AP1000非能動安全系統(tǒng)PPT課件

1、非能動安全系統(tǒng)非能動安全注射系統(tǒng)非能動主控制室應(yīng)急可居留系統(tǒng)非能動安全殼冷卻系統(tǒng)安全殼氫氣控制系統(tǒng)非能動余熱排出系統(tǒng)ventsoverflowclhlpressurizerirwstcorereactorvesselsteamrcpgen.fohxprhrstage 4adssteam linefeedwaterlinecontainmentcondensatem mmmm(1 of 2)irwstscreenclhln2pressurizerirwstaccum. (1 of 2)corereactorvesselcore makeuptank (1 of 2)#3#2#1fairefuel

2、cavityfornsspargersmrnspumpsloopcompart.recircscreen(1 of 2)mdvi conn.(1 of 2)prhrhx(1 of 2)adsstages 1-3(1 of 2)adsstage 4(1 of 2)pumpscontainmentmmmmmmirwst是一個大型的，具有不銹鋼內(nèi)襯的水箱，位于安全殼內(nèi)運(yùn)行甲板下方。irwst是ap1000c級設(shè)備，其設(shè)計(jì)符合抗震i類要求。irwst的底部在rcs回路高度上方，這樣換料硼溶液在充分卸壓后可以通過重力排入rcs。irwst通過兩個dvi管連入rcs。出口安裝在irwst頂部。這些出口在正

3、常運(yùn)行期間通常是關(guān)閉的，以將水氣和放射性氣體維持在水箱內(nèi)，防止碎片從安全殼運(yùn)行甲板進(jìn)入水箱。從irwst至換料腔室有大型流體溢出通道，以調(diào)節(jié)prhr hx或ads運(yùn)行期間容積和質(zhì)量的增加。水箱和再循環(huán)通路都不含有能阻塞出口濾網(wǎng)的物質(zhì)。irwst包括一個prhr hx和兩個卸壓噴淋器。prhr hx管道頂部位于水下，向下延伸至irwst。噴淋器也淹沒在正常水位以下。irwst的尺寸可在正常換料時(shí)提供換料腔室的注水，rcs長期冷卻模式下loca事故后安全殼的注水，并支持prhr hx的運(yùn)行。安全殼內(nèi)換料水箱水位和溫度由指示器和警報(bào)監(jiān)測。兩個cmt是垂直的，圓形水箱，配有半球形上下封頭。cmt使用碳

4、鋼制造，內(nèi)表面包殼為不銹鋼。cmt是ap1000a類設(shè)備，設(shè)計(jì)上符合抗震i類要求。cmt位于安全殼內(nèi)107英尺高的層面上。cmt位于連入反應(yīng)堆容器的dvi管線的上方，該反應(yīng)堆容器位于熱端底部附近。在正常運(yùn)行期間，cmt完全充滿的硼水，通過冷端壓力平衡管線維持在rcs的壓力水平。由于水箱沒有保溫層也未被加熱，故cmt中硼水的溫度基本與安全殼周圍溫度相等。在正常電廠運(yùn)行期間，要提供連接用于遠(yuǎn)距離調(diào)整每個cmt中硼水的硼濃度。cmt補(bǔ)水由cvs提供。定期采集cmt的樣本以監(jiān)測硼濃度。每個cmt都有一個入口擴(kuò)散器，該擴(kuò)散器的設(shè)計(jì)可減輕進(jìn)入cmt的蒸汽速率，從而將潛在的水擊作用降到最低，并減少cmt初始

5、運(yùn)行期間發(fā)生混合的總量。cmt水位和出入管溫度由指示器和警報(bào)監(jiān)測。cmt水位儀器用于觸發(fā)ads。說明說明：當(dāng)進(jìn)行：當(dāng)進(jìn)行irwstirwst注入時(shí)，需通過注入時(shí)，需通過adsads進(jìn)行主系統(tǒng)卸壓，然后注入水以進(jìn)行主系統(tǒng)卸壓，然后注入水以重力排入壓力容器。重力排入壓力容器。兩個安注箱是碳鋼球形水箱，內(nèi)表面包殼為不銹鋼。安注箱是ap1000c類設(shè)備，設(shè)計(jì)符合抗震i類要求。安注箱位于安全殼內(nèi)，cmt下一層上安注箱主要充滿硼溶液，并用氮?dú)饧訅?。在正常運(yùn)行期間，安注箱通過兩個串聯(lián)的止回閥與rcs隔離。當(dāng)rcs壓力降低到安注箱壓力以下時(shí)，止回閥開啟，硼溶液受氣體壓力而排入rcs中。止回閥的機(jī)械運(yùn)行是開啟安

