压水堆核电厂一回路系统与设备简介补充讲义.ppt

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1、压水堆核电厂一回路系统与设备压水堆核电厂一回路系统与设备简简 介介上海交通大学核科学与工程学院上海交通大学核科学与工程学院2011年年5月月核反应堆安全分析补充材料核反应堆安全分析补充材料核反应堆安全分析补充材料核反应堆安全分析补充材料主要内容主要内容q 核电原理和压水堆核电厂总体构成核电原理和压水堆核电厂总体构成q 反应堆的基本结构反应堆的基本结构q 一回路主系统与设备一回路主系统与设备q 一回路辅助系统与设备一回路辅助系统与设备q 专设安全设施专设安全设施一、压水堆核电厂发电原理和总体构成一、压水堆核电厂发电原理和总体构成压力容器稳压器主泵主管道蒸发器汽轮机发电机冷凝器输配电二回路二回路一

2、回路一回路基本参数基本参数:一回路：压力一回路：压力154 bar,高压水高压水二回路：压力二回路：压力55bar,出口饱和蒸汽出口饱和蒸汽 核电站厂房核电站厂房安全壳厂房安全壳厂房汽轮发电机厂房汽轮发电机厂房一回路辅助厂房一回路辅助厂房 主控室主控室乏燃料池乏燃料池汽水分离再汽水分离再加热器加热器硼酸箱硼酸箱换料水池换料水池除氧器除氧器核电站系统简图核电站系统简图核蒸汽供应系统核蒸汽供应系统常规岛和常规岛和BOPBOP系统系统二、反应堆的基本结构二、反应堆的基本结构堆芯形状堆芯形状圆柱形圆柱形方形方形l堆芯布置堆芯布置立式立式卧式卧式l冷却剂流道冷却剂流道管束管束排管型排管型多孔介质多孔介质

3、l燃料组件燃料组件排列形式：正方形、三角形、蜂窝型排列形式：正方形、三角形、蜂窝型数量：数量：1515x15x15、8x88x8、17x1717x17等等堆芯堆芯l作用作用核裂变链式反应的区域核裂变链式反应的区域堆芯特征堆芯特征典型压水反应堆典型压水反应堆本体结构本体结构反反反反应应应应堆堆堆堆本本本本体体体体堆芯（活性区）堆芯（活性区）堆芯（活性区）堆芯（活性区）堆内构件堆内构件堆内构件堆内构件反应堆压力容器反应堆压力容器反应堆压力容器反应堆压力容器（压力壳）（压力壳）（压力壳）（压力壳）控制棒驱动机构控制棒驱动机构控制棒驱动机构控制棒驱动机构压水堆堆芯压水堆堆芯堆芯堆腔换料中新堆装料反应堆

4、的组成反应堆的组成燃料芯块燃料芯块控制棒燃料组件燃料组件vv安置核材料的物安置核材料的物体体燃料棒燃料棒；vv冷却燃料棒和带冷却燃料棒和带走能量的载体走能量的载体冷却剂冷却剂；vv使中子慢化的物使中子慢化的物体体慢化剂慢化剂；vv控制中子数量，控制中子数量，即控制功率的物即控制功率的物体体控制棒控制棒。冷却剂（慢化剂）人口冷却剂（慢化剂）人口燃料芯块燃料芯块功能功能含裂变材料的混合物含裂变材料的混合物燃料铀燃料铀-235含量含量低浓缩铀：低浓缩铀：铀铀-235的的富集度为为25（压水堆压水堆)天然铀：天然铀：铀铀-235的的富集度为为0.72（重水堆重水堆）中等浓缩铀：中等浓缩铀：铀铀-235

5、的的富集度为为1230（快堆快堆)钚：钚：由铀由铀238吸收中子产生吸收中子产生芯块材料和结构材料芯块材料和结构材料金属铀金属铀铀氧化物粉末烧结成的铀氧化物粉末烧结成的二氧化铀二氧化铀陶瓷芯块陶瓷芯块陶瓷燃料陶瓷燃料和耐高温的和耐高温的石墨石墨结构材料结构材料铀、钚混合铀、钚混合氧化物氧化物含裂变材料铀-235的含量每个陶瓷芯块为直径每个陶瓷芯块为直径1cm，高度高度1cm的圆柱体的圆柱体压水堆燃料组件压水堆燃料组件燃料棒的排列燃料棒的排列1515或或1717棒束长棒束长:约约34m燃料棒的排列：燃料棒的排列：1515或或1717燃料元件与燃料组件燃料元件与燃料组件燃料元件燃料元件燃料组件燃料

6、组件控制棒组件控制棒组件功能功能控制反应堆中的中子数控制反应堆中的中子数调节功率调节功率停止核裂变反应停止核裂变反应控制材料类型控制材料类型控制棒控制棒银铟镉合金银铟镉合金材料，材料，可移动可移动硼酸溶液硼酸溶液化学补偿控化学补偿控制制通过改变溶于冷却剂中通过改变溶于冷却剂中的硼酸浓度来补偿慢的的硼酸浓度来补偿慢的反应性变化。反应性变化。控制棒组件控制棒组件驱动杆控制棒驱动机构控制棒驱动机构 control rod drive mechanism,CRDM作用作用使控制棒上下运动或保持在某使控制棒上下运动或保持在某使控制棒上下运动或保持在某使控制棒上下运动或保持在某一高度一高度一高度一高度的机

