核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)彩色標注頁

核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)彩色標注頁第一頁，共55頁。2023/4/232按照壓水堆的工作原理，原則上不允許冷卻劑水發(fā)生沸騰。為了得到高溫水，反應(yīng)堆必須在高壓力(15.5兆帕左右)狀態(tài)下工作。壓水堆主要由堆芯、堆內(nèi)構(gòu)件、壓力容器和控制棒驅(qū)動機構(gòu)等部件組成。壓水堆由四部分組成：堆芯堆內(nèi)構(gòu)件壓力容器和頂蓋控制棒驅(qū)動機構(gòu)第二頁，共55頁。2023/4/233大亞灣核電站堆芯由157個幾何形狀及機械結(jié)構(gòu)完全相同的燃料組件構(gòu)成。核反應(yīng)區(qū)高3.66米，等效直徑3.04米。157個幾何上和機械上都完全相同的燃料組件，被安置在承放堆芯的下柵格板上，外側(cè)用包圍堆芯的堆芯圍板定位。上柵格板放置在燃料組件頂部的壓緊彈簧上，用以防止在事故情況下由于水力不穩(wěn)定性而使燃料組件上升。第三頁，共55頁。2023/4/234157個燃料組件（每個燃料組件17*17的正方形）三種不同富集度的燃料分區(qū)布置1區(qū)：53個，1.8%，內(nèi)區(qū)2區(qū)：52個，2.4%，內(nèi)區(qū)3區(qū)：52個，3.1%，外區(qū)第四頁，共55頁。2023/4/235包殼既保證了燃料棒的機械強度．又將核燃料及其裂變產(chǎn)物包容住，構(gòu)成了強放射性的裂變產(chǎn)物與外界環(huán)境之間的第一道屏障。燃料棒內(nèi)有足夠的預(yù)留空間和間隙，可以容納燃料釋放出的裂變氣體，允許包殼及燃料的不同熱膨脹和燃料腫脹，使包殼和端塞焊縫都沒有超應(yīng)力的風險。第五頁，共55頁。2023/4/236間隙內(nèi)充約3MPa氦氣，是為了減小燃料元件放入堆芯后冷卻劑壓力對包殼形成的壓應(yīng)力。在燃料芯塊柱與端塞之間裝有一個不銹鋼螺旋形壓緊彈簧，它防止燃料裝卸操作或運輸過程中燃料芯塊在包殼內(nèi)躥動，以及允許芯塊高溫輻照后沿軸向的腫脹。改進型燃料組件燃料棒的端塞設(shè)計成便于組件中燃料單棒的抽換。端塞以有一圈徑向槽為特點，便于專用的抽拔工具夾緊燃料棒。第六頁，共55頁。2023/4/2372.1.3堆芯功能組件控制棒組件、可燃毒物組件、中子源組件和阻力塞組件通稱堆芯功能組件。2.1.3.1控制棒組件RCCARodclustercontrolassembly控制棒組件用來控制裂變反應(yīng)的速率、啟動或關(guān)閉反應(yīng)堆、調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的功率輸出。當反應(yīng)堆出現(xiàn)事故時，將組件快速插入堆芯，可以及時地把反應(yīng)堆停閉，保證反應(yīng)堆的安全。第七頁，共55頁。2023/4/2382)吸收劑棒大亞灣核電站采用兩種類型的吸收劑棒，即黑棒和灰棒。除了吸收劑材料不同之外，所有吸收劑棒的結(jié)構(gòu)是相同的。黑棒的吸收劑材料為銀-銦-鎘合金，重量分別為80％、15％和5％。這種合金做成擠壓成形的芯塊，封裝在不銹鋼包殼內(nèi)，兩端有鎢極惰性氣體保護焊接的端塞，防止吸收材料與冷卻劑接觸?；野舻奈談┎牧蠟椴讳P鋼，其結(jié)構(gòu)形式與黑棒相似。第八頁，共55頁。