压水堆核电厂反应堆余热排出系统RRA120001

1、反应堆余热排出系统(RRA)反应堆余热排出系统又可称反应堆冷却系统，核安全的主要问题是要在任何情况下能够保证燃料的持续冷却，正常运行情况下燃料产生的能量由一回路通过蒸汽发生器向二回路传热来导出。反应堆停闭以后，核功率虽然消失，但是由裂变碎片及它的衰变物的衰变产生的剩余功率却缓慢下降。为了导出剩余功率，最初仍用二回路冷却，当二回路不能够再运行时，由反应堆余热排出系统保证反应堆的冷却。一、系统功能1. 主要功能(1)二回路停用时，由余热排出系统排出：a)堆芯的停堆余热；b)水和一回路设备的显热。( 2) 当反应堆在冷停堆状态，进行装卸料和维修操作时，余热排出系统排出堆芯余热，维持一回路温度低于60

2、。( 3) 当反应堆启动时，余热排出系统保证一回路水的循环。从图 1 可以看出，运行于满功率的反应堆停堆后，由裂变碎片及它的衰变物的衰变而产生的剩余功率缓慢下降。运行人员可以调节反应堆的核功率，但却控制不了剩余功率的释放。为了反应堆的安全，在任何时刻必须要将剩余功率导出。2 . 安全功能( 1 ) 在蒸汽发生器传热管破裂事故下，冷却反应堆。(2)在RCP小破口事故下，如果 RCV系统能够维持稳压器水位的话，使用该系统排 出余热。(3)在冷停堆期间，通过 RRA勺卸压K防止RCP系统超压然而该系统不是一个专设安全系统。功率()i100%1%剩余功率0.5%0.25%1h2h10%7%时间 (t)

3、图1停堆后的剩余功率3 .辅助功能反应堆换料池水的传输在换料以后，通过 RRA系统将反应堆换料池水重新打入反应堆换料水箱PTR001BA一回路容积控制当一回路压力低到正常下泄管路失效时，RRA-RCXM管保证在下述工况时净化一回路冷却剂。一回路充水及静态排气升压及动态排气加热为换料、或维修而停堆当RCPi于单相状态时，这条联管RRA-RC也可用来防止一回路升压，当主泵停运时，用 RRA泵使RCP硼浓度均匀化。二、系统描述反应堆余热排出系统（RRA的原理图如图 2所示。它是一个热量传递系统，由一表 面式热交换器（依靠设备冷却水系统RRA乍为冷源）来实现。如图3 RRA流程图所示，余热排出系统由两

4、台热交换器、两台余热排出泵及有关的管道、阀门和运行控制所必需的仪表组成。余热排出系统的进水管连接到反应堆冷却剂系统的一二环路热段，而回水管线接到反应堆压力容器， 这两根回水管也是安全注入系统 （RIS） 低压安全注入管线。每条管线设置两个隔离阀，分别为RRA001Vp RCP215Vp RRA021VpRCP212Vp吸入管线向两台并联的泵（001PO和002P。供水。位于泵出口的联箱向两台并联的 热交换器供水。在泵与热交换器之间的联箱上设置了两台泄压阀组，泄压阀组的排出管线 与稳压器泄压箱（RCP002BA相连。于两台热交换器交联设置了一条旁路管线，该管线上有流量调节阀 RRA013VP两台

5、热交换器的流量分别由调节阀 RRA02於口 RRA025控制，用以调节 RCP的温度，RRA的总流量 则由旁路调节阀 RRA013®制。余热排出系统（RRA的主要设备：1. 阀门这四个阀门是电动，并以“全关或全开”的方式运行。其正常位置为“关闭”，它是由柴油机供电的安全母线供电。RRA010V林口 RCP212V的联,RRA21V侨口 RCP215V刘联，这样保证 RC环口 RRAM吸水管线之间的隔离。2. 余热排出泵 RRA001PG口 RRRA002PO这些泵是离心，单级卧式泵，每台泵都装有有反应堆冷却剂润滑的机械密封。润滑用的冷却剂通过辅助热交换器循环有RRI水冷却，填料箱也

6、RRI系统冷却。泵配有异步电机。 要求该电机能够经受住主蒸汽管道破裂或RCP、破口事故并能保持器功能。表1余热排出泵特性参数表安全等级RCC-P安全二级抗震类别1A设计压力4.75Mpa.a设计温度180° C入口温度15-180 ° C最大运行入口压力3.0Mpa.a关闭流里80M3/h额定流量下总压头77mCL额定流量为：610M3/H额定流量卜要求NPSH3.9mCL取大流里下轴吸收功率206KW104RRA系统简易流程图1051063. 余热排出热交换器（001RF和002RF）余热排出热交换器为立式U型管式壳四热交换器。 U型管焊在管板上，管板被夹在壳体与流道封头