7、电系统的机电系统类型类型磁力提升式（核电站）磁力提升式（核电站）磁阻马达式（核潜艇）磁阻马达式（核潜艇）组成组成驱动杆部件驱动杆部件钩爪部件钩爪部件耐压壳部件耐压壳部件磁轭部件磁轭部件棒位指示部件棒位指示部件控制棒组件及控制棒驱动机构控制棒组件及控制棒驱动机构控制棒驱动控制棒驱动机构机构控制棒组件控制棒组件控控制制棒棒压力容器压力容器Pressure Vessel用于放置堆芯及用于放置堆芯及堆内构件堆内构件防止放射性物质防止放射性物质外逸的承压设备外逸的承压设备其寿命为核电站其寿命为核电站的寿命的寿命堆内构件堆内构件堆芯吊兰堆芯吊兰堆芯吊兰堆芯吊兰上栅格板上栅格板上栅格板上栅格板下栅格板下栅格

8、板下栅格板下栅格板堆芯支撑部件堆芯支撑部件堆芯支撑部件堆芯支撑部件上封头上封头上封头上封头下封头下封头下封头下封头压力容器控制棒驱动机构围板围板围板围板作用：作用：定位、分隔定位、分隔定位、分隔定位、分隔流体；流体；流体；流体；上部组件（压紧组上部组件（压紧组件）；件）；下部组件下部组件（吊篮组（吊篮组件）件）压水堆内冷却剂流动路线压水堆内冷却剂流动路线 下降段：吊篮和压力容器之间形成环下降段：吊篮和压力容器之间形成环形腔形腔.入口管嘴入口管嘴 下降段下降段 下腔室下腔室 堆堆芯芯 上栅格板上栅格板 上腔室上腔室 出口管嘴出口管嘴三、一回路主系统与设备三、一回路主系统与设备（1）反应堆冷却剂系

9、统）反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统即即即即主系统主系统主系统主系统，是核电厂最重要最基本，是核电厂最重要最基本，是核电厂最重要最基本，是核电厂最重要最基本的系统。的系统。的系统。的系统。核裂变能量的核裂变能量的核裂变能量的核裂变能量的导出导出导出导出、交换交换交换交换和和和和转化转化转化转化在该系统内发生，该在该系统内发生，该在该系统内发生，该在该系统内发生，该系统功能的正常发挥，具有重大的经济意义；系统功能的正常发挥，具有重大的经济意义；系统功能的正常发挥，具有重大的经济意义；系统功能的正常发挥，具有重大的经济意义；该系统基本部分均要承受高压

10、，构成了所谓该系统基本部分均要承受高压，构成了所谓该系统基本部分均要承受高压，构成了所谓该系统基本部分均要承受高压，构成了所谓“压力边压力边压力边压力边界界界界”，是核电厂的，是核电厂的，是核电厂的，是核电厂的三道三道三道三道“安全屏障安全屏障安全屏障安全屏障”之一之一之一之一，维护了核电厂，维护了核电厂，维护了核电厂，维护了核电厂的安全，避免放射性物质向环境的释放。的安全，避免放射性物质向环境的释放。的安全，避免放射性物质向环境的释放。的安全，避免放射性物质向环境的释放。系统流程图系统流程图化容系统化容系统化容系统化容系统余热排出系统余热排出系统余热排出系统余热排出系统设备冷却水系统设备冷却

11、水系统设备冷却水系统设备冷却水系统应急堆芯冷却系统应急堆芯冷却系统应急堆芯冷却系统应急堆芯冷却系统蒸汽发生器辅助给水系统蒸汽发生器辅助给水系统蒸汽发生器辅助给水系统蒸汽发生器辅助给水系统系统布置系统布置 反应堆冷却剂系统所有设备、阀门及管道，全部装在安全反应堆冷却剂系统所有设备、阀门及管道，全部装在安全反应堆冷却剂系统所有设备、阀门及管道，全部装在安全反应堆冷却剂系统所有设备、阀门及管道，全部装在安全壳内。壳内。壳内。壳内。反应堆反应堆反应堆反应堆安放在安放在安放在安放在安全壳中央并稍偏离中心安全壳中央并稍偏离中心安全壳中央并稍偏离中心安全壳中央并稍偏离中心，以避开装卸料机，以避开装卸料机，以

12、避开装卸料机，以避开装卸料机构的起吊死区。构的起吊死区。构的起吊死区。构的起吊死区。反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统设备和管道的布置设备和管道的布置设备和管道的布置设备和管道的布置以反应堆压力容器为以反应堆压力容器为以反应堆压力容器为以反应堆压力容器为中心中心中心中心，力求紧凑、简单对称。，力求紧凑、简单对称。，力求紧凑、简单对称。，力求紧凑、简单对称。蒸汽发生器蒸汽发生器蒸汽发生器蒸汽发生器的位置的位置的位置的位置高于反应堆压力容器管嘴所在的平面高于反应堆压力容器管嘴所在的平面高于反应堆压力容器管嘴所在的平面高于反应堆压力容器管嘴所在的平面，以便使系统具有以便

