反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)第1頁(yè)/共42頁(yè)培訓(xùn)目標(biāo)了解系統(tǒng)主要功能和工藝流程；熟悉主要設(shè)備結(jié)構(gòu)、作用和運(yùn)行方式；了本系統(tǒng)和其它系統(tǒng)的相互關(guān)系；記住系統(tǒng)和設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)。2第2頁(yè)/共42頁(yè)系統(tǒng)概述反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)由穩(wěn)壓器、穩(wěn)壓器波動(dòng)管線、穩(wěn)壓器噴淋管線、穩(wěn)壓器安全閥、反應(yīng)堆冷卻劑泵、蒸汽發(fā)生器、反應(yīng)堆冷卻劑主回路管線、穩(wěn)壓器和蒸汽發(fā)生器的支撐結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的管線、排氣裝置、儀表和閥門組成。3第3頁(yè)/共42頁(yè)

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5第5頁(yè)/共42頁(yè)系統(tǒng)主要功能反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的完整性堆芯冷卻和反應(yīng)性控制反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力控制過(guò)程監(jiān)控自動(dòng)降壓功能6第6頁(yè)/共42頁(yè)系統(tǒng)描述(1)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)由兩個(gè)熱交換環(huán)路組成。每個(gè)環(huán)路上包含一臺(tái)蒸汽發(fā)生器、兩臺(tái)主泵、一根熱段管道和兩根冷段管道。另外，該系統(tǒng)還包括穩(wěn)壓器、連接管線、閥門及用于控制和保護(hù)的儀表。所有反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的設(shè)備均位于安全殼內(nèi)。7第7頁(yè)/共42頁(yè)

8第8頁(yè)/共42頁(yè)系統(tǒng)描述(2)正常運(yùn)行期間，主泵驅(qū)動(dòng)加壓水通過(guò)壓力容器和蒸汽發(fā)生器并進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。加壓水在通過(guò)堆芯時(shí)被加熱。加熱的水被傳送到蒸汽發(fā)生器，并在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳遞給蒸汽系統(tǒng)。最后在主泵的作用下，加壓水返回壓力容器中，從而完成了循環(huán)流動(dòng)。RCS的壓力通過(guò)穩(wěn)壓器的運(yùn)行來(lái)控制，在穩(wěn)壓器內(nèi)利用電加熱器或噴淋水或二者同時(shí)作用來(lái)維持穩(wěn)壓器中的水和蒸汽處于平衡狀態(tài)。通過(guò)電加熱器加熱水形成蒸汽或通過(guò)噴淋將蒸汽冷凝成水來(lái)控制由于反應(yīng)堆冷卻劑膨脹與收縮而引起的壓力變化。9第9頁(yè)/共42頁(yè)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主要參數(shù)10第10頁(yè)/共42頁(yè)蒸汽發(fā)生器（1）主要技術(shù)特點(diǎn)·蒸汽發(fā)生器的U型傳熱管采用三角形排列；·蒸汽發(fā)生器在全揮發(fā)處理二次側(cè)水化學(xué)條件下運(yùn)行；·管板上的傳熱管采用全深度液壓膨脹，最大限度地防止二回路水進(jìn)入傳熱管與管板之間的縫隙；·U型傳熱管采用鎳一鉻一鐵合金690熱處理管；·采用三葉狀孔（梅花孔）支撐板,改進(jìn)了防振條工藝；·采用一體化的汽水分離器；·采用橢圓形的一次側(cè)下腔室，便于機(jī)器人工具進(jìn)出和維護(hù)保養(yǎng)?！ふ羝l(fā)生器下封頭直接與兩臺(tái)主泵的殼體相連接。11第11頁(yè)/共42頁(yè)