2023/4/2392.2.1下部堆內(nèi)構(gòu)件下部堆內(nèi)構(gòu)件有：堆芯吊籃和堆芯支承板、堆芯下柵格板、流量分配孔板、堆芯圍板、熱屏以及二次支承組件等。第九頁，共55頁。2023/4/23102.2.1.1堆芯吊籃組件堆芯吊籃是一個高約8.2m的不銹鋼圓筒，壁厚51mm。有三個冷卻劑出口管嘴。上端帶有法蘭，下端焊在厚約500mm的堆芯支承板上。法蘭上有24個流水孔、6個輻照樣品孔和4個定位鍵孔。吊籃筒身采用懸掛式結(jié)構(gòu)，依靠上法蘭懸掛并壓緊在壓力容器的內(nèi)部支撐凸緣上，這樣可以向下自由膨脹。第十頁，共55頁。2023/4/23112.2.2上部堆內(nèi)構(gòu)件（壓緊組件）上部堆芯支承構(gòu)件也叫堆芯壓緊構(gòu)件，它的作用是：壓緊燃料組件，防止組件受冷卻劑的沖擊而上下移動；對控制棒進行導(dǎo)向；把冷卻劑引出堆外。上部堆芯支承構(gòu)件由上支承板、堆芯上柵格板、上支承柱以及控制棒導(dǎo)向管組成。它可以作為一個整體進行裝卸。第十一頁，共55頁。2023/4/23122.4.2.1控制棒組件提升(1)傳遞線圈通電：電磁鐵吸合銜鐵，使傳遞銷爪插入環(huán)形溝槽嚙合(上下各有約lmm軸向間隙)。(2)夾持線圈斷電：此時依靠彈簧使電磁鐵與銜鐵脫開，夾持銷爪先下降約2mm，隨后銷爪從環(huán)形溝槽中脫出。驅(qū)動軸靠自重下降，在下降約lmm后，驅(qū)動軸被傳遞銷爪擋住。此時已將夾持銷爪承載改為傳遞銷爪承載。而夾持銷爪下降約2mm，故銷爪已處于空載，即與溝槽上下各有約1mm軸向間隙的狀態(tài)，使其在空載狀態(tài)下將銷爪從溝槽中脫出。第十二頁，共55頁。2023/4/2313一、系統(tǒng)描述壓水堆冷卻劑系統(tǒng)由核反應(yīng)堆和與其相連的三條輸熱環(huán)路組成；每條環(huán)路包含一臺蒸汽發(fā)生器、一臺反應(yīng)堆冷卻劑泵以及相應(yīng)的管道和閥門。其中1號環(huán)路熱管段上連接有一臺穩(wěn)壓器和與其相關(guān)的卸壓箱。第十三頁，共55頁。2023/4/2314二、系統(tǒng)功能反應(yīng)堆熱量傳遞--使冷卻劑循環(huán)流動，將堆芯中核裂變產(chǎn)生的熱量通過蒸汽發(fā)生器傳輸給二回路，同時冷卻堆芯，防止燃料元件燒毀或毀壞。反應(yīng)性控制--反應(yīng)堆冷卻劑中溶有的硼酸可吸收中子，因此通過調(diào)整硼溶度可控制反應(yīng)性（主要用于補償氙效應(yīng)和燃耗）。第十四頁，共55頁。2023/4/2315壓力控制--RCP(冷卻劑)系統(tǒng)中的穩(wěn)壓器用于控制冷卻劑壓力，以防止堆芯中發(fā)生不利于燃料元件傳熱的偏離泡核沸騰現(xiàn)象。安全功能--RCP(冷卻劑)系統(tǒng)壓力邊界作為裂變產(chǎn)物放射性的第二道屏障，在燃料元件包殼破損泄漏時，可防止放射性物質(zhì)外逸。第十五頁，共55頁。2023/4/2316三、系統(tǒng)組成壓水堆冷卻劑系統(tǒng)由核反應(yīng)堆和與其相連的三條輸熱環(huán)路組成；每條環(huán)路包含一臺蒸汽發(fā)生器、一臺反應(yīng)堆冷卻劑泵以及相應(yīng)的管道和閥門。其中1號環(huán)路熱管段上連接有一臺穩(wěn)壓器和與其相關(guān)的卸壓箱。第十六頁，共55頁。2023/4/2317三、系統(tǒng)組成1.環(huán)路分段穩(wěn)壓器及其相應(yīng)的卸壓箱則僅在l條環(huán)路上設(shè)置。運行時，主泵強迫冷卻劑在壓力殼及環(huán)路內(nèi)循環(huán)流動。