13、使系统具有以便使系统具有以便使系统具有足够的自然循环能力足够的自然循环能力足够的自然循环能力足够的自然循环能力。为了防止管道破裂后由于流体喷射导致的管道甩击对周围为了防止管道破裂后由于流体喷射导致的管道甩击对周围为了防止管道破裂后由于流体喷射导致的管道甩击对周围为了防止管道破裂后由于流体喷射导致的管道甩击对周围设备的危害，对高能管道的设备的危害，对高能管道的设备的危害，对高能管道的设备的危害，对高能管道的可能断裂位置装有可能断裂位置装有可能断裂位置装有可能断裂位置装有限制器限制器限制器限制器，对设备、对设备、对设备、对设备、管道进行实体隔离管道进行实体隔离管道进行实体隔离管道进行实体隔离。系统

14、参数系统参数 一回路压力一回路压力一回路压力一回路压力 目前一般取在目前一般取在目前一般取在目前一般取在14.7 14.7 15.7 15.7 MPaMPa之间之间之间之间 ，通常，通常，通常，通常以稳压以稳压以稳压以稳压器内蒸汽压力为准器内蒸汽压力为准器内蒸汽压力为准器内蒸汽压力为准；一回路冷却剂进出口温度一回路冷却剂进出口温度一回路冷却剂进出口温度一回路冷却剂进出口温度 一般反应堆进口处温度为一般反应堆进口处温度为一般反应堆进口处温度为一般反应堆进口处温度为280 280 300300，出口的温，出口的温，出口的温，出口的温度为度为度为度为310 310 330 330 。进出口的温升一般

15、为。进出口的温升一般为。进出口的温升一般为。进出口的温升一般为30 30 40 40；一回路冷却剂流量一回路冷却剂流量一回路冷却剂流量一回路冷却剂流量 当单个环路的电功率为当单个环路的电功率为当单个环路的电功率为当单个环路的电功率为300 300 MWMW时可达时可达时可达时可达15000 15000 24000 24000 t t/h h，用单位热功率所需要的流量来表示，用单位热功率所需要的流量来表示，用单位热功率所需要的流量来表示，用单位热功率所需要的流量来表示，一般一般一般一般为为为为l0MWl0MW热功率热功率热功率热功率160 160 250 250 t t/h h范围之间范围之间范

16、围之间范围之间。（2）蒸汽发生器）蒸汽发生器蒸汽发生器是核电厂中蒸汽发生器是核电厂中一、二回路的枢纽一、二回路的枢纽。它将反应堆。它将反应堆产生的裂变热量通过冷却剂传递给二次侧工质，产生蒸产生的裂变热量通过冷却剂传递给二次侧工质，产生蒸汽，驱动汽轮机。汽，驱动汽轮机。蒸汽发生器传热管是一（放射性）、二次侧介质的隔离蒸汽发生器传热管是一（放射性）、二次侧介质的隔离屏障。屏障。蒸汽发生器的蒸汽发生器的管板管板和和倒倒U形管形管是反应堆冷却剂压力边界是反应堆冷却剂压力边界的组成部分的组成部分，属于第二道放射性防护屏障之一属于第二道放射性防护屏障之一。其安全。其安全可靠十分重要。可靠十分重要。蒸汽发生

17、器分类蒸汽发生器分类 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽发发发发生生生生器器器器可可可可按按按按工工工工质质质质流流流流动动动动方方方方式式式式、传传传传热热热热管管管管形形形形式式式式、设设设设备安装方式备安装方式备安装方式备安装方式以及以及以及以及结构特点结构特点结构特点结构特点等进行分类：等进行分类：等进行分类：等进行分类：按二回路工质在蒸汽发生器中的流动方式按二回路工质在蒸汽发生器中的流动方式按二回路工质在蒸汽发生器中的流动方式按二回路工质在蒸汽发生器中的流动方式，可以，可以，可以，可以分为：分为：分为：分为：自然循环式蒸汽发生器自然循环式蒸汽发生器自然循环式蒸汽发生器自然循环式蒸汽发生器与与与与强迫循

18、环（直流）蒸强迫循环（直流）蒸强迫循环（直流）蒸强迫循环（直流）蒸汽发生器汽发生器汽发生器汽发生器；按蒸汽发生器传热管形状按蒸汽发生器传热管形状按蒸汽发生器传热管形状按蒸汽发生器传热管形状，可以分为：，可以分为：，可以分为：，可以分为：U U型管型管型管型管、直管直管直管直管、螺旋管螺旋管螺旋管螺旋管及及及及其它形状其它形状其它形状其它形状（如：微波浪形等）（如：微波浪形等）（如：微波浪形等）（如：微波浪形等）的蒸汽的蒸汽的蒸汽的蒸汽发生器发生器发生器发生器；按设备安装方式按设备安装方式按设备安装方式按设备安装方式，可以分为：，可以分为：，可以分为：，可以分为：立式蒸汽发生器立式蒸汽发生器立式

19、蒸汽发生器立式蒸汽发生器与与与与卧式蒸汽发生器卧式蒸汽发生器卧式蒸汽发生器卧式蒸汽发生器；按结构特征按结构特征按结构特征按结构特征，可以分为：，可以分为：，可以分为：，可以分为：带预热器带预热器带预热器带预热器与与与与不带预热器不带预热器不带预热器不带预热器的蒸汽发生器的蒸汽发生器的蒸汽发生器的蒸汽发生器。立式自然循环立式自然循环U形管蒸汽发生器形管蒸汽发生器主要部件：主要部件：1 1、下封头下封头2 2、管板管板3 3、U U形管束形管束4 4、汽水分离装置汽水分离装置5 5、筒体组件筒体组件6 6、套筒套筒卧式蒸汽发生器卧式蒸汽发生器一一一一直流蒸汽发生器典型结构图直流蒸汽发生器典型结构图