6、注箱到堆芯的注入通路的唯一動作。在rcs壓力下降至安注箱靜態(tài)壓力以下后，安注箱提供幾分鐘的安注。當(dāng)安注箱排空時(shí)，氮?dú)鈱⑦M(jìn)入rcs。當(dāng)發(fā)生冷端破裂時(shí)，預(yù)計(jì)大部分氮?dú)鈺苯优懦銎瓶?。?dāng)發(fā)生熱端破裂時(shí)，預(yù)計(jì)大部分氮?dú)鈺ㄟ^破裂口或或ads閥門排出。在以上事故中，一些氮?dú)饪赡芡ㄟ^反應(yīng)堆容器，之后再通過熱端的ads閥門排出。氮?dú)獠粫璧K堆芯冷卻prhr hx包括出進(jìn)氣道封頭，通過純摯的c型管道相連。管道在irwst內(nèi)被支撐。管道頂部距irwst水面幾英尺。prhr hx是ap1000a類設(shè)備，設(shè)計(jì)滿足抗震i類要求。prhr hx管道阻塞留有裕量。熱交換器入口管道連入一個位于irwst頂部外側(cè)附近的進(jìn)氣道

7、封頭。進(jìn)氣道封頭和管板通過一個延伸法蘭附著在水箱墻體。熱交換器被附著在irwst地面和天花板的框架支撐。在發(fā)生失去主給水或主給水管線破裂事故時(shí)，其運(yùn)行和蒸汽發(fā)生器可用容量能夠提供rcs冷卻，避免通過穩(wěn)壓器安全閥排水。非能動余熱排除熱交換器流體和進(jìn)出管線溫度由指示器和警報(bào)監(jiān)測。pxs使用四個ph調(diào)整籃控制安全殼地坑內(nèi)ph水平。籃子由不銹鋼構(gòu)成，帶有一個網(wǎng)狀頭，易于與水接觸。根據(jù)設(shè)計(jì)，籃子為ap1000c類設(shè)備，符合抗震i類要求。在事故后，粒狀的tsp（磷酸三鈉）被用于提高安全殼內(nèi)硼溶液的ph值至少至7.0。由于籃子的結(jié)構(gòu)，以及籃子被放置在與事故后再循環(huán)流體有傳導(dǎo)性的地方，因此籃子與地坑水應(yīng)良性混

8、合?；@子的設(shè)計(jì)可防止tsp移動。電廠延伸運(yùn)行后，粒狀tsp由于吸收潮氣可能結(jié)成固體狀態(tài)。 tsp的溶解時(shí)間大約是3小時(shí)。有兩個反應(yīng)堆冷卻劑卸壓噴淋器。每個都連入一個ads下泄封頭（三個ads級共用），并淹沒在irwst中。每個噴淋器都有四個向下的支臂。噴淋器支臂在irwst溢出水位下的水中連入噴淋器中心。噴淋器是ap1000c級設(shè)備，設(shè)計(jì)符合抗震i類要求。噴淋器將蒸汽分配至irwst，從而促進(jìn)更有效的蒸汽濃縮。pxs有兩個不同種類的濾網(wǎng)，在loca發(fā)生后使用：irwst濾網(wǎng)和安全殼再循環(huán)濾網(wǎng)。這些濾網(wǎng)可防止碎片在loca事故期間進(jìn)入反應(yīng)堆，阻塞堆芯冷卻通道。低壓差開啟止回閥安注箱止回閥釋放閥爆

