和排水。 失水事故時，可提供兩臺高壓安注泵、兩臺低壓安注泵和兩臺安全殼噴淋泵同時運行20分鐘的水容量。水箱有效水容積不小于1600 m3，硼水的硼濃度為（2 400±100）gg。 換料水箱由反應堆硼和水補給系統(tǒng)REA提供初始充水和補水。采用RRI冷卻的設備： 安全殼噴淋系統(tǒng)EAS熱交換器、泵和電動機 電氣廠房主通風系統(tǒng)DVL凝汽器 上充泵房應急通風系統(tǒng)DVH冷卻器 安全

10、注入系統(tǒng)RIS電動機和泵 設備冷卻水系統(tǒng)RRI設備冷卻水泵和電機 余熱排出系統(tǒng)RRA余熱排出冷卻器、余熱排出泵6、 掌握RIS的組成、功能、特點等，中壓安注的投入方式、條件等。 組成：RIS分為三個子系統(tǒng)：􀂾 1、高壓安全注入系統(tǒng)（HHSI）􀂾 2、低壓安全注入系統(tǒng)（LHSI）以上為能動安全注入系統(tǒng)，需要使用泵作為注入動力。􀂾 3、中壓安全注入系統(tǒng)（MHSI）為非能動安全注入系統(tǒng)，利用預先充填的氮氣壓力實現(xiàn)安注一、主要功能1、一回路小破口（當量直徑9.525mm）或二回路蒸汽管道破裂造成一回路平均溫度降低而引起冷卻劑收縮時，向一回路補水，重

11、新建立穩(wěn)壓器水位。2、一回路大破口（大于345mm）失水事故時，向堆芯注水，以重新淹沒并冷卻堆芯,限制燃料元件溫度上升。3、二回路蒸汽管道破裂時，向一回路注入高濃度硼酸溶液，補償冷卻劑連續(xù)過冷而引起的正反應性。（必要時應停堆）二、輔助功能1、換料停堆期間，用低壓安注泵為反應堆水池充水；2、用水壓試驗泵進行RCP系統(tǒng)的水壓試驗；3、失去全部電源時，用水壓試驗泵（應急電源）為惰轉的主泵提供軸封水；二回路部分：第一部分 核電站二回路的基本蒸汽動力循環(huán)1、 核電廠的各設備中發(fā)生的典型的不可逆損失。2、 核電廠的一、二回路的參數(shù)之間的制約關系。 提高蒸汽參數(shù)受到蒸汽發(fā)生器一回路冷卻劑運行溫度的限制，受到

12、反應堆安全準則的限制。一回路參數(shù)直接主導影響二回路參數(shù)的變化和穩(wěn)定，二回路參數(shù)對一回路參數(shù)起反饋作用使一回路參數(shù)隨二回路參數(shù)而產生相應的變化。3、 蒸汽回熱循環(huán)：回熱的目的、回熱參數(shù)對熱經濟性的影響（回熱級數(shù)、回熱焓升分配、給水溫度） 回熱目的：提高循環(huán)熱效率?；責釁?shù)對經濟性的影響：給水溫度一定時， Z越多,i越高；回熱焓升分配決定汽輪機的抽汽點的選擇，抽汽點對效率的影響也顯著；提高給水溫度有利于提高給水平均吸熱溫，使效率提高4、蒸汽再熱循環(huán)：再熱的目的、再熱壓力對汽輪機高、低壓缸的排汽干度的影響 再熱的目的是提高低壓缸出口蒸汽的干度再熱壓力降低高壓缸排汽干度X1降低再熱壓力降低，定壓再熱至

13、相同溫度 低壓缸排汽干度X2升高第二部分 核電站二回路的熱力系統(tǒng)1、 表面式加熱器：表面式加熱器與混合式加熱器的不同特點，表面式加熱器的端差及其增加的原因，現(xiàn)代核電廠的高壓和低壓加熱器的結構、表面式加熱器的疏水方式及其熱經濟性 混合式加熱器及其特點：水、汽直接接觸，可以將水加熱到飽和溫度，熱經濟性較高；無受熱面，結構簡單，造價低，便于匯集汽水；可以兼作除氧器，系統(tǒng)復雜 表面式加熱器及其特點：水、汽通過金屬換熱面接觸，存在端差，熱經濟性較差；有受熱面，內部結構復雜；不能除氧，系統(tǒng)簡單可靠，隨機組的初壓提高，加熱器的管系承受壓力增加 表面式加熱器的端差：加熱器內壓力下的飽和溫度與出口水溫之差范圍：