20、1 1：冷却剂出口（冷却剂出口（2 2个）个）2 2：给水进口（给水进口（2 2个）个）3 3：应急给水进口应急给水进口4 4：过热蒸汽出口（过热蒸汽出口（2 2个）个）5 5：传热管传热管6 6：套筒套筒7 7：上管板上管板8 8：冷却剂进口冷却剂进口9 9：人孔人孔1010：下管板下管板 蒸汽发生器给水蒸汽发生器给水蒸汽发生器的给水，在蒸汽发生器的给水，在正常工况正常工况时由时由给水流量调节系给水流量调节系统统供给。供给。在核电厂在核电厂启动蒸汽发生器需充水启动蒸汽发生器需充水、压水堆长时间处于压水堆长时间处于热备用或冷停堆状态热备用或冷停堆状态，或，或给水流量调节系统发生故障给水流量调节

21、系统发生故障等工况下，则由等工况下，则由辅助给水系统辅助给水系统提供给水。提供给水。蒸汽发生器的水位蒸汽发生器的水位核电厂正常运行时，蒸汽发生器必须保持正常的水位，核电厂正常运行时，蒸汽发生器必须保持正常的水位，随负荷而定随负荷而定。若水位过低若水位过低，蒸汽发生器，蒸汽发生器二次侧水量过少二次侧水量过少，会引起，会引起一回一回路冷却不充分路冷却不充分，管束因温度升高有可能破裂管束因温度升高有可能破裂；同时，在；同时，在给水管道中给水管道中有产生汽锤的危险有产生汽锤的危险，蒸汽发生器的，蒸汽发生器的管板还将管板还将受到热冲击受到热冲击；若水位过高若水位过高，将导致流向汽轮机的蒸汽湿度过大。，将

22、导致流向汽轮机的蒸汽湿度过大。（3）反应堆冷却剂泵（主泵）反应堆冷却剂泵（主泵）反应堆主冷却剂泵（主泵）反应堆主冷却剂泵（主泵）反应堆主冷却剂泵（主泵）反应堆主冷却剂泵（主泵）是反应堆的是反应堆的是反应堆的是反应堆的“心脏心脏心脏心脏”。在在在在主系统充水时主系统充水时主系统充水时主系统充水时，利用主泵，利用主泵，利用主泵，利用主泵赶气赶气赶气赶气；在在在在开堆前开堆前开堆前开堆前，利用主泵，利用主泵，利用主泵，利用主泵循环升温循环升温循环升温循环升温，达到开堆，达到开堆，达到开堆，达到开堆280280 C C条件；条件；条件；条件；在在在在反反反反应应应应堆堆堆堆正正正正常常常常运运运运行行

23、行行时时时时，冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂由由由由反反反反应应应应堆堆堆堆流流流流出出出出经经经经主主主主管管管管道道道道流流流流进进进进蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器，把把把把热热热热量量量量传传传传给给给给二二二二回回回回路路路路侧侧侧侧给给给给水水水水，然然然然后后后后再再再再由由由由主主主主泵泵泵泵送送送送回回回回反反反反应应应应堆堆堆堆进进进进行行行行循循循循环环环环。主主主主泵泵泵泵电电电电机机机机上上上上的的的的大大大大飞飞飞飞轮轮轮轮以以以以增增增增加加加加主主主主泵泵泵泵惰惰惰惰转转转转时时时时间间间间，保保保保持持持持适适适适当当当当惯惯惯惯量量量量，确保确保确保确保断电事故时断电事

24、故时断电事故时断电事故时堆芯燃料元件不至烧毁。堆芯燃料元件不至烧毁。堆芯燃料元件不至烧毁。堆芯燃料元件不至烧毁。主泵是反应堆冷却剂系统主泵是反应堆冷却剂系统主泵是反应堆冷却剂系统主泵是反应堆冷却剂系统主要设备和压力边界主要设备和压力边界主要设备和压力边界主要设备和压力边界设备之一。设备之一。设备之一。设备之一。主泵分类主泵分类1 1、屏蔽泵（全密封泵）、屏蔽泵（全密封泵）由装在一个能承受系统全部压力的密封容器内的由装在一个能承受系统全部压力的密封容器内的由装在一个能承受系统全部压力的密封容器内的由装在一个能承受系统全部压力的密封容器内的屏蔽屏蔽屏蔽屏蔽电机电机电机电机驱动。驱动。驱动。驱动。由

25、于转子浸没于液体中，回转阻力高，且有屏由于转子浸没于液体中，回转阻力高，且有屏由于转子浸没于液体中，回转阻力高，且有屏由于转子浸没于液体中，回转阻力高，且有屏蔽套的涡流损失，故此效率低。蔽套的涡流损失，故此效率低。蔽套的涡流损失，故此效率低。蔽套的涡流损失，故此效率低。屏蔽泵现在一般应用于容屏蔽泵现在一般应用于容屏蔽泵现在一般应用于容屏蔽泵现在一般应用于容量较小的核动力装置。量较小的核动力装置。量较小的核动力装置。量较小的核动力装置。2 2、轴封泵、轴封泵 压水堆核电站采用的轴密封式主泵一般为压水堆核电站采用的轴密封式主泵一般为压水堆核电站采用的轴密封式主泵一般为压水堆核电站采用的轴密封式主泵