9、破閥表表pxs pxs 自動觸發(fā)信號自動觸發(fā)信號prhr hx prhr hx 觸發(fā)觸發(fā)任一sg中窄量程低水位，延時(shí) + 低 sfw流量后 任一sg中寬量程低水位pzr 水位高任何cmt觸發(fā)信號ads第一級觸發(fā)信號 cmtcmt注入觸發(fā)注入觸發(fā)pzr低壓pzr低水位任一蒸汽管線中低壓任一回路中rcs cl低溫安全殼高壓ads第一級觸發(fā)安注箱注入觸發(fā)安注箱注入觸發(fā)na (沒有觸發(fā)部件，只有自動觸發(fā)的止回閥)irwstirwst注入觸發(fā)注入觸發(fā)ads 第四級觸發(fā)信號 安全殼再循環(huán)觸發(fā)安全殼再循環(huán)觸發(fā)ads第四級觸發(fā)信號 + irwst低水位引起非能動堆芯冷卻系統(tǒng)啟動事件引起非能動堆芯冷卻系統(tǒng)啟動事

10、件二回路系統(tǒng)熱量排出增加二回路系統(tǒng)熱量排出增加蒸汽發(fā)生器電動蒸汽釋放閥或安全閥誤開啟蒸汽發(fā)生器電動蒸汽釋放閥或安全閥誤開啟 蒸汽系統(tǒng)管道破裂蒸汽系統(tǒng)管道破裂二回路系統(tǒng)熱量排出減少二回路系統(tǒng)熱量排出減少失去主給水失去主給水 給水系統(tǒng)管道破裂給水系統(tǒng)管道破裂冷卻劑系統(tǒng)水量減少冷卻劑系統(tǒng)水量減少蒸汽發(fā)生器管道破裂蒸汽發(fā)生器管道破裂 假想冷卻劑系統(tǒng)管道破裂引起冷卻劑喪失假想冷卻劑系統(tǒng)管道破裂引起冷卻劑喪失停堆事件停堆事件啟動給水喪失啟動給水喪失 冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界完整時(shí)常規(guī)余熱排出系統(tǒng)失效冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界完整時(shí)常規(guī)余熱排出系統(tǒng)失效半環(huán)運(yùn)行時(shí)常規(guī)余熱排出系統(tǒng)失效半環(huán)運(yùn)行時(shí)常規(guī)余熱排出系統(tǒng)失效 換料腔淹

11、沒時(shí)常規(guī)余熱排出系統(tǒng)失效換料腔淹沒時(shí)常規(guī)余熱排出系統(tǒng)失效composite pxsmajor components:cmts 冷卻劑補(bǔ)水箱冷卻劑補(bǔ)水箱accumulators安注箱安注箱irwst 安全殼內(nèi)換料安全殼內(nèi)換料水箱水箱prhrhx 非能動余熱非能動余熱去除熱交換器去除熱交換器containment sump安全殼地坑安全殼地坑depressurization (ads) valves 降壓閥降壓閥passive residual heat removalprovided by passive residual heat removal heat exchanger (prhrhx)

12、熱量由非能動余熱去除熱交換器傳出熱量由非能動余熱去除熱交換器傳出非能動余熱排出系統(tǒng)非能動余熱排出系統(tǒng) （prhs） irwstirwst作為熱阱。作為熱阱。irwstirwst內(nèi)水吸收衰變熱達(dá)到飽和溫內(nèi)水吸收衰變熱達(dá)到飽和溫度需幾個小時(shí)，如全部水沸騰帶走熱量，其水量足夠數(shù)度需幾個小時(shí)，如全部水沸騰帶走熱量，其水量足夠數(shù)天冷卻之用，而且水蒸氣進(jìn)入安全殼冷凝后仍可回收利天冷卻之用，而且水蒸氣進(jìn)入安全殼冷凝后仍可回收利用。這樣，操縱員有足夠時(shí)間采取恢復(fù)行動。用。這樣，操縱員有足夠時(shí)間采取恢復(fù)行動。 非能動余熱排出熱交換器非能動余熱排出熱交換器(prhr hx)放在安全殼內(nèi)換料水放在安全殼內(nèi)換料水箱箱