14、36結構影響因素：換熱面積，管系布置，材料導熱系數(shù)運行影響因素： 清潔程度，不凝結氣體，水位，堵管數(shù)量 高壓加熱器的結構： 表面式加熱器的疏水方式及其熱經濟性：逐級自流：經濟性較差，但系統(tǒng)簡單；采用疏水泵：經濟性較好，但需要設置一個疏水泵；采用疏水冷卻器 目的：減少排擠低壓抽汽，提高經濟性 低壓加熱器的結構：2、 除氧器：熱力除氧的基本原理、除氧器的運行方式及其熱經濟性、滑壓運行的除氧器應對負荷突變的各種措施 熱力除氧原理：嚴格將水加熱到飽和溫度，水蒸氣的分壓力不斷增加，及時排除水中逸出的氣體，使水面的總壓力等于水蒸氣的分壓力 除氧器的運行方式及其熱經濟性：定壓運行，優(yōu)點：運行簡單，除氧效果和

15、給水泵安全容易保證；滑壓運行，優(yōu)點：熱經濟性要高，尤其是在低負荷時，保證最佳焓升分配，適應調峰。 負荷驟升： 在給水箱內加裝再沸騰管，加熱蒸汽直接對水箱的水進行加熱。蒸汽鼓泡管：保證水處于沸騰狀態(tài) 負荷驟降：提高除氧器安裝高度Hd ，采用低速前置泵（已經廣泛使用，比提高Hd 更有效），降低吸入管道的壓降p （如加大給水泵吸水管直徑），適當增加除氧水箱的容積，閃蒸更多的蒸汽阻止壓力急需下降，在滯后時間內快速投入備用汽源 3、核電站二回路的原則性熱力系統(tǒng)：主要設備及流程 原則性熱力系統(tǒng)是一種原理性圖，多反映設計工況下系統(tǒng)的熱經濟性。 原則性熱力系統(tǒng)圖上只有設計工況下工質流動路徑上的設備及管道（相同

16、設備只畫一個，只畫出與熱經濟性有關的閥門）。 4、全面性熱力系統(tǒng)：主蒸汽系統(tǒng)、蒸汽排放系統(tǒng)、回熱加熱系統(tǒng)主要作用和流程 全面性熱力系統(tǒng)反映實際熱力系統(tǒng)，包括所有運行工況（啟動、停機、故障、升降負荷等），注重安全可靠性、熱經濟性及靈活性。全面性熱力系統(tǒng)圖上畫出所有運行及備用的設備、管道及閥門、附件等。 主蒸汽系統(tǒng)：系統(tǒng)范圍：蒸汽發(fā)生器與汽輪機之間的蒸汽管道與通往各用汽點（軸封系統(tǒng)、汽水分離再熱器、給水泵汽輪機等）的支管。系統(tǒng)連接方式：分核島部分和常規(guī)島部分 蒸汽排放系統(tǒng)：系統(tǒng)功能：反應堆功率與汽輪機負荷不一致時（汽輪機突降負荷或停機時），系統(tǒng)將多余的蒸汽排向凝汽器、除氧器或大氣回熱加熱系統(tǒng)考試題

17、型：填空、選擇、問答、看圖分析復習題反應堆1、壓水型反應堆由哪幾大部分組成？2、堆芯內有多少束燃料組件？試述燃料組件的結構。 157束燃料組件。3、 控制棒組件按材料和功能各如何分類？其作用如何？ 控制棒組件按材料分為分兩類。1、黑棒組：由24根吸收劑棒組成，吸 收能力強；2、灰棒組：由8根吸收劑棒和16根不銹鋼棒組成，吸收能力弱 按功能分類：控制棒組件可分為功率調節(jié)棒、溫度調節(jié)棒和停堆 棒。功率調節(jié)棒位于機組功率對應的棒位高度，用于調節(jié)反應堆功率；溫度 調節(jié)捧在堆芯上部一定范圍移動，用于控制冷卻劑溫度的波動；停堆棒用于 事故緊急停堆，正常運行時提出4、 可燃毒物和中子源組件的功能是什么? 可