26、一般为立式单级立式单级立式单级立式单级离心式或混流式泵离心式或混流式泵离心式或混流式泵离心式或混流式泵。主泵结构主泵结构总体结构：总体结构：总体结构：总体结构：1 1、水力机械部分水力机械部分水力机械部分水力机械部分2 2、轴封系统轴封系统轴封系统轴封系统3 3、电机部分电机部分电机部分电机部分（4）稳压器）稳压器建立压力和维持压力建立压力和维持压力，避免反应堆冷却剂在反应堆内沸，避免反应堆冷却剂在反应堆内沸腾，在正常运行时保持反应堆冷却剂系统在恒定的压力腾，在正常运行时保持反应堆冷却剂系统在恒定的压力下，在负荷瞬变时限制压力的变化。下，在负荷瞬变时限制压力的变化。必要时通过卸压阀、安全阀排放

27、蒸汽，并且在稳压器必要时通过卸压阀、安全阀排放蒸汽，并且在稳压器卸卸压箱压箱内回收。内回收。稳压器是作为反应堆冷却剂系统的一个缓冲箱来运稳压器是作为反应堆冷却剂系统的一个缓冲箱来运稳压器是作为反应堆冷却剂系统的一个缓冲箱来运稳压器是作为反应堆冷却剂系统的一个缓冲箱来运行的，并能在各种运行工况下使冷却剂系统行的，并能在各种运行工况下使冷却剂系统行的，并能在各种运行工况下使冷却剂系统行的，并能在各种运行工况下使冷却剂系统保持几乎恒保持几乎恒定的容积定的容积。主要功能主要功能稳压器的典型结构稳压器的典型结构稳压实现方式稳压实现方式当当当当出出出出现现现现压压压压力力力力正正正正波波波波动动动动时时时

28、时，喷喷喷喷淋淋淋淋水水水水冷冷冷冷凝凝凝凝汽汽汽汽腔腔腔腔中中中中的的的的部部部部分分分分蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽，防防防防止止止止稳稳稳稳压压压压器器器器压压压压力力力力达达达达到到到到先先先先导式安全阀的整定值。导式安全阀的整定值。导式安全阀的整定值。导式安全阀的整定值。当当当当出出出出现现现现压压压压力力力力负负负负波波波波动动动动时时时时，水水水水的的的的闪闪闪闪蒸蒸蒸蒸和和和和加加加加热热热热器器器器自自自自动动动动接接接接通通通通加加加加热热热热产产产产生生生生的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽，使使使使反反反反应应应应堆堆堆堆冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂系系系系统统统统的的的的压压压压力力力力维维维

29、维持持持持在在在在反反反反应应应应堆堆堆堆紧紧紧紧急急急急停堆的低压整定值以上。停堆的低压整定值以上。停堆的低压整定值以上。停堆的低压整定值以上。稳压器先导式安全阀稳压器先导式安全阀稳压器的卸压箱稳压器的卸压箱四、一回路辅助系统与设备四、一回路辅助系统与设备（1）化学与容积控制系统）化学与容积控制系统（简称化容系统）（简称化容系统）化化容容系系统统是是核核电电厂厂最最重重要要的的反反应应堆堆辅辅助助系系统统。对对于于维维护护反反应应堆堆的的正正常常运运行行状状态态，以以及及事事故故工工况况下下保保证证反反应应堆堆安安全全起起着着重要作用。重要作用。化容系统主要功能化容系统主要功能 化容系统保证

30、一回路必需的三种功能：化容系统保证一回路必需的三种功能：化容系统保证一回路必需的三种功能：化容系统保证一回路必需的三种功能：化化学学控控制制：控控控控制制制制反反反反应应应应堆堆堆堆冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂的的的的PHPH值值值值，氧氧氧氧含含含含量量量量和和和和其其其其他他他他容容容容积积积积气气气气体体体体含含含含量量量量，防防防防止止止止腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，裂裂裂裂变变变变气气气气体体体体积积积积聚聚聚聚和和和和爆爆爆爆炸炸炸炸，降降降降低低低低冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂放放放放射性水平，净化冷却剂射性水平，净化冷却剂射性水平，净化冷却剂射性水平，净化冷却剂 。容容积积控控制制：通通通通过过

31、过过上上上上充充充充和和和和下下下下泄泄泄泄功功功功能能能能维维维维持持持持稳稳稳稳压压压压器器器器水水水水位位位位，保保保保持持持持一一一一回回回回路水容积；路水容积；路水容积；路水容积；反反应应性性控控制制：与与与与反反反反应应应应堆堆堆堆硼硼硼硼和和和和水水水水的的的的补补补补给给给给系系系系统统统统相相相相配配配配合合合合，调调调调节节节节冷冷冷冷却却却却剂硼浓度以跟踪反应堆的缓慢的反应性变化；剂硼浓度以跟踪反应堆的缓慢的反应性变化；剂硼浓度以跟踪反应堆的缓慢的反应性变化；剂硼浓度以跟踪反应堆的缓慢的反应性变化；化学控制化学控制化学控制化学控制容积控制容积控制容积控制容积控制化容系统辅