13、(irwst)中。在主泵失效時(shí)，中。在主泵失效時(shí)，可以靠自然循環(huán)由余熱排出系統(tǒng)可以靠自然循環(huán)由余熱排出系統(tǒng)的熱交換器將堆芯衰變熱帶走。的熱交換器將堆芯衰變熱帶走。工作壓力范圍為全壓。工作壓力范圍為全壓。由由直立的直立的“c”c”型管束型管束組成組成；上、下分別為；上、下分別為進(jìn)、出口；進(jìn)、出口；prhr hxprhr hx不需要泵，也不依不需要泵，也不依賴于交流電源和空氣水冷系賴于交流電源和空氣水冷系統(tǒng)統(tǒng)；減少了對減少了對sgsg排出余熱的依賴排出余熱的依賴。即使發(fā)生。即使發(fā)生蒸汽發(fā)生器失效蒸汽發(fā)生器失效，如主蒸汽管道、給水管或，如主蒸汽管道、給水管或蒸氣發(fā)生器傳熱管破裂，也蒸氣發(fā)生器傳熱管破

14、裂，也不會影響非能動余熱交換器不會影響非能動余熱交換器的功能。的功能。the prhrhx is a bank of c-tubes mounted in the irwst. prhrhx由一由一組安裝在組安裝在irwst內(nèi)部的內(nèi)部的c型管組成型管組成 hx is usually filled with coolant.通常熱交換器管內(nèi)通常熱交換器管內(nèi)充滿冷卻劑充滿冷卻劑 flow through the c-tubes from the rcs transfers heat to the irwst contents.冷卻劑冷卻劑流體流經(jīng)流體流經(jīng)c型管將型管將rcs的熱的熱量傳遞到量傳遞到

15、irwstcontainment viewwhen actuated 一旦觸發(fā)一旦觸發(fā):fo isolation valves open.失效開啟（失效開啟（fo）的隔離閥打開）的隔離閥打開temp. & elevation of prhrhx (irwst conditions) provide thermal driving head. prhrhx的的溫度和水位提供了熱驅(qū)動壓頭溫度和水位提供了熱驅(qū)動壓頭natural circulation or, if rcps running, forced flow through the hx.建立自然循環(huán)或者，如果建立自然循環(huán)或者，如果rcps

16、仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，則強(qiáng)迫循環(huán)的流體將流經(jīng)仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，則強(qiáng)迫循環(huán)的流體將流經(jīng)hxpassive residual heat removalif prolonged heat transfer is necessary 如果熱傳遞的延長是必須的如果熱傳遞的延長是必須的:saturation is reached in irwst (2 hr) 如果在如果在irwst中熱傳遞的延長時(shí)間接近中熱傳遞的延長時(shí)間接近2小時(shí)小時(shí).irwst steams to containment; steam condenses on steel containment vessel (cooled by pcs). irwst

17、的蒸汽被的蒸汽被pcs鋼安全殼容器冷凝鋼安全殼容器冷凝condensate returns to irwst via gutter arrangement. 經(jīng)由設(shè)置的水糟，冷凝水回到經(jīng)由設(shè)置的水糟，冷凝水回到irwstpassive residual heat removalopenconfirm.openalign gutter forreturn to irwstprhrhx alignment signals prhrhx的開啟給號的開啟給號:cmt injection alignment cmt注入啟動注入啟動1st-stage ads actuation 第第1級級ads觸發(fā)觸發(fā)l

18、ow wr sg level (55,000 lbm) sg低水位（低水位（24970kg）low nr sg level (95,000 lbm) + low su feed flow (200 gpm/sg) sg正常水位（正常水位（43130kg） +低啟動給水流量（低啟動給水流量（o.91m3/m）high-3 pzr water level (71%) pzr高高3水位水位(71%) 1. manual 手動手動18,700 gal3400-3700ppmcmts provide mu & boration for events not involving a loss of coo

19、lant. 針對不包冷卻劑喪失的其它事針對不包冷卻劑喪失的其它事件，件，cmts 向向rcs提供補(bǔ)水和提供補(bǔ)水和硼化硼化cmts are normally full of cold, borated water. 通常通常cmts 內(nèi)充滿了硼化的冷水內(nèi)充滿了硼化的冷水normally closed discharge iso. valves are diverse from prhrhx iso. valves.通常關(guān)通常關(guān)閉的上充隔離閥與閉的上充隔離閥與prhrhx的的隔離閥不同（保持多樣性）隔離閥不同（保持多樣性）pressure balance line is open & at rcs