7、法兰之间，流道封头内有隔板将进出口流道分开。冷却机在U型管的管内流过，设备冷却水从壳体流过。表2余热排出系统热交换器特性参数表管侧壳侧设计压力4.75Mpa.a1.15Mpa.a设计温度180 c93 c入口温度180 c40 c最大运行入口压力3.75Mpa.a0.8Mpa.a额定流量3610m/h3680m/h额定入口温度60 c35 c额定出口温度50 c44 c额定热负荷6970KW4. 调节阀门 RRA013 24和25VP阀门RRA024V林口 RRA025Vpi于控制通过相应的热交换器的 RRA量。操纵员根据 控制升降温度速率或一回路的需要， 手动给出开度整定值。 而阀门RRA0

8、13VPT以自动或 手动控制，用来维持通过 RRA勺总流量在预定值，以保证泵的输出流量恒定。RRA013Vp勺设计能够保证该阀“故障全开”情况下，仍然有相当的流量通过热交换 器。从而保证排出余热。5. 卸压阀 RRA018 115, 120 和 121Vp阀门RRA018V侪口 120Vp串联，115Vp和121Vp串联，上游的阀门（018和115VP） 起安全卸压作用，称为“保护阀”；下游阀门（“120和121VP'）起隔离作用，称为“隔 离阀”两组阀用以避免一回路和RRA系统超压。RRA120-121V屋般特性:RRA18VpRRA115Vp120 或 121VpRCC-p安全级R

9、CC-般 2RCC-般 2RCC-MS 2抗震类别1A1A1I设计压力4.75Mpa.a4.75Mpa.a4.75Mpa.a设计温度180C180C180C整定开启压力4.5 ± 0.1Mpa.a4.0 ± 0.1Mpa.a3.8 ±0.1Mpa.a整定关闭压力4.2 ± 0.1Mpa.a3.7 ±0.1Mpa.a2.5 ±0.1Mpa.a正常位置关闭关闭开启额定排放量3300m/h3300m/h3300m/h二、RRA系统的运行1. RRA系统的备用状态和运行范围电站正常运行时，RRA系统处于隔离和备用状态，其主要配置如下； RCP

10、212Vp RCP215VP RRA001Vp 021VP, 014VP, 015VP, 130VP, 131Vp和 114Vp 关闭，RRAM停运； RRA024和 RRA025调定在 30%F度，013Vp全开； RCV082Vp RCV310V关闭； RCV366 367和RRA116Vp丁开，使 RRA台终充满水； RRI冷却水处于备用状态，但与RRA1（统隔离。运行范围：两相中间停堆到换料冷停都可用RRA（温度180C,压力3.0Mpa.a。2. RRA的正常启动RRA系统的正常启动在反应堆从热停堆过渡到冷停堆的过程中进行。RRA投入之前，一回路应该具备的主要条件是：一回路平均温度在

11、 160-180 C回路压力在 2.4至2.8Mpa.a之间一回路压力若尚未降到2.8Mpa.a ,则 RRA系统的四个入口阀（RRA01 021VRRCp212 215Vp）都被闭锁而不能打开一回路压力的控制由稳压器进行，一台反应堆冷却剂泵仍在运行。RRA的启动主要包括两大项操作：(1)升压和加热，避免压力和热冲击，以保护RR球和热交换器；(2)硼浓度的调整，防止在RRA系统内硼浓度低于一回路的硼浓度情况下误稀释一回路。为了防止对大设备的热冲击以及泵体与叶轮之间由于不同的膨胀而出现相互接触或卡死现象，在 RRA014 015Vp打开之前，必须将反应堆冷却剂与RRAM壳之间温度限制在60c以内

12、。在加热过程中，只能有一台RRA泵运行，因为两台泵流量太大，不允许同时仅以最小流量循环运行。为了防止上述的接触或卡死现象，两台泵应交替启动。按照RRA!(统相应系统管线的主要阀门和RRA艮的操作顺序，RRA勺启动过程如下：关闭RCV366 367VP,因为保持 RR砒满水的使命完成。-启动一台RRAM,以最小流量管线循环约十分钟，然后打开与RENW关的取样管线的阀门进行取样，检验 RRA系统的硼浓度，随后停运RRA泵，关闭取样阀门。若 RRA的硼浓度低于 RCP则用REA系统给RRAm硼，使得RRA投入后RCP的硼浓度不变，若 RRA的硼浓度高于RCP则不需调整。 RRI冷却水管线的隔离阀打开

13、，使RRA泵和热交换器冷却水开通。在RCVF泄孔板下游的压力被调整到约1.5Mpa.a后，打开RCV082 310VP,将RRA系统的升压到下泄孔板下游的压力。关闭RCV310Vp以避免打开RR队口阀时下泄孔板下游的压力突然大幅度增加。打开RCp212， 215 和 RRA001， 021Vp， 这一操作必须在一回路平均温度仍大于160。C时进行。入口阀打开后，RRA勺压力便与 RCP相同。启动RRA001PO开始进行 RRA!(统的加热。逐渐增加RCV310Vp勺开度，直到在 RCV系统测得的下7t流量约达 28.5m3/h ,以 便引入适量的 RC时，较快地加热 RRA系统。当RRA交换器