32、助功能化容系统辅助功能 提供主泵轴封注入水提供主泵轴封注入水提供主泵轴封注入水提供主泵轴封注入水 为稳压器提供辅助喷淋水为稳压器提供辅助喷淋水为稳压器提供辅助喷淋水为稳压器提供辅助喷淋水 一回路处于单相时的压力控制一回路处于单相时的压力控制一回路处于单相时的压力控制一回路处于单相时的压力控制 对一回路进行充水、排气和水压试验对一回路进行充水、排气和水压试验对一回路进行充水、排气和水压试验对一回路进行充水、排气和水压试验 化容系统安全功能化容系统安全功能 在在在在反反反反应应应应堆堆堆堆冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂系系系系统统统统发发发发生生生生小小小小破破破破口口口口（当当当当量量量量直直直直径径

33、径径D D 9.5mm9.5mm）的情况下，化容系统能够维持其水装量。的情况下，化容系统能够维持其水装量。的情况下，化容系统能够维持其水装量。的情况下，化容系统能够维持其水装量。作作作作为为为为反反反反应应应应性性性性控控控控制制制制系系系系统统统统，化化化化容容容容系系系系统统统统在在在在反反反反应应应应堆堆堆堆停停停停堆堆堆堆，或或或或在在在在诸诸诸诸如如如如弹弹弹弹棒棒棒棒、卡卡卡卡棒棒棒棒事事事事故故故故的的的的反反反反应应应应堆堆堆堆热热热热态态态态次次次次临临临临界界界界状状状状态态态态下下下下的的的的维维维维修修修修阶阶阶阶段段段段，它它它它都都都都起起起起作作作作用用用用。化化

34、化化容容容容系系系系统统统统与与与与反反反反应应应应堆堆堆堆硼硼硼硼和和和和水水水水补补补补给给给给系系系系统统统统共共共共同同同同保保保保证证证证这种功能。这种功能。这种功能。这种功能。在在在在安安安安全全全全注注注注入入入入的的的的情情情情况况况况下下下下，化化化化容容容容系系系系统统统统上上上上充充充充泵泵泵泵作作作作为为为为高高高高压压压压安安安安注注注注泵泵泵泵运运运运行。此时，安注运行方式自动取代所有其他运行方式。行。此时，安注运行方式自动取代所有其他运行方式。行。此时，安注运行方式自动取代所有其他运行方式。行。此时，安注运行方式自动取代所有其他运行方式。化容系统简图化容系统简图下

35、泄回路下泄回路下泄回路下泄回路 上充回路上充回路上充回路上充回路净净净净化化化化回回回回路路路路轴封水、轴封回流回路轴封水、轴封回流回路轴封水、轴封回流回路轴封水、轴封回流回路过过过过剩剩剩剩下下下下泄泄泄泄回回回回路路路路低压下泄管线低压下泄管线低压下泄管线低压下泄管线除硼管线除硼管线除硼管线除硼管线（2）硼和水补给系统）硼和水补给系统 反反应应堆堆硼硼和和水水补补给给系系统统是是化化学学和和容容积积控控制制系系统统的的支支持持系统系统，为化学和容积控制系统主要功能的实现起，为化学和容积控制系统主要功能的实现起保证作用保证作用。主要功能主要功能当当化化学学和和容容积积控控制制系系统统进进行行

36、容容积积控控制制时时，为为为为反反反反应应应应堆堆堆堆冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂系统提供所需的除气除盐含硼水系统提供所需的除气除盐含硼水系统提供所需的除气除盐含硼水系统提供所需的除气除盐含硼水；当当化化学学和和容容积积控控制制系系统统进进行行化化学学控控制制时时，制制制制备备备备和和和和注注注注入入入入联联联联氨氨氨氨(N N2 2H H4 4)，氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂氢氧化锂(LiOH)LiOH)等化学药剂等化学药剂等化学药剂等化学药剂；当当化化学学和和容容积积控控制制系系统统进进行行中中子子毒毒物物控控制制时时，提提提提供供供供浓浓浓浓硼硼硼硼酸酸酸酸溶液或除气除盐水溶液或除气除盐水溶液或

37、除气除盐水溶液或除气除盐水。辅助功能辅助功能为为主主泵泵轴轴封封提提供供清清洗洗水水，为为主主泵泵轴轴封封（蓄蓄水水）立立管管供供水；水；提供提供稳压器卸压箱稳压器卸压箱喷淋水；喷淋水；为为反反应应堆堆换换料料水水池池和和乏乏燃燃料料水水池池的的冷冷却却和和处处理理系系统统的的换料水箱提供含硼浓度换料水箱提供含硼浓度2000mg/kg的初始充水和补水；的初始充水和补水；为为安安注注系系统统的的硼硼注注入入箱箱提提供供含含高高浓浓度度硼硼的的初初始始充充水水和和补水；补水；在化学和容积控制系统扫气时，向在化学和容积控制系统扫气时，向容积控制箱容积控制箱充水。充水。系统简图系统简图硼和水补给系统原

38、理图硼和水补给系统原理图分为：分为：补补水水回回路路、硼硼补补充充回回路路、硼硼酸酸配配制制回回路路和和化化学学添添加加剂剂制制备备回回路路4 4个个部分。部分。（3）硼回收系统）硼回收系统系统功能系统功能 接受来自一回路的放射性废水，经处理检测将合接受来自一回路的放射性废水，经处理检测将合格的核纯级水和硼酸与水补给给系统复用；格的核纯级水和硼酸与水补给给系统复用；接受来自化容系统的下泄流，直接除硼。接受来自化容系统的下泄流，直接除硼。系统组成系统组成系统由系统由净化净化、硼水分离硼水分离与与除硼除硼三部分组成。三部分组成。净化部分净化部分包括包括前置储存前置储存、过滤除盐过滤除盐与与除气除气