12第12頁(yè)/共42頁(yè)蒸汽發(fā)生器（2）一次側(cè)工藝流程

在一次側(cè)，反應(yīng)堆冷卻劑通過(guò)熱段入口管嘴進(jìn)入一次側(cè)水室。一次側(cè)水室的下部是橢圓的，通過(guò)一段圓柱筒體與管板進(jìn)行連接。一塊豎直的水室隔板將封頭分為進(jìn)口和出口水室。反應(yīng)堆冷卻劑進(jìn)入倒置的U型傳熱管，在傳熱管中流動(dòng)的過(guò)程中將熱量傳遞給二次側(cè)，然后返回到一次側(cè)水室。冷卻劑經(jīng)過(guò)兩個(gè)冷段管嘴離開(kāi)蒸汽發(fā)生器，而主泵直接與這兩個(gè)管嘴相連接。13第13頁(yè)/共42頁(yè)蒸汽發(fā)生器（3）二次側(cè)工藝流程

給水經(jīng)高于U型傳熱管頂部一定高度的給水管嘴進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，然后進(jìn)入給水環(huán)管，并通過(guò)連接在給水環(huán)管頂部的J型接管離開(kāi)給水環(huán)管向下流動(dòng)，并與從汽水分離器分離出的飽和水混合。然后此混合流量一起進(jìn)入圍筒和殼體之間的下降段環(huán)腔。水在流經(jīng)U形管束的過(guò)程中從一次測(cè)吸熱轉(zhuǎn)變?yōu)槠旌衔铩Ｆ旌衔锝?jīng)管束區(qū)域繼續(xù)向上流動(dòng)，并經(jīng)旋葉式汽水分離器去除蒸汽中的大部分水分。蒸汽繼續(xù)上升，進(jìn)入二級(jí)分離器（干燥器），并進(jìn)行進(jìn)一步脫水，以提高蒸汽品質(zhì)到設(shè)計(jì)要求的最小干度（0.1%）。干飽和蒸汽經(jīng)出口管嘴離開(kāi)蒸汽發(fā)生器，在出口管嘴處設(shè)置有流量限制器，以防止主蒸汽管線破裂時(shí)蒸汽流量過(guò)度釋放而造成的過(guò)度冷卻。14第14頁(yè)/共42頁(yè)蒸汽發(fā)生器參數(shù)(1)蒸汽流量（每臺(tái)蒸汽發(fā)生器，kg/hr）

3400000總蒸汽流量（kg/hr）

6795000主給水溫度（°C）

227蒸汽出口壓力（MPa.a）

5.612蒸汽出口溫度（°C）

271.2設(shè)計(jì)壓力（MPa.a）

8.274設(shè)計(jì)溫度（°C）

316排污流量（每臺(tái)蒸汽發(fā)生器，kg/hr）

正常

2070最大

20700排污管板沖洗流量（kg/hr）

6300015第15頁(yè)/共42頁(yè)蒸汽發(fā)生器參數(shù)(2)數(shù)量

2形式

立式U形管式U形管數(shù)量

10025總的換熱面積（m2）

11477傳熱管外徑（mm）

17.48傳熱管壁厚（mm）

1.02傳熱管中心距（mm）

24.89總高(m)約22.5上部殼體內(nèi)徑（mm）

5334下部殼體內(nèi)徑（mm）

4191管板厚度（m）

約0.816第16頁(yè)/共42頁(yè)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器是一個(gè)包括上、下兩個(gè)半球形封頭的圓筒狀容器。它采用碳鋼材料制造，并在與一回路冷卻劑接觸的內(nèi)表面上堆焊奧氏體不銹鋼。在穩(wěn)壓器的頂部有一個(gè)噴淋管嘴和兩個(gè)與安全閥和ADS系統(tǒng)閥門相連接的管嘴。噴淋流量通過(guò)自動(dòng)控制的氣動(dòng)閥來(lái)調(diào)節(jié)。噴淋閥也能在控制室進(jìn)行手動(dòng)操作。在波動(dòng)管嘴上部設(shè)置的攔截濾網(wǎng)阻止外部異物從穩(wěn)壓器進(jìn)入RCS。穩(wěn)壓器下部的擋板阻止涌入的冷水直接流向汽水分界面。此擋板也有助于涌入的水與穩(wěn)壓器內(nèi)水的混合。17第17頁(yè)/共42頁(yè)

