核动力装置MNPP