被堆芯加熱的冷卻劑從反應(yīng)堆壓力容器出口接管流出，進入蒸汽發(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送人堆芯。第十七頁，共55頁。2023/4/23182.系統(tǒng)與主要輔助系統(tǒng)的接口化學與容積控制系統(tǒng)的下泄、上充管線連接于環(huán)路冷段，過剩下泄管線則與環(huán)路過渡段連接。其上充管線還通過穩(wěn)壓器輔助噴淋管線與穩(wěn)壓器相連，通過泵軸封注水管線與主泵相連。余熱排出系統(tǒng)由環(huán)路熱段引出冷卻劑進入余熱排出系統(tǒng)，排出余熱后冷卻劑再由環(huán)路冷段接口進入環(huán)路系統(tǒng)。第十八頁，共55頁。2023/4/23193.系統(tǒng)特性參數(shù)為提高電廠熱效率，系統(tǒng)的運行溫度和壓力愈高愈有利。然而相應(yīng)設(shè)備的承壓能力、材料性能和加工制造技術(shù)要求也相應(yīng)增高，從而反過來會影響核電廠的經(jīng)濟性。綜合各種因素，壓水堆冷卻劑系統(tǒng)工作壓力一般取在14.7~15.8MPa，常用15.5MPa。冷卻劑進堆溫度取280~300℃，出口溫度取310~330℃，溫差取30~40℃。單環(huán)路冷卻劑流量約24000m3/h，主管道冷卻劑流速限制在12m／s。第十九頁，共55頁。2023/4/23201.蒸汽發(fā)生器水位控制蒸汽發(fā)生器的水位，是指蒸汽發(fā)生器二次側(cè)水面的高度。水位有兩種，即寬量程水位和窄量程水位。一般每臺蒸汽發(fā)生器有一只寬量程水位傳感器，用于監(jiān)測向蒸汽發(fā)生器充水、放水操作和濕保養(yǎng)階段水位的大范圍內(nèi)變化。它只用于顯示，不參與控制和保護。一般每臺蒸汽發(fā)生據(jù)有4個窄量程水位傳感器。它們的量程范圍小，刻度細，用于控制和保護。第二十頁，共55頁。2023/4/23212.控制過程1)程序水位蒸汽發(fā)生器的程序水位隨汽輪機功率變化而改變，由于汽輪機第一級壓力正比于功率，因此，水位程序定值由汽輪機第一級壓力確定。在20％~100％負荷，程序水位定值為50％。蒸汽發(fā)生器程序水位從零負荷到20％負荷，相應(yīng)的程序水位定值從34％線性增長到50％；在20％~100％負荷，程序水位定值為50％。第二十一頁，共55頁。2023/4/2322(1)根據(jù)蒸汽發(fā)生器的壓力隨負荷增加而降低的特性，零負荷時蒸汽發(fā)生器的蒸汽壓力最高，水的密度最大，確定較低的水位定值是為了保持蒸汽發(fā)生器較小的水裝量，以限制主蒸汽管道破裂事故的嚴重程度。(2)在零負荷到20％負荷之間，隨著功率的增加，程序水位線性增長．是為了在隨壓力降低水的密度減小的過程中保持蒸汽發(fā)生器的水裝量，較高的水位還可以使電廠在負荷減少時，不致使水位退縮到導(dǎo)致低低水位停堆保護定位的高度。第二十二頁，共55頁。2023/4/23232)主給水調(diào)節(jié)閥水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)參與主給水調(diào)節(jié)閥的蒸汽發(fā)生器給水流量調(diào)節(jié)的參數(shù)有三個，它們是：蒸汽發(fā)生器水位蒸汽流量給水流量所以又稱作三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中被調(diào)節(jié)量是水位，擾動量是蒸汽流量，調(diào)節(jié)量是給水流量。第二十三頁，共55頁。2023/4/23243.