39、三个工三个工段，设置了两个完全相同的系列各用于段，设置了两个完全相同的系列各用于1台机组，同时台机组，同时又可互为备用；又可互为备用；硼水分离部分硼水分离部分包括包括3台台储存箱储存箱、2套套蒸发装置蒸发装置、2个个蒸馏液监测箱蒸馏液监测箱与与1台台浓缩液监测箱浓缩液监测箱，两机组共用；，两机组共用；除硼部分除硼部分有有3台台除硼床除硼床，两机组各用一台，第三台，两机组各用一台，第三台备用。备用。系统流程图系统流程图主要工艺设备主要工艺设备除离子床除离子床 硼回收系统的除离子床有三种：净化段的硼回收系统的除离子床有三种：净化段的阳离子床阳离子床、混合除离子床混合除离子床、除硼段的、除硼段的除硼

40、离子床除硼离子床。除气装置除气装置 除气装置除气装置用以除去废水中的氢气、氮气与放射性气体用以除去废水中的氢气、氮气与放射性气体，还用于反应堆压力容器开盖前的冷却剂除气还用于反应堆压力容器开盖前的冷却剂除气。除气装置由除气装置由1 1台台除气塔（脱气塔）除气塔（脱气塔）、1 1台台排气冷凝器排气冷凝器、1 1台台再生式热交换器再生式热交换器、1 1台台冷却器冷却器、1 1台台输液泵输液泵及相应的及相应的仪表仪表阀门阀门组成。组成。蒸发装置蒸发装置 蒸发装置蒸发装置将除气后的废水进行硼水分离将除气后的废水进行硼水分离，得到蒸馏液，得到蒸馏液与浓缩液。与浓缩液。每每套套蒸蒸发发装装置置由由1 1台

41、台蒸蒸发发器器、1 1台台立立式式再再沸沸器器、1 1台台冷冷凝凝器器、1 1台台强强制制循循环环泵泵、1 1台台再再生生式式热热交交换换器器、2 2台台分分别别用用于于冷冷却却蒸蒸馏馏液液与与浓浓缩缩液液的的冷冷却却器器、1 1台台进进料料泵泵与与1 1台台蒸蒸馏馏液液输输送送泵泵及相应的及相应的仪表阀门仪表阀门组成。组成。（4）设备冷却水系统）设备冷却水系统 设设备备冷冷却却水水系系统统是是一一个个中中间间冷冷却却系系统统（冷冷却却作作用用）。在在输输送送放放射射性性流流体体和和海海水水（或或江江河河水水）组组成成的的电电厂厂最最终终热热阱阱之之间间提提供供一一个个可可进进行行监监督督的的

42、中中间间屏屏障障（隔隔离离作作用用），能能有效地避免放射性流体与海水（江河水）之间相互泄漏。有效地避免放射性流体与海水（江河水）之间相互泄漏。从从而而既既可可避避免免放放射射性性流流体体不不可可控控地地释释放放到到海海水水中中而而污污染环境染环境，又可防止海水对核岛各热交换器的腐蚀又可防止海水对核岛各热交换器的腐蚀。系统功能系统功能 设备冷却水系统原理图设备冷却水系统原理图设冷水系统设冷水系统设冷水系统设冷水系统重要厂用水系统重要厂用水系统重要厂用水系统重要厂用水系统系统设备介绍系统设备介绍 设备冷却水系统由设备冷却水系统由设备冷却水泵设备冷却水泵、设备冷却水热交换器设备冷却水热交换器、波动箱

43、波动箱、缓蚀剂添加箱缓蚀剂添加箱及相应的管系、仪表等组成。及相应的管系、仪表等组成。系统运行时，设冷泵输送系统运行时，设冷泵输送设冷水设冷水，经过，经过热交换器壳侧热交换器壳侧，将热，将热量传给管侧的量传给管侧的海水（或江河水）海水（或江河水），再流过，再流过需要冷却的设备需要冷却的设备并并返回返回设冷泵入口设冷泵入口，构成了循环。，构成了循环。设备冷却水系统图设备冷却水系统图独立管线独立管线：为为 安安 全全设设施施与与冷冷停停堆堆必必不不可可少少的的冷冷却却器器提提供冷源。供冷源。公共管线公共管线：其用户是在事故其用户是在事故下不必投入的那些冷却器。下不必投入的那些冷却器。两机组的共用管线

44、两机组的共用管线（5）重要厂用水系统）重要厂用水系统系统功能系统功能 重重要要厂厂用用水水系系统统的的主主要要作作用用是是冷冷却却设设备备冷冷却却水水，将将设设备备冷冷却却水水系系统统传传输输的的热热量量排排入入海海水水，此此系系统统又又称称为为重重要要生生水系统水系统，是，是核岛的最终热阱核岛的最终热阱。重重要要厂厂用用水水系系统统与与设设备备冷冷却却水水系系统统一一样样，也也是是专专设设安安全全设设施施系系统统的的支支持持系系统统，无无论论在在电电厂厂正正常常运运行行还还是是事事故故工工况况，该该系系统统都都必必须须将将设设备备冷冷却却水水系系统统传传输输的的热热量量排排入入海海水水。系统

