第二講壓水堆冷卻劑系統(tǒng)

第二講壓水堆冷卻劑系統(tǒng)第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三壓水堆采用除鹽含硼的除鹽水作為冷卻劑（兼作慢化劑）；冷卻劑的工作壓力，一般取在14.7--15.7MPa之間，常用的是15.5MPa。冷卻劑在反應(yīng)堆進口處溫度一般為280--300℃，從反應(yīng)堆出口的溫度為310--330℃，進出口的溫升一般為30--40℃；蒸汽發(fā)生器的出口溫度比反應(yīng)堆進口溫度低0.1--0.3℃，因為冷卻劑通過冷卻劑泵后，溫度略有升高。第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三一回路主系統(tǒng)，又稱為壓水堆冷卻劑系統(tǒng)。一回路主系統(tǒng)設(shè)備：反應(yīng)堆、主泵、蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器。主要功用：由冷卻劑將堆芯中因核裂變產(chǎn)生的熱量傳輸給蒸汽動力裝置并冷卻堆芯，防止燃料元件燒毀。按照功能，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)可分為冷卻

系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和超壓保護系統(tǒng)。第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三冷卻系統(tǒng)：

冷卻系統(tǒng)由反應(yīng)堆冷卻劑泵、反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器及相應(yīng)的管道組成。在正常功率運行時，反應(yīng)堆冷卻劑泵使冷卻劑強迫循環(huán)通過堆芯，帶走燃料元件產(chǎn)生的熱量。

我國大亞灣核電廠堆內(nèi)冷卻劑平均流速為4.6m/s。秦山核電廠堆芯冷卻劑平均流速為3.65m/s。第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)：

核電廠在負(fù)荷瞬變過程中，會造成一、二回路之間的功率失配，從而引起一回路冷卻劑溫度的升高或降低，造成一回路冷卻劑體積膨脹或收縮。將引起一回路壓力升高或降低。當(dāng)壓力升高至超過設(shè)定值時，壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)噴淋閥，由冷管段引來的過冷水向穩(wěn)壓器汽空間噴淋降壓；若壓力低于設(shè)定值，壓力控制系統(tǒng)啟動加熱器，使部分水蒸發(fā)，升高蒸汽壓力。第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三超壓保護系統(tǒng)：當(dāng)一回路系統(tǒng)的壓力超過限值時，穩(wěn)壓器頂部的安全閥開啟，向卸壓箱排放蒸汽，使穩(wěn)壓器壓力下降，以維持整個一回路系統(tǒng)的完整性。

卸壓系統(tǒng)主要由裝在穩(wěn)壓器汽空間連管上的卸壓閥或安全閥及其管道和卸壓箱組成。

西屋公司設(shè)計的穩(wěn)壓器，上面裝備有卸壓閥和安全閥，卸壓閥的開啟整定值比安全閥的開啟整定值低。若卸壓閥開啟后使超壓瞬變過程得以緩解，安全閥可免于開啟。法國法馬通公司設(shè)計的穩(wěn)壓器，只裝備三只同一類型不同開啟整定值的安全閥。第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和超壓保護系統(tǒng)主要靠穩(wěn)壓器來實現(xiàn)。主泵電動機軸端裝有飛輪，以增大轉(zhuǎn)動慣量。在主泵失電后短時間內(nèi)提供足夠的惰轉(zhuǎn)流量。第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三系統(tǒng)布置反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的所有設(shè)備、閥門及管道，全部安裝在安全殼內(nèi)。

反應(yīng)堆安放在安全殼中央并稍偏離中心，以避開裝卸料機構(gòu)的起吊死區(qū)。堆芯部分處在反應(yīng)堆廠房地平面高度以下。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)設(shè)備和管道的布置以反應(yīng)堆壓力容器為中心，力求緊湊、簡單對稱。為了補償主管道的熱膨脹應(yīng)力，蒸汽發(fā)生器和主泵采用擺動的支撐結(jié)構(gòu)，以允許橫向位移。第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三蒸汽發(fā)生器的位置高于反應(yīng)堆壓力容器管嘴所在的平面,以便使系統(tǒng)具有足夠的自然循環(huán)能力。冷卻劑中存在裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物，對系統(tǒng)設(shè)備和管道有不同程度的污染。因此，在設(shè)備周圍設(shè)有隔墻，它們與安全殼墻構(gòu)成了二次屏蔽。為了防止管道破裂后由于流體噴射導(dǎo)致的管道甩擊對周圍設(shè)備的危害，對高能管道的可能斷裂位置裝有限制器，對設(shè)備、管道進行實體隔離。主要設(shè)備（反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、反應(yīng)堆冷卻劑泵、穩(wěn)壓器等）和反應(yīng)堆冷卻劑管道安裝在二次屏蔽墻內(nèi)。第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期三一回路中冷卻劑的循環(huán)：<正常情況下>

主泵→反應(yīng)堆堆芯→蒸汽發(fā)生器倒U型管一次側(cè)→主泵當(dāng)發(fā)生斷電事故時，控制棒下落，堆芯裂變反應(yīng)停止