20、 pressure.壓壓力平衡管線與力平衡管線與rcs接通并保持接通并保持等壓等壓rcs emergence makeup & borationfigure 4-4: rcs emerg.makeup & borationupon actuation 一旦觸發(fā)一旦觸發(fā):discharge iso. valves open. 上充隔離閥開啟上充隔離閥開啟 cold, borated water is discharged to vessel downcomer annulus via direct injection lines (2). 硼硼化的冷水經(jīng)由二條直接安注管線化的冷水經(jīng)由二條直接安注

21、管線進(jìn)入反應(yīng)堆壓力容器下降段環(huán)腔進(jìn)入反應(yīng)堆壓力容器下降段環(huán)腔flow from the cold legs replaces the water discharged to the vessel. 來來自冷管道的流體補(bǔ)充（替代）自冷管道的流體補(bǔ)充（替代）cmt中注入中注入rpv中的硼水中的硼水steam-compensated injection (cold legs voided) 位于冷管道上部空位于冷管道上部空間中的蒸汽流（補(bǔ)償）注入間中的蒸汽流（補(bǔ)償）注入water recirculation 水再水再循環(huán)循環(huán)figure 4-4: rcs emerg.makeup & boratio

22、nopenconfirm.opentrip rcpscmt injection actuation signals cmt注入的觸發(fā)信號注入的觸發(fā)信號: :safeguards actuationesf觸觸發(fā)發(fā)low pzr press. (1795 psig) pzr低壓低壓low steam press. (560 psig) 低蒸汽壓力（低蒸汽壓力（3.92mpa）low tc (505f) 反應(yīng)堆反應(yīng)堆溫度溫度tc低（低（287.80c）high-2 cont. press. (6.2 psig) 安全殼高壓安全殼高壓-2manual 手動手動1st-stage ads actuati

23、on 第第1級級ads觸發(fā)觸發(fā)low-2 pzr level (10%) pzr低水位低水位-2 (10%) low wr sg level + high th sg低水位低水位+高高thmanual 手動手動ap1000的的應(yīng)急冷卻應(yīng)急冷卻采用了非能動和采用了非能動和無人值崗的安全概念；無人值崗的安全概念；ap1000的安全級反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的安全級反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)補(bǔ)水安注補(bǔ)水安注功能由一系列水源完成：功能由一系列水源完成：2個個蓄壓箱，蓄壓箱，每只容積為每只容積為56.6m3，內(nèi)裝，內(nèi)裝2600ppm的含硼水的含硼水 。；2個個堆芯補(bǔ)水箱，堆芯補(bǔ)水箱，每只容積為每只容積為70.8m3 ，內(nèi)

24、裝，內(nèi)裝3400ppm的含硼的含硼水水 。安全殼內(nèi)換料水箱，安全殼內(nèi)換料水箱，容積為容積為2092 m3 ，內(nèi)裝，內(nèi)裝26002900ppm的含硼水，以及相連的閥門和的含硼水，以及相連的閥門和管道。管道。openconfirm.open18,700 gal3400-3700ppm12,700 gal2600-2900ppm700 psigas rcs depressurizes: cmts provide high flow for relatively long duration. water recirculation mode at start, then switch to steam

25、-displacement mode as cold legs void. accumulators provide high flow for several min. when rcs depressurizes below 700 psig. n2 expands to displace tank contents. both inject borated water directly to the vessel.safety injection for locassafety injection for locasas rcs depressurizes from loca or ad

26、s actuation: squib valves in irwst injection lines auto open. 4th-stage ads actuation (20% cmt vol.) both loop hot leg levels low-2 level (3 in. above bottom) for sufficient time borated water from irwst, located above loop piping, gravity injects directly to the vessel.open547,000 gal2600-2900ppmafter accumulators, cmts, & irwst have injected, containment is flooded sufficiently to provide recirc. flow:squib valves in containment recirc. lines auto open.low-3 irwst level + 4th-stage ads actuationa