18圖3.2.4穩(wěn)壓器第18頁(yè)/共42頁(yè)穩(wěn)壓器主要功能壓力控制超壓保護(hù)容積補(bǔ)償排除不凝性氣體19第19頁(yè)/共42頁(yè)穩(wěn)壓器控制原理（1）在100%功率的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，約50%的穩(wěn)壓器容積是水，另50%容積是汽。在容器底部的浸沒(méi)式電加熱器使水處于飽和溫度。加熱器也用于維持恒定的運(yùn)行壓力。通過(guò)一個(gè)與噴淋閥并列的手動(dòng)旁路閥提供持續(xù)噴淋的小流量來(lái)減小在穩(wěn)壓器和反應(yīng)堆冷卻劑之間的硼濃度差別。該持續(xù)噴淋流量也用于防止噴淋管線的過(guò)度冷卻。比例電加熱器在運(yùn)行期間是連續(xù)工作的，以補(bǔ)償噴淋水的持續(xù)引入和向周圍環(huán)境的熱量損失。20第20頁(yè)/共42頁(yè)穩(wěn)壓器控制原理（2）在穩(wěn)壓器壓力下降時(shí)，穩(wěn)壓器中的水閃蒸成蒸汽和由加熱器自動(dòng)啟動(dòng)而產(chǎn)生的蒸汽一起保持穩(wěn)壓器壓力高于專設(shè)安全設(shè)施動(dòng)作的設(shè)定值。當(dāng)穩(wěn)壓器壓力上升時(shí)，噴淋閥開(kāi)啟冷凝穩(wěn)壓器內(nèi)的蒸汽，以防止穩(wěn)壓器壓力達(dá)到專設(shè)安全設(shè)施動(dòng)作的設(shè)定值。在一回路水涌入穩(wěn)壓器中使穩(wěn)壓器液位升高時(shí)通斷電加熱器通電，用于加熱從反應(yīng)堆冷卻劑回路涌入穩(wěn)壓器的過(guò)冷水。21第21頁(yè)/共42頁(yè)穩(wěn)壓器主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)壓力17.1MPa（表壓)

設(shè)計(jì)溫度360.0°C總高15.42m

內(nèi)部容積59.47m3穩(wěn)壓器電加熱元件中，比例電加熱器370KW，同時(shí)備有A、B、C、D四組后備元件，電功率分別為245、245、370、370kw；穩(wěn)壓器滿功率下容積分布：汽31.14m3、水28.32m3；穩(wěn)壓器噴淋能力：150m3/hr穩(wěn)壓器安全閥配置數(shù)量2要求最小泄壓能力94.50kg/sec22第22頁(yè)/共42頁(yè)主泵AP1000采用全密封式的反應(yīng)堆冷卻劑屏蔽電動(dòng)泵，其功能是輸送反應(yīng)堆冷卻劑，完成在堆芯、冷卻劑環(huán)路和蒸汽發(fā)生器之間的循環(huán)。主泵具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大、可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)要求低的特點(diǎn)。主泵是一臺(tái)立式、單級(jí)離心泵，葉輪直接連接在電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上。電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子均密閉在耐腐蝕的屏蔽套中，并承受一回路系統(tǒng)壓力。定子和轉(zhuǎn)子之間的一回路冷卻劑提供冷卻功能，電機(jī)軸承也由一回路冷卻劑冷卻。一回路冷卻劑由葉輪驅(qū)動(dòng)。23第23頁(yè)/共42頁(yè)主泵主要部件水力部件軸承屏蔽套飛輪定子繞組及冷卻變頻調(diào)速控制裝置24第24頁(yè)/共42頁(yè)

25第25頁(yè)/共42頁(yè)主泵控制主泵啟動(dòng)主泵的啟動(dòng)信號(hào)與RCS壓力信號(hào)連鎖，防止在啟動(dòng)時(shí)主泵氣蝕。RCS寬量程壓力信號(hào)用來(lái)生成主泵啟動(dòng)的允許信號(hào)。主泵跳閘以下信號(hào)可以產(chǎn)生停主泵信號(hào)：