14、上游的温度比加热前升高了约60°C时，停运RRA001PO隔30秒后，启动RRA002PO当上述温度又升高了60c时，停运 RRA002PO隔30秒后，启动 RRA001PO当RRA系统的升温速率低于 30 C /h时，一回路与 RRA泵壳之间的温度就会小于60 Co这时 RRA的温度条件已具备打开 RRA014 015VP。启动RRA002PO。将RRA013V置于自动控制状态。将RRA024， 025VP 的开度都调整到20%。然后根据控制降温速率和控制一回路温度的需要调整这两个阀的开度，开度小于30%时有警报信号。至此，RRA投入运行的操作过程完成。3. 一回路冷却过程中 RR

15、A勺运行RRA系统投入后，两台泵和两台热交换器在运行。两台蒸汽发生器至少有一台蒸汽 发生器的水位仍在窄量程范围内。必要时，从RRA冷却返回到蒸汽发生器冷却是可能的，而且需要在约一小时内转换完毕。在进行稳压器汽腔的消除操作过程之后，操纵员根据28 /h 的降温速率限制，调整RRA024， 025VP 的开度，将反应堆冷却到冷停堆状态。正常冷停堆要求一回路平均温度在10到60c之间。在冷停堆状态时，可以停运一台RRA泵。在冷却过程中，在稳压器仍然处在两相时，由稳压器控制RCP的压力，稳压器满水之后，由RCV013V曲制RCP勺压力。超压保护由RRAW压阀实现。RCP压力A 3.0Mpa.a。4.

16、一回路加热过程中 RRA勺运行：在反应堆从冷停堆状态开始加热启动时，RRA主要控制一回路的温度。升温速率控制在28范围内。RRA运行的最高温度是180C。在此温度前的加热过程中，泵一般都处于停运备用状态， RRI 始终供水。一回路平均温度达到120而加药除氧操作尚未完成时，需要启动RRA泵阻止温度升高。通过控制RCV上充流量来调节 RCV082 310Vp的管线的流量。以保证RRA泵逐渐加热，以防止泵的叶轮与壳体接触。5. RRA的正常停运RRA系统的正常停运在反应堆从冷停堆过度到热停堆的过程中进行。停运时的外部 先决条件是：一回路平均温度在160-180 之间；一回路压力在2.4-2.8Mp

17、a.a 之间。压力大于3.0Mpa.a 时有报警；稳压器可以控制 RCP的压力；至少有两台反应堆冷却剂泵在运行；蒸汽发生器可用；应急柴油机可用，RIS和EAS系统可用。RRA的停运过程主要包括 RRA系统的降温，降压和压力检测等操作。根据RRA及相应的系统管线的主要阀门和RRAM的操作顺序，RRA勺停运过程如下：一如果RRA两台泵都在运行，那么停一台泵；关闭 RRA014V林口 015VP;RRA勺温度降低到约120c时，逐渐减少 RCV310Vp勺开度，直到 RCW测得得流3 量大约 15m/h ；当RRA交换器上游得温度比原来降低了60c时停运RRA泵。30秒钟后启动另一台泵；逐渐关小RC

18、V310VP， 同时降低下泄孔板下游得压力到约1.0Mpa.a ， 以增加经过下泄孔板得流量；当RRA机交换器上游得温度低于50c时，RCV310V险关。关闭入口阀RRA001VP和 021VP；打开RCV310Vp至IJ约10%导开度，使 RRAM压到下泄孔板后的压力，然后关闭；监测RRA的压力约15分钟。如果RRAE力上升，表明RRA001Vp021Vpf泄露。出 口阀RRA014 015VP, 一般不会泄漏，因为还有RCP121 321Vp隔离；若监测未发现 RRA系统的压力上升，则关闭RCP212 215VP,打开RRA001 0021VP, 再监测15分钟。若压力上升，表明RCP21

19、M 215VP有泄漏。与上述方法检测 212Vp215VpRRAE力监测完毕后，入口阀RRA001 021Vp和RCF212 215Vp都应该关闭；打开RCV310Vpi10%勺开度，以补偿 RRA系统中水的冷却水收缩；全开RRA024 025VR全关RRA013Vp以增加流经热交换器的流量；保持RRAM运行约一小时，停运这台泵；大约一天后，关闭 RCV082 310VR以避免浪费压缩空气；隔离来自RRI 的冷却水，以避免RRI 中不必要的压力损失和可能产生的泄漏；将 RRA024 025Vp的开度调整到 30% RRA013V险开；打开RCV366 367Vp,以彳持 RRAK统始终充满水。RRA停运的操作结束。6. 其他运行（1） 用RRA泵排换料腔的水反应堆换料操作完毕后， 可利用RR麻将换料腔的水送回换料水储存箱（PTR001BA换料腔的水通过 RCP212 215Vp和RRA001 021Vp进入RRA泵的入口。两台泵以大 流量排水，沿 RRA114V所在管线（RRA014 015Vp关闭）将水送回到 PTR001BA（2） RRAK统维修后的充水当反应堆压力容器封头移开和反应堆冷却剂的水位在环路管道中心面以上时，RRA系统通常是靠重力通过 RCP2