45、描述系统描述重重要要厂厂用用水水系系统统构构成成与与设设备备冷冷却却水水系系统统相相似似，系系统统由由2个个独独立立且且实实体体隔隔离离的的系系列列组组成成，电电气气设设备备可可由由柴柴油油发电机发电机供电。供电。每每个个系系列列并并联联2台台容容量量各各为为100%的的重重要要厂厂用用水水泵泵，2台容量各为台容量各为50%的的板式热交换器板式热交换器。重重要要厂厂用用水水泵泵从从循循环环水水过过滤滤系系统统汲汲入入海海水水，使使其其通通过过热交换器热交换器吸收热量后经吸收热量后经循环水排水渠循环水排水渠流入大海。流入大海。重要厂用水系统示意图重要厂用水系统示意图（6）停堆冷却系统（余热排出系

46、统）停堆冷却系统（余热排出系统）当二回路停用时当二回路停用时，使用停堆冷却系统保证下列情况下反，使用停堆冷却系统保证下列情况下反应堆堆芯的冷却：应堆堆芯的冷却：（1）当反应堆正常停堆时，当一回路温度降到）当反应堆正常停堆时，当一回路温度降到180 C及以下，绝对压力约及以下，绝对压力约3.0MPa，由停堆冷却系统导出由停堆冷却系统导出堆芯的剩堆芯的剩余发热余发热、水和一回路设备中的显热水和一回路设备中的显热，以及，以及运行的主泵给一回运行的主泵给一回路水提供的热量路水提供的热量。（2）除了）除了失水事故失水事故（LOCA）引起安全注入系统投入运引起安全注入系统投入运行的情况以外，在其他事故引起

47、的停堆事故中，余热排出系行的情况以外，在其他事故引起的停堆事故中，余热排出系统也被用来排出上述三部分热量。统也被用来排出上述三部分热量。该系统的设备布置于核辅助厂房与连接厂房。该系统的设备布置于核辅助厂房与连接厂房。系统功能系统功能反应堆剩余功率变化图反应堆剩余功率变化图 从剩余功率变化图中可以看出：从剩余功率变化图中可以看出：满功率运行时满功率运行时，核功率占，核功率占93，由裂变产物产生的功，由裂变产物产生的功率为率为7；停堆时停堆时，核功率下降到零，剩余功率下降缓慢，停堆，核功率下降到零，剩余功率下降缓慢，停堆后后2小时的值约为满功率的小时的值约为满功率的1 ，仍相当可观！，仍相当可观！

48、大亚湾核电厂的余热排出（停堆冷却）系统大亚湾核电厂的余热排出（停堆冷却）系统大亚湾核电厂的余热排出系统大亚湾核电厂的余热排出系统大亚湾核电厂的余热排出系统大亚湾核电厂的余热排出系统（7）反应堆水池和乏燃料水池冷却和处理系统）反应堆水池和乏燃料水池冷却和处理系统系统功能系统功能 反反应应堆堆换换料料后后，卸卸出出的的乏乏燃燃料料要要在在乏乏燃燃料料水水池池中中存存放放半半年年以以上上，待待燃燃料料冷却到一定程度，再送往冷却到一定程度，再送往后处理工厂后处理工厂。反反应应堆堆换换料料水水池池和和乏乏燃燃料料池池冷冷却却和和处处理理系系统统主主要要功功能能包包括括：冷冷却却功功能能、净净化化功功能能

49、、充充排排水水功功能能，以以及及为为安安注注与与安安全全壳壳喷喷淋淋系系统统贮贮存存必必要要的的硼硼水水等等。具体而言：具体而言：对乏燃料池的水进行冷却对乏燃料池的水进行冷却，带走乏燃料的衰变热；，带走乏燃料的衰变热；去去除除反反应应堆堆换换料料水水池池和和乏乏燃燃料料池池中中的的腐腐蚀蚀产产物物、裂裂变变产产物物和和水水中中悬悬浮杂质浮杂质，保持水的良好的能见度和低的放射性水平；，保持水的良好的能见度和低的放射性水平；向向反反应应堆堆换换料料水水池池和和乏乏燃燃料料水水池池充充水水和和排排水水，使使水水池池有有足足够够水水层层，为操纵人员提供良好生物防护，保证乏燃料组件处于次临界状态；为操纵

50、人员提供良好生物防护，保证乏燃料组件处于次临界状态；为安全注入系统和安全壳喷淋系统提供足够的含硼水为安全注入系统和安全壳喷淋系统提供足够的含硼水；换换料料或或停停堆堆检检修修期期间间，一一回回路路处处于于开开启启状状态态时时，在在余余热热排排出出系系统统不不可用时，本系统用来冷却堆芯可用时，本系统用来冷却堆芯。反应堆换料水池和乏燃料池冷却和处理系统流程图反应堆换料水池和乏燃料池冷却和处理系统流程图堆内构堆内构堆内构堆内构件储存件储存件储存件储存池池池池换换换换料料料料腔腔腔腔反应堆换料水池反应堆换料水池反应堆换料水池反应堆换料水池燃料元件输运池燃料元件输运池燃料元件输运池燃料元件输运池乏燃料装