18、燃毒物棒：新堆裝料時，后備反應性過大，為了保證慢化劑溫度系 數(shù)為負值，其硼濃度又不能過高，為了補償堆內過剩反應性，裝入66束具有 較強吸收中子能力的可燃毒物組件。 中子源組件：反應堆初次運行之前和長期停堆之后，堆芯內中子很少， 此時如果啟動，堆芯外核儀表無法探測到堆內的中子注量率水平。為了安 全啟堆，必須隨時掌握反應堆次臨界程度，以避免發(fā)生意外的超臨界。RCP1、反應堆冷卻劑系統(tǒng)的功能是什么？2、詳述反應堆冷卻劑系統(tǒng)的構成和流程。3、簡述蒸汽發(fā)生器的功能及其工作原理。4、保持蒸汽發(fā)生器水位的必要性是什么？ 將水位保持在與負荷相匹配的水平，防止瞬態(tài)時水位過高或過低。 水位過高會淹沒干燥器，增加出

19、口蒸汽的濕度，損害汽輪機葉片；水位過低， 造成蒸汽發(fā)生器傳熱管部分暴露于蒸汽中，造成熱應力損壞。5、 主泵由哪些主要部件組成？主要部件的作用是什么？ 組成：由電動機、軸封組件和水力部件三部分組成。6、 簡述電熱式穩(wěn)壓器的主要功能及其基本結構。 主要功能： 壓力控制在穩(wěn)態(tài)運行時維持15.5MPa負荷變化 時，利用噴淋和電加熱保持一回路壓力恒定。 壓力保護高/低壓報警、高/低壓停堆、超過安全閥閾值安全閥自動 排放。 補充RCP水容積變化，作為一回路冷卻劑的緩沖箱， 與RCV系統(tǒng)配合 RCP升壓和降壓用于啟堆時系統(tǒng)升壓、升溫和停堆過程系統(tǒng)降壓 除氣排出穩(wěn)壓器內飽和水與飽和汽以及其它氣體。7、 簡述穩(wěn)

20、壓器卸壓箱的基本結構及其功能。 主要功能:收集、冷凝和冷卻穩(wěn)壓器安全閥、余熱排出系統(tǒng)(RRA)安全 閥、RCV系統(tǒng)安全閥排放的蒸汽以及一回路系統(tǒng)閥桿填料裝置泄漏的冷卻 劑。避免帶有放射性的一回路流體對安全殼的污染。一回路輔助系統(tǒng)1.化學和容積控制系統(tǒng)的主要功能是什么?2.化學和容積系統(tǒng)是如何實現(xiàn)其主要功能的，通過哪些管線? 容積控制：通過RCV的上充、下泄來吸收一回路水體積的波動,將穩(wěn)壓器 的水位維持在程控液位。 化學控制： 1）注入氫氧化鋰7Li，控制冷卻劑為偏堿 性，300時的PH值在7.07.2； 2）反應堆冷啟動時添加聯(lián)氨除氧， 3）正常運行時通過容控箱充入氫氣，以抑制水輻照分解生成氧

21、；為了保持水 中氫濃度為2530mg/L充入氫氣并保持0.10.2MPa 。容控箱中的水為氫氣 所飽和。 4）采用過濾、離子交換的方法對冷卻劑進行凈化。 反應性控制：加硼、稀釋和除硼3.硼和水補給系統(tǒng)的主要功能及其操作管線是什么?4.稀釋、硼化、自動補給和手動補給是什么意義？5.余熱排出系統(tǒng)的主要功能是什么？6、簡述設置余熱排出系統(tǒng)的必要性。7、投入余熱排出系統(tǒng)的條件？8、簡述余熱排出系統(tǒng)的流程。9、RCV系統(tǒng)的化學容積控制箱的功用是什么？輔助冷卻水系統(tǒng)1. 簡述反應堆水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)的功能。2. 試述PTR系統(tǒng)的特性及組成。3. 換料水箱PTR001BA有哪些作用？4. 在什么