與蒸汽發(fā)生器水位有關(guān)的邏輯動作(1)水位設(shè)定值與水位測量值之間的差值如果被測水位和水位設(shè)定值的偏差超過5％，則發(fā)生報警。(2)蒸汽發(fā)生器高高水位每臺蒸汽發(fā)生器的4個水位測量通道以四取二邏輯產(chǎn)生蒸汽發(fā)生器高高水位信號。高高水位閾值為75％窄量程水位。任一臺蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生高高水位信號，則產(chǎn)生P-14信號，此時以下保護動作被驅(qū)動：

①汽機脫扣；停主給水泵；關(guān)主給水隔離閥。②與P-7符合，產(chǎn)生反應(yīng)堆緊急停堆；第二十四頁，共55頁。2023/4/2325反應(yīng)堆冷卻劑泵的功能是將反應(yīng)堆冷卻劑升壓，補償系統(tǒng)的壓力降，保證反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中冷卻劑的循環(huán)。在RCP(冷卻劑)系統(tǒng)的每一個輸熱環(huán)路中，在蒸汽發(fā)生器和反應(yīng)堆容器之間的冷管段上，安裝有一臺反應(yīng)堆冷卻劑泵機組。三臺主泵的設(shè)備編碼為RCP001PO、002PO、003PO。第二十五頁，共55頁。2023/4/2326為防止主泵停止運轉(zhuǎn)后電動機繞組受潮，安置了電動機繞組電加熱器。主泵停運后，電加熱器自動投入運行；主泵啟動時，電加熱器自動斷開。1).惰轉(zhuǎn)飛輪在發(fā)生主泵斷電的情況下，反應(yīng)堆緊急停堆。停堆后反應(yīng)堆剩余功率呈指數(shù)下降，故短時間內(nèi)必須保持有較高的冷卻劑流量通過反應(yīng)堆堆芯。第二十六頁，共55頁。2023/4/23271）.噴淋系統(tǒng)噴淋管線位于穩(wěn)壓器的頂部，根據(jù)噴淋水來源不同，可分為主噴淋和輔助噴淋。（1）主噴淋主噴淋由兩條分別連至兩條冷管段的管線組成。噴淋管線上游接在RCP系統(tǒng)1號系統(tǒng)和2號環(huán)路（2號機組為1號系統(tǒng)和3號環(huán)路主泵的出口主管道上，兩條支管到穩(wěn)壓器前連成一條共用噴淋母管。第二十七頁，共55頁。2023/4/2328連續(xù)噴淋的作用是：限制主噴淋開啟時對管道和閥門的熱沖擊；保證穩(wěn)壓器內(nèi)水溫的均勻性；使穩(wěn)壓器內(nèi)水與一回路水的硼濃度和化學添加劑濃度一致。每條噴淋管線上有一個溫度探測器，以監(jiān)督有否噴淋流量。第二十八頁，共55頁。2023/4/2329(2)輔助噴淋它接在RCV(化容)系統(tǒng)再生式熱交換器下游的上充管線上，其作用是在主泵停運導(dǎo)致正常噴淋無法進行時降低穩(wěn)壓器壓力。輔助噴淋水溫與上充水相同，熱態(tài)時只有266℃，與穩(wěn)壓器中溫度相差較大，對管線和設(shè)備易造成大的熱沖擊，應(yīng)盡量避免使用。規(guī)定時不得使用輔助噴淋。第二十九頁，共55頁。2023/4/2330其噴淋量為9.5m3/h，通過開啟RCV227VP向穩(wěn)壓器噴淋，噴淋管線上無調(diào)節(jié)閥，只能利用RCV46VP控制噴淋流量。第三十頁，共55頁。2023/4/2331先導(dǎo)閥起壓力敏感和控制元件的作用。閥的上端有一個活塞機構(gòu)，活塞缸通過脈沖管與穩(wěn)壓器蒸汽空間相通，活塞上所受的壓力與活塞桿上受的彈簧力相反。通過調(diào)整該彈簧可以調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的整定壓力?