壓水堆核電廠運(yùn)行與管理結(jié)課論文綜述

1、壓水堆核電廠運(yùn)行與管理結(jié)課論文壓水堆核電廠運(yùn)行P-T圖的分析學(xué) 號(hào)： 201220040313 姓 名： 王 濤 班 級(jí)： 1220403 專 業(yè)： 核工程與核技術(shù) 時(shí) 間： 2015年11月24日 壓水堆核電廠運(yùn)行P-T圖的簡(jiǎn)單分析一、引言1反應(yīng)堆壓力容器(RPV)是核安全一級(jí)部件，在服役過程中，由于受到中子輻照的影響，材料性能將會(huì)逐漸劣化，具體表現(xiàn)為強(qiáng)度增加、塑性與韌性下降。為了防止發(fā)生脆性開裂，核電廠在啟停堆過程中必須控制壓力容器內(nèi)的溫度和壓力，將壓力和溫度控制在限值曲線(P-T曲線)所規(guī)定的范圍內(nèi)。即構(gòu)成反應(yīng)堆在運(yùn)行時(shí)所應(yīng)遵守的核電廠運(yùn)行P-T圖2。二、限制線把反應(yīng)堆標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的溫度、壓

2、力限制標(biāo)注在PT圖上，則構(gòu)成了RCP標(biāo)準(zhǔn)工況PT圖。對(duì)于核電廠從換料到功率運(yùn)行的反應(yīng)堆標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式，溫度和壓力都必須控制在限制的范圍內(nèi)，設(shè)備安全才得以保障。下面就RCP標(biāo)準(zhǔn)工況（PT）圖上的各限制線加以簡(jiǎn)要說明。2.1一回路運(yùn)行溫度上限線3從核安全角度考慮，除穩(wěn)壓器外，一回路任何部位都不允許出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，尤其在元件表面。另外也要避免主泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泵吸入口局部汽化，造成主泵葉片的汽蝕。故限制一回路運(yùn)行時(shí)最高堆入口溫度應(yīng)比運(yùn)行壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度低50。由于零功率工況平均溫度與入口溫度相同，故：Tav=Tsat-50（其中：Tav一回路冷卻劑平均溫度；Tsat一回路運(yùn)行壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度。）不然會(huì)造

3、成主泵葉片汽蝕，一回路產(chǎn)生偏離泡核沸騰，燃料元件表面溫度急劇升高。通過穩(wěn)壓器進(jìn)行壓力溫度調(diào)節(jié)2.2蒸汽發(fā)生器安全閥動(dòng)作限制線 蒸汽發(fā)生器是一、二回路共有的設(shè)備，其二回路側(cè)的運(yùn)行狀況直接影響著一回路。二回路側(cè)最大運(yùn)行壓力為 7.54MPa(絕對(duì))，這是由汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)(GCT)的大氣排放閥整定值來保證的，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為290.8。否則易一回路過熱和二回路超壓，導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂?？捎烧羝l(fā)生器安全閥的開合來控制。2.3一回路額定運(yùn)行壓力線反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）的額定運(yùn)行壓力為15.4MPa(表壓)，它受回路設(shè)計(jì)的機(jī)械強(qiáng)度的限制。為了防止超壓對(duì)設(shè)備造成破壞，在穩(wěn)壓器上有三個(gè)安全閥，其動(dòng)

4、作壓力分別整定在16.6，17.0，17.2MPa（表壓）。不然易造成堆芯產(chǎn)生偏離泡核沸騰,穩(wěn)壓器的蒸汽向安全殼內(nèi)排放，帶有放射性的一回路流體可能對(duì)安全殼造成污染。通過穩(wěn)壓器的泄壓閥來調(diào)節(jié)一回路壓力2.4蒸汽發(fā)生器一、二次側(cè)最大壓差限制線蒸汽發(fā)生器內(nèi)U型管的管板是一開有許多小孔的平板，由于受機(jī)械強(qiáng)度和應(yīng)力的限制，板兩側(cè)的壓差限制為11.0MPa。管板一回路側(cè)為穩(wěn)壓器壓力，二回路側(cè)為一回路水溫所對(duì)應(yīng)的飽和壓力（蒸發(fā)器無功率輸出情況下），因此該限制線符合：PRCP=Psat+11.0MPa 不然易導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂，造成二回路放射性污染。通過調(diào)節(jié)汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速來控制。2.5一回路運(yùn)

5、行溫度下限線反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）的穩(wěn)壓器作為壓力控制設(shè)備工作時(shí)，其內(nèi)的冷卻劑溫度大于系統(tǒng)其它部位。而穩(wěn)壓器作為一回路冷卻劑，在一回路溫度升高或降低時(shí)都相應(yīng)有冷卻劑通過波動(dòng)管流入穩(wěn)壓器或流出穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器和一回路管道之間連接波動(dòng)管的熱應(yīng)力隨著溫差增大而加大。為限制熱應(yīng)力給波動(dòng)管造成的損害，規(guī)定一回路運(yùn)行溫度最低不得比運(yùn)行壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫（即穩(wěn)壓器內(nèi)冷卻劑的溫度）低110：Tav=Tsat-110。由于這種對(duì)波動(dòng)管造成損害，因而可通過穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)其壓力溫度減少其對(duì)波動(dòng)管的損害。2.6余熱排出系統(tǒng)接通最低、最高溫度線 余熱排出系統(tǒng)（RRA）設(shè)計(jì)的最高運(yùn)行溫度為180，RRA要聯(lián)接到RCP系統(tǒng)時(shí)，

