MNPP-C02-L05.ppt

核动力装置NuclearPowerPlant 核科学与技术学院CollegeofNuclearScienceandTechnology V2009 03 18 MNPP L05 WCS 2020 1 16 核动力装置 2 复习 压力安全系统的功用是什么 反应堆冷却剂系统压力波动的原因是什么 压力波动对反应堆冷却剂系统有哪些不利影响 简述压力控制的基本原理 2020 1 16 核动力装置 3 2020 1 16 核动力装置 4 压力控制程序 2020 1 16 核动力装置 5 3 2水质控制系统 1 概述2 净化系统3 化学物添加系统4 水质监测取样系统 2020 1 16 核动力装置 6 1 概述 水质指冷却剂及水质的品质 杂质 离子的含量 pH值 溶解气体量 水质不佳的表现 有不可溶性杂质 呈离子状态存在的可溶性杂质 溶解氧 pH值不合要求 2020 1 16 核动力装置 7 冷却剂中杂质的来源 腐蚀产物裂变产物 腐蚀产物最多 补水加药带入杂质辐照分解产生氧 2020 1 16 核动力装置 8 a 水质处理的必要性 高辐照使水分解产生游离氧 加速设备腐蚀 水质不好会在传热面上结垢 影响传热 氯离子含量高 会使不锈钢产生应力腐蚀 腐蚀产物受辐照而活化 增大装置放射性水平 2020 1 16 核动力装置 9 b 控制水质的方法 过滤除去不可溶杂质颗粒 净化系统 离子交换除去可溶性杂质 净化系统 加药除氧 调整pH值 化学物添加系统 监测水质 取样系统 2020 1 16 核动力装置 10 2 净化系统 功用通过过滤 离子交换等手段连续除去冷却剂中的杂质 保证杂质浓度低于允许值 降低冷却剂的放射性水平 主要设备过滤器 离子交换器 除盐床 换热器 三通阀系统类型高压净化系统低压净化系统 2020 1 16 核动力装置 11 图3 7高压净化系统流程 三通阀 50 2020 1 16 核动力装置 12 再生式 非再生式热交换器的区别 再生式热交换器利用排出的净化流量对净化后返回主系统的冷却剂进行加热 热量得到回收利用 另一方面也减小了温度较低的冷却剂进入主系统引起的反应性扰动 非再生式热交换器用设备冷却水对净化流量进行冷却 设备冷却水再将吸收的热量传递给循环冷却海水 热量没有得到回收利用 2020 1 16 核动力装置 13 保证离子交换树脂正常工作的措施 离子交换树脂不能在高于60 的环境下工作 否则会造成树脂的失效和分解设置再生式热交换器和非再生式热交换器 对需净化的冷却剂进行两次冷却 将其温度降到50 以下 然后送入离子交换器 除盐床 中如果非再生式热交换器出口的冷却剂温度高于50 则由三通阀将冷却剂旁通到除盐床出口 防止树脂的损坏 2020 1 16 核动力装置 14 高压净化系统特点 本身不设泵 依靠主泵压头提供循环动力 系统压力与主系统相近 用再生式热交换器将净化后的冷却剂加热至200 后返回主系统 离子交换树脂在船上不进行再生处理 用铅屏蔽保护 优点 流程简单 设备少 布置紧凑缺点 系统压力高 造价昂贵 2020 1 16 核动力装置 15 图3 8低压净化系统流程 2020 1 16 核动力装置 16 低压净化系统特点 冷却剂经降温 减压后进行净化 运行压力低于反应堆冷却剂系统工作压力 先降温 再减压 防止净化冷却剂汽化 与容积控制系统 化学物添加系统结合在一起 共用设备和管路 相当于压水堆核电站中的化学和容积控制系统 净化后的冷却剂由上充泵增压后送入反应堆冷却剂系统 2020 1 16 核动力装置 17 化学和容积控制系统的作用 容积控制控制和保护反应堆冷却剂系统的水体积化学控制添加化学物除氧 除去冷却剂中的腐蚀产物和裂变产物反应性控制注入硼酸溶液以保证紧急停堆提供轴封水向驱动机械供应轴封水 2020 1 16 核动力装置 18 3 化学物添加系统 添加的化学物品冷启堆过程中 添加联氨正常运行过程中 添加pH值控制剂功率运行过程中 添加氢气 作用 除去和减少冷却剂中的溶解氧和水电离辐照分解产生的游离氧 控制冷却剂的pH值 抑制介质对设备 管系材料的腐蚀 2020 1 16 核动力装置 19 图3 8化学和容积控制系统中的化学物添加 化学物添加 2020 1 16 核动力装置 20 图3 10与补水系统相连的化学物添加系统 2020 1 16 核动力装置 21 c 联氨N2H4性质 N2H4 无色液体 吸水性很强 易溶于水 遇水会结合成水合联氨 N2H4 H2O 易挥发 能在空气中燃烧 85 的水合联氨溶液闪火点为90 空气中联氨蒸汽浓度超过4 7 体积 时遇火爆炸 联氨遇热会分解 使用温度不宜超过120 N2H4 N2 4NH3联氨受放射性辐照也会产生分解 因此在反应堆启堆后不不再向冷却剂中添加联氨用于除氧 2020 1 16 核动力装置 22 d 联氨除氧原理 N2H4 H2O O2 N2 3H2O Q联氨除氧的工作条件水的pH值范围9 11水必须有一定温度 温度越高反应越快但温度过高会导致联氨的分解 因此反应堆冷却剂系统在添加联氨除氧时 通常将冷却剂温度控制在90 120 2020 1 16 核动力装置 23 图3 11pH值与反应速度的关系 2020 1 16 核动力装置 24 图3 12水温与反应速度及除氧效率的关系 2020 1 16 核动力装置 25 e 加氢除氧原理 冷却剂中氧气的来源补水中溶解氧水受辐照分解产生氢和氧起重要作用的是快中子和 射线 大部分被水吸收 在高温水中 氢和氧又会结合生成水添加氢气的目的 是增加冷却剂中氢的浓度 促进氢与氧的结合添加方式将氢气充入容积控制箱 或称容积波动箱 2020 1 16 核动力装置 26 4 水质监测取样系统 功用反应堆运行期间 及时采集主冷却剂系统及有关辅助系统中的液体 气体样品 以便分析 监测装置运行情况 指导运行操作 2020 1 16 核动力装置 27 a 主要监测内容 堆芯燃料元件包壳的完整性 净化系统的有效性 冷却剂中氢气及其它气体的浓度 放射性废液的放射性水平 泄放水的放射性水平 堆舱 辅机舱及安全壳内氢气浓度 2020 1 16 核动力装置 28 b 主要取样点 主冷却剂系统各个环路 稳压器汽 液空间 净化系统混合床进 出口 蒸汽发生器泄放水 一回路其它辅助设备的水样及气样 反应堆冷却剂系统 2020 1 16 核动力装置 29 c 取样系统流程 2020 1 16 核动力装置 30