；钊麠U上裝有一個凸輪，可開啟兩個先導(dǎo)閥盤R1和R2。第三十一頁，共55頁。2023/4/2332當穩(wěn)壓器壓力低于先導(dǎo)閥的整定壓力時，活塞桿在上面位置，先導(dǎo)閥盤R1開啟，使主閥活塞上部與穩(wěn)壓器連通，由于主閥活塞的面積比閥盤的面積大，因此主閥關(guān)閉。當穩(wěn)壓器壓力升高時，壓力作用在先導(dǎo)閥活塞上，使活塞桿向下移動，先導(dǎo)閥盤R1關(guān)閉，使主閥活塞上部與穩(wěn)壓器隔離，此時主閥仍然保持關(guān)閉。第三十二頁，共55頁。2023/4/23331系統(tǒng)功能化學和容積控制系統(tǒng)RCV，簡稱化容系統(tǒng)，主要為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)提供容積控制、化學控制和反應(yīng)性控制。1.1容積控制：容積變化有兩個原因：熱工學：當一回路水溫變化時，回路中水的體積也隨之變化，導(dǎo)致穩(wěn)壓器水位波動；第三十三頁，共55頁。2023/4/2334實際上，由于化學控制的需要，在正常運行時．在一間路與化學和容積控制系統(tǒng)之間，補給和排放兩種聯(lián)結(jié)總是維持著的，它們可稱作“上充”和“下泄”。穩(wěn)定運行時上充流等于下泄流。在一回路發(fā)生擾動情況下，穩(wěn)壓器水位影響這兩個流量之差，通過改變上充流量使水位偏差為零。第三十四頁，共55頁。2023/4/2335再生式熱交換器利用上充流的冷水來冷卻，這樣既冷卻了下泄流，又加熱了上充流，節(jié)省了一部分能量。非再生式熱交換器利用設(shè)備冷卻水來冷卻，其熱量最終由海水帶走。非再生式熱交換器再生式熱交換器下泄水設(shè)備冷卻水凈化第三十五頁，共55頁。2023/4/2336為了便于與其他系統(tǒng)連接（尤其是反應(yīng)堆硼和水補給系統(tǒng)），RCV系統(tǒng)的工作壓力為0.2~0.5MPa。降壓也分兩級進行。第一級降壓通過三個下泄孔板（正常運行時使用一個）將壓力從15.5MPa降低到2.4MPa，第二級降壓用調(diào)壓閥使壓力降低到0.2MPa左右。為防止降壓過程發(fā)生氣化，降壓只能在冷卻之后進行。采用降溫、降壓、再降溫、再降壓的方法。第三十六頁，共55頁。2023/4/2337RCV系統(tǒng)的冷卻和降壓第三十七頁，共55頁。2023/4/23382系統(tǒng)流程由下泄回路，凈化回路，上充回路，軸封注水及回流、過剩下泄回路四部分組成。另外，還有一條低壓下泄管線和一條除硼管線。2.1下泄回路電廠正常穩(wěn)態(tài)運行時，從一回路系統(tǒng)3環(huán)路(2號堆是2環(huán)路)冷端引出壓力為15.5MPa、溫度為292℃的下泄流13.6m3/h。第三十八頁，共55頁。2023/4/23393.4下泄控制閥RCV0l3VP進一步降低下泄壓力，使其低于凈化系統(tǒng)的工作壓力，穩(wěn)壓器水實體時用它來控制一回路系統(tǒng)的壓力。3.5除鹽器前過濾器RCV00lFI用來吸附尺寸大于5μm的固體顆粒，保護離子交換樹脂不受污染和堵塞。第三十九頁，共55頁。2023/4/23401系統(tǒng)功能反應(yīng)堆硼和水補給系統(tǒng)為化容系統(tǒng)貯存并供給其容積控制、化學控制和反應(yīng)性控制所需的各種流體。即：提供除鹽除氧硼水，以保證化容系統(tǒng)的容積控制功能；注入聯(lián)氨和氫氧化鋰等化學藥品，以保證化容系統(tǒng)的化學控制功能；提供硼酸溶液和除鹽除氧水，以保證化容系統(tǒng)的反應(yīng)性控制功能。