6、規(guī)定了最低投入溫度為160。因?yàn)樵赗RA系統(tǒng)投運(yùn)后，RCP壓力意外升高時(shí)，RRA系統(tǒng)有二個(gè)不同定值的安全閥進(jìn)行超壓保護(hù)（定值分別為3.9MPa(表壓)和4.4MPa(表壓)）。否則RCP壓力升高保護(hù)只有依靠穩(wěn)壓器安全閥（最低壓力為16.6MPa(絕對(duì))），這在反應(yīng)堆容器壽期末是很危險(xiǎn)的。極易反應(yīng)堆容器在整個(gè)壽期內(nèi)發(fā)生脆性斷裂?？捎上薅ò踩y的閾值來進(jìn)行檢測(cè)，預(yù)警。2.7余熱排出系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力上限線最高運(yùn)行壓力2.9MPa(表壓)。當(dāng)一回路進(jìn)行升溫升壓操作時(shí)，余熱排出系統(tǒng)（RRA）必需在此限值之前隔離、退出運(yùn)行。否則可能導(dǎo)致反應(yīng)堆容器在整個(gè)壽期內(nèi)發(fā)生脆性斷裂。可由穩(wěn)壓器卸壓箱進(jìn)行調(diào)整。2.8主

7、泵啟動(dòng)最低壓力限制線 為保護(hù)主泵1號(hào)軸封，主泵啟動(dòng)前必須使軸封兩面分離，使其泄漏量大于50L/h，達(dá)到潤(rùn)滑、冷卻軸封的目的。為滿足這一條件，軸封兩端壓差必須大于1.9MPa。所以，主泵的最低啟動(dòng)運(yùn)行壓力規(guī)定大于2.3MPa（表壓）。否則主泵會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象（液體汽化、汽泡產(chǎn)生、蒸汽凝結(jié)、汽泡破裂），減少主泵壽命?？赏ㄟ^第一道軸封的旁路管線進(jìn)行控制軸封兩端壓差。2.9啟動(dòng)第一臺(tái)主泵的溫度上限線 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）冷卻劑溫度超過70時(shí)，要求至少有一臺(tái)主泵運(yùn)行，以避免啟動(dòng)第一臺(tái)主泵時(shí)造成反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）超壓。這是因?yàn)樵趩蜗嗨畬?shí)體時(shí)，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）壓力由RCV 013 VP

8、控制，由于水實(shí)體時(shí)水不可壓縮，軸封水注入主泵的一部分滯留在泵腔及主管道內(nèi)，軸封水溫度較低，當(dāng)冷卻劑溫度大于70時(shí)啟動(dòng)主泵，這部分水被泵打入堆芯及蒸汽發(fā)生器與其它高溫水混合及被蒸汽發(fā)生器反向傳熱，加熱而膨脹，當(dāng)超出RCV 013 VP的調(diào)節(jié)能力時(shí)，將會(huì)使一回路超壓，導(dǎo)致余熱排出系統(tǒng)（RRA）安全閥開啟。不然易造成RCP系統(tǒng)超壓，進(jìn)而導(dǎo)致RRA安全閥開啟。可通過主泵，化容系統(tǒng)，設(shè)備冷卻水系統(tǒng)等協(xié)同調(diào)節(jié)。2.10硼結(jié)晶溫度限制線 硼酸在水中的溶解度隨溫度升高而增加，為防止低溫度時(shí)一回路水中硼酸結(jié)晶而析出，限制一回路冷卻劑溫度不得低于10。硼酸在此溫度下的溶解度為3.51%(相當(dāng)于硼濃度6140g/g)。低溫度時(shí)一回路水中硼酸結(jié)晶而析出，進(jìn)而影響堆芯傳熱。因而在冷段再循環(huán)階段,低壓安注流量只要能維持大于20%的正常流量,并通過兩條完好環(huán)路的冷段注入,就可保證堆芯冷卻,且可防止硼酸在堆芯和上腔室內(nèi)結(jié)晶析出。三、結(jié)語本文根據(jù)壓水堆核電廠運(yùn)行的相關(guān)知識(shí)對(duì)壓水堆核電廠P-T運(yùn)行圖進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)其中11條限制線的由來及應(yīng)用有了一個(gè)簡(jiǎn)單的初步認(rèn)識(shí)，對(duì)P-T運(yùn)行圖的重要性有了根深一層的認(rèn)識(shí)。只有具備特定資格并經(jīng)指派的運(yùn)行人員，才能控制和指揮核電廠的運(yùn)行和狀態(tài)的改變，運(yùn)行人員必須熟知和遵循核電廠各個(gè)運(yùn)行