反应堆一回路系统A.ppt

V2007.03.21 《核动力装置》 核动力装置 Nuclear Power Plant 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology （V2009.03.16） 3. 一回路辅助系统　 3.1 压力安全系统 3.2 水质控制系统 3.3 辅助水系统 3.4 工程安全设施 3.5 放射性废物处理系统 系统功能 反应堆启动和运行时,按预定方式向一回路供给冷却剂,以保证回路中所需要的冷却剂数量及压力。 稳定和控制反应堆冷却剂系统压力，保证反应堆及一回路系统安全 向一回路中需要冷却设备提供除盐冷却水，保证这些设备正常运行 监测一回路冷却剂的质量和成分，对冷却剂进行净化，控制水质,保证冷却剂品质符合要求。 反应堆正常停闭或事故紧急停闭时，对堆芯进行冷却，防止堆芯烧毁。 堆舱内发生泄漏事故时，对堆舱进行冷却以降温降压，防止第三道安全屏障破损。 收集各系统排出的放射性废物，并加以处置，保证船上人员及环境的安全。 3.1 压力安全系统 1. 系统功用 2. 反应堆冷却剂系统压力波动原因 3. 系统设置目的 4. 系统流程 5. 压力控制原理 6. 压力保护原理 7. 压力控制程序 1.系统功能 稳态运行时，维持系统压力 变负荷运行时，吸收体积和压力波动 启堆和停堆时，按要求升压和降压 [ 启动过程中，建立汽腔，系统升压 冷停堆过程中，消除汽腔，系统降压 ] 事故情况下提供超压保护 除气 [ 除去反应堆冷却剂系统中的裂变气体等 ] 2.反应堆冷却剂系统压力波动原因 反应堆冷却剂系统是一个封闭回路，其中充满了不可压缩的冷却剂，由于温度变化、泄漏引起冷却剂体积变化，进而导致压力波动。[ 热胀冷缩 ] 稳态功率变化，导致冷却剂温度变化 运行功率动态变化，引起冷却剂温度波动 存在温度测量误差和控制死区 泄漏和取样 [ 水质监测系统连续取样，使部分冷却剂排出系统 ] 图3-1 水容积随温度的变化 (1)冷却剂温度随稳态功率不同而变化 由零功率至满功率区间，冷却剂平均温度随功率不同而不同 温度变化幅度与稳态运行方案相关 (2)装置功率动态变化导致冷却剂温度波动 (3)温度测量误差与控制死区的影响 控制死区： 稳态功率水平下，存在微小的反应性扰动，导致冷却剂平均温度在整定值附近波动。不引起控制棒动作的波动区域，称为控制死区。 3.系统设置目的 主冷却剂系统压力变化过大，会对反应堆的安全运行造成不利影响： 压力过高，超过设计压力，会导致管道和设备损坏，破坏一回路承压边界的完整性 [ 反应堆失去冷却，造成烧毁；放射性物质扩散 ] 压力过低，会导致堆芯出现危及热工安全的冷却剂沸腾 [ 流动不稳定，冷却不充分而烧毁堆芯燃料元件 ] 设置压力安全系统的目的，是对反应堆冷却剂系统进行压力控制和压力保护。 4.系统流程图 自然循环工况及单环路运行工况下喷淋水来源 自然循环工况下主泵停止运行 单环路运行时，一个环路隔离 ［系统改进］由净化系统为稳压器提供喷淋水 电加热器的分组及使用 电加热器分为6~8组，每组由数根电热元件组成； 电加热器按功能分为比例组和备用组两大部分； ［比例组］①正常运行时，部分电加热元件投入，以补偿向环境的散热损失；②压力下降在一定范围内，用比例组调节 ［备用组］压力下降超过一定范围，比例组全部投入仍不能满足要求，则投入备用组 5.压力控制原理 反应堆冷却剂系统压力在一定范围内波动时，依靠电热式稳压器的喷淋装置和电加热器进行压力控制 压力控制的两种情况 正波动 负波动 5.1 正波动 正波动时的压力控制 汽轮机负荷减小，需求热功率瞬时低于反应堆功率，导致冷却剂平均温度升高，体积膨胀 回路中冷却剂通过波动管进入稳压器，压缩蒸汽空间，反应堆冷却剂系统压力升高 汽空间部分蒸汽冷凝进入水空间 系统压力达到某一定值时，喷淋阀开启，来自主泵出口的冷却剂经喷淋管向稳压器汽空间喷淋，冷凝部分蒸汽 喷淋阀的开度随系统压力的升高线性增大，当系统降低到某一定值时，喷淋阀关闭 5.2 负波动 负波动时的压力控制 汽轮机负荷增加，需求热功率瞬时高于反应堆功率，导致冷却剂平均温度降低，体积收缩 稳压器内水空间的冷却剂通过波动管进入回路中，蒸汽空间膨胀，反应堆冷却剂系统压力降低 水空间的部分饱和水蒸发进入汽空间 随着压力降低，比例组电加热器逐渐全开，加热水空间，使部分饱和水蒸发进入汽空间，提升压力 压力降到某一定值，备用组电加热器投入，当压力回升到某一定值时，备用组电加热器关闭 6.压力保护原理 安全阀开启 [ 排放至泄压箱或废物系统，强行泄压 ] 高压紧急停堆 [ 反应堆保