—安全驅(qū)動(dòng)信號(hào)；—CMT投入信號(hào)；

—第一級(jí)自動(dòng)卸壓系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)；

—主泵軸承冷卻水溫度高；

—穩(wěn)壓器液位低于L-2；

—熱段溫度高且蒸發(fā)器液位低。26第26頁(yè)/共42頁(yè)主泵主要技術(shù)特點(diǎn)主泵直接與蒸汽發(fā)生器的下封頭連接。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取消了主泵與蒸汽發(fā)生器之間的冷卻劑管道，降低了環(huán)路的壓降，簡(jiǎn)化了蒸汽發(fā)生器、泵和管道支承系統(tǒng)。主泵沒(méi)有軸密封裝置，因而消除了因軸密封失效導(dǎo)致失水事故的可能性，從而大大提高了安全性，也減少了泵的維修工作量。主泵電機(jī)設(shè)置上下兩個(gè)鎢合金飛輪，以提高泵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，延長(zhǎng)惰走時(shí)間，從而增加失去電源之后堆芯的熱工裕量。主泵裝有三個(gè)軸承，兩個(gè)徑向軸承和一個(gè)雙向推力軸承，都在電機(jī)一側(cè)，軸承采用水潤(rùn)滑方式。主泵啟動(dòng)時(shí)采用變頻調(diào)速控制裝置，降低冷態(tài)工況時(shí)的電機(jī)功率，從而最大限度地縮小電機(jī)尺寸。27第27頁(yè)/共42頁(yè)主泵主要設(shè)計(jì)參數(shù)

28第28頁(yè)/共42頁(yè)主管道AP1000主管道由兩個(gè)循環(huán)回路組成，分別擁有一條熱段、兩條冷段主管道中，有一條熱段接波動(dòng)管與穩(wěn)壓器相連，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力四條冷段直接與懸掛在蒸汽發(fā)生器底部水室的主泵出口及壓力容器進(jìn)口相連。由此，構(gòu)成壓力容器“四進(jìn)兩出”29第29頁(yè)/共42頁(yè)

30第30頁(yè)/共42頁(yè)

31熱段第31頁(yè)/共42頁(yè)

32冷段第32頁(yè)/共42頁(yè)自動(dòng)卸壓子系統(tǒng)（1）自動(dòng)卸壓子系統(tǒng)包含四組順序開(kāi)啟的閥門以降低反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的壓力，從而使非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)能為堆芯提供長(zhǎng)期冷卻。第1、2、3級(jí)自動(dòng)卸壓子系統(tǒng)各有兩條管線，每條管線內(nèi)串聯(lián)兩只常閉電動(dòng)閥，上游的一只是卸壓控制球閥，另一只是隔離閘閥。1、2、3級(jí)自動(dòng)卸壓子系統(tǒng)的每條管線的入口經(jīng)過(guò)一條公用母管，與穩(wěn)壓器頂部相連；每條管線的出口經(jīng)過(guò)一條公用的卸壓母管，與一只噴淋頭相連。噴淋頭淹沒(méi)在安全殼內(nèi)置換料水箱的溢流水位以下。33第33頁(yè)/共42頁(yè)自動(dòng)卸壓子系統(tǒng)（2）第4級(jí)卸壓子系統(tǒng)有四條管線，分成兩個(gè)子組。每個(gè)子組通過(guò)一個(gè)入口接頭與一個(gè)熱管段相連。每條管線內(nèi)串聯(lián)有兩只閥門，一個(gè)常開(kāi)的電動(dòng)閘閥作為隔離閥，另一個(gè)常閉的爆破閥作為卸壓控制閥。第4級(jí)卸壓系統(tǒng)直接與反應(yīng)堆冷卻劑回路熱段的頂部相連，并直接向蒸汽發(fā)生器隔間排放。34第34頁(yè)/共42頁(yè)

35第35頁(yè)/共42頁(yè)主冷卻劑系統(tǒng)運(yùn)行

36第36頁(yè)/共42頁(yè)二種啟動(dòng)方式AP1000有抽真空啟動(dòng)和水實(shí)體