第四十頁，共55頁。2023/4/2341余熱排出系統(tǒng)又稱為反應(yīng)堆停堆冷卻系統(tǒng)。當反應(yīng)堆停堆后，最初仍由蒸汽發(fā)生器將剩余功率這部分熱量導(dǎo)出，當二回路不能再運行時，即由余熱排出系統(tǒng)導(dǎo)出這部分熱量，保證反應(yīng)堆的冷卻。1系統(tǒng)功能在電站正常停運過程中，當一回路壓力和平均溫度分別降低到2.8MPa、180℃時，用余熱排出系統(tǒng)(RRA)排出堆芯余熱、一回路的顯熱和運行的RCP泵在一回路水中產(chǎn)生的熱量，使反應(yīng)堆進入冷停堆狀態(tài)。第四十一頁，共55頁。2023/4/23423系統(tǒng)組成由反應(yīng)堆(換料)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。第四十二頁，共55頁。2023/4/23433.2乏燃料水池乏燃料水池位于燃料廠房內(nèi)，也是一個長方形水池，池面標高為20m，它又分隔成四個長方形小區(qū)?？繅Φ牡谝粋€長方形小區(qū)稱燃料元件輸送池，池底標高為7.5m，池底有一個連接燃料廠房與安全殼內(nèi)堆內(nèi)構(gòu)件貯存池的傳遞通道。第四十三頁，共55頁。2023/4/2344緊靠燃料輸送池的水池為乏燃料貯存水池，池底標高為7.5m。它可存放13/3個堆芯的燃料組件，這些組件分別存放在燃料格架內(nèi)。第四十四頁，共55頁。2023/4/2345燃料格架共有20個，其中五個各可存放30個燃料組件，其余格架各存放36個組件，總共可放690個組件。另外乏燃料池還有一個可貯存5個破損元件的格架。該池只要有乏燃料就必須充滿水，且維持正常水位；第四十五頁，共55頁。2023/4/2346緊挨乏燃料貯存區(qū)另一側(cè)的一個正方形的水池為乏燃料裝卸罐貯存池，池底標高為7.26m。乏燃料在該池被裝入運輸用的鉛罐內(nèi)。該池底部加有墊層以吸收容器跌落時的撞擊能量。以上三個區(qū)域彼此相通，并可用氣密閘門加以隔離。第四十六頁，共55頁。2023/4/2347另一正方形的水池與乏燃料裝卸罐貯存池相鄰，但不相通，池底標高為14.25m。該池作為燃料輸送罐的沖洗區(qū)。整個乏燃料水池的池壁均以不銹鋼板作覆面，并設(shè)有7個引漏管，監(jiān)測覆面是否有滲漏。第四十七頁，共55頁。2023/4/23482.系統(tǒng)組成安全注入系統(tǒng)RIS由高壓安注、中壓安注、低壓安注和硼酸再循環(huán)回路組成。高壓安注和低壓安注為能動注入子系統(tǒng)，具有足夠的設(shè)備和流道冗余度，即使發(fā)生單一能動或能動故障，仍能保證運行安全的可靠性和連續(xù)的堆芯冷卻。中壓安注為非能動注入子系統(tǒng)。第四十八頁，共55頁。2023/4/2349實際上，由于換料水箱與高壓安注泵入口之間的管道上設(shè)置了逆止閥，它們在低壓安注泵出口壓力的作用下自動關(guān)閉，因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。在每臺泵出口設(shè)置了一個最小流量旁路管線，在電站正常運行期間此最小流量經(jīng)軸封水熱交換器冷卻后再循環(huán)到泵的吸入口。三臺泵共用的最小流量旁路管線裝有兩只隔離閥，當接到安全注入信號時關(guān)閉這兩個閥門。第四十九頁，共55頁。2023/4/23502.2蓄壓箱注入系統(tǒng)（中壓安注）中壓安注系統(tǒng)主要由三個安注箱組成（RIS001，002，003BA），分別接到三個環(huán)路的冷管段上。