22、情況下PTR系統(tǒng)可以作為RRA系統(tǒng)的應急備用？5. 設備冷卻水系統(tǒng)的功能和組成是什么？6. 重要廠用水系統(tǒng)SEC的功能及流程是什么？ 功能：為設備冷卻水提供冷卻水,將RRI系統(tǒng)的熱負荷輸送到大海中。 組成：海水過濾系統(tǒng)（CFI）兩臺并聯(lián)的SEC泵 SEC管道 水生物捕集器兩臺并聯(lián)的RRI/SEC熱交換器SEC集水坑排水管􀂾 開式循環(huán)系統(tǒng)，流動工質為海水；􀂾 每臺機組有相互獨立的A、B兩個系列，兩個系列的設備和流程基本相同。專設安全設施1. 安全注入系統(tǒng)的功能是什么? 一、主要功能 1、一回路小破口（當量直徑9.525mm）或二回路蒸汽管道破裂造成一回路 平均

23、溫度降低而引起冷卻劑收縮時，向一回路補水，重新建立穩(wěn)壓器水位。 2、一回路大破口（大于345mm）失水事故時，向堆芯注水，以重新淹沒并冷 卻堆芯,限制燃料元件溫度上升。 主管道突然產生脆性斷裂是典型的大破口失水事故。這是專設安全系統(tǒng)的設 計基準事故之一。 3、二回路蒸汽管道破裂時，向一回路注入高濃度硼酸溶液，補償冷卻劑連 續(xù)過冷而引起的正反應性。（必要時應停堆） 二、輔助功能 1、換料停堆期間，用低壓安注泵為反應堆水池充水； 2、用水壓試驗泵進行RCP系統(tǒng)的水壓試驗； 3、失去全部電源時，用水壓試驗泵（應急電源）為惰轉的主泵提供軸封水；2. 安全注入系統(tǒng)包括哪幾部分?各有什么特點? RIS分為

24、三個子系統(tǒng)： 1、高壓安全注入系統(tǒng)（HHSI） 2、低壓安全注入系統(tǒng)（LHSI） 以上為能動安全注入系統(tǒng)，需要使用泵作為注入動力。 3、中壓安全注入系統(tǒng)（MHSI） 為非能動安全注入系統(tǒng)，利用預先充填的氮氣壓力實現(xiàn)安注。3. 電站正常運行情況下，高壓安注系統(tǒng)中哪些設備在運行？其余設 備處于何種狀態(tài)？ HHSI利用RCV的三臺上充泵作為高壓安注泵。在電廠正常運行時，它們 作為RCV系統(tǒng)上充泵用于向RCP正常充水，其一臺運行、一臺備用。另一臺電 源連鎖。硼注入箱再循環(huán)泵RIS021PO，022PO，正常運行時，一臺連續(xù)運行而另一臺 備用。其余的處于關閉或備用狀態(tài)。4. 高壓安注泵有幾種吸入管線和注

25、入管線？各在什么時候應用？ 高壓安注泵有兩條吸水管線：A、直接從換料水箱PTR001BA來的吸水管 線B、與低壓安注泵出口連接的增壓管線。 另一條從容控箱來的吸水管線 在安注信號出現(xiàn)時即被隔離。此僅在低壓安注泵增壓失效時高壓安注泵才 直接從換料水箱吸水。 注入管線：通過濃硼酸注入箱RIS004BA的管線。這條管 線由安注信號啟動投入運行。硼注入箱旁路管線。這條管線在通過硼注入 箱的管線發(fā)生故障的情況下才使用，正常情況下是關閉的。兩條并聯(lián)的熱 段注入管線。這兩條管線是在冷、熱段同時注入階段時使用。硼酸再循環(huán) 回路。為防止硼注入箱RIS004BA中的硼酸結晶，在高壓安注泵的排出管設置 了硼酸再循環(huán)回路，將濃硼酸不斷地再循環(huán)。 5. 專設安全設施中唯一的冷源在哪里？熱量傳往何處？ 6. 試述中壓安注的方式和啟動壓力是多少？ 非能動安全注入，利用預先充填的氮氣壓力實現(xiàn)安注。7、 安全殼噴淋系統(tǒng)具有哪些功能? 安全殼噴淋系統(tǒng)的主要功能：通過噴淋冷水以冷凝安全殼內的蒸汽，使 溫度和壓力降低到可接受水平，確保安全殼的完整性。 輔助功能：（1）帶走安全殼內空氣中的氣載裂變產物尤其是揮發(fā)碘 131I加NaOH降低其濃度。限制噴淋的硼酸對設備的腐蝕添加NaOH還可 以提高pH值，限制了金屬的腐蝕； （2）反應堆廠房發(fā)生火災時，可手動噴淋進行滅火。 （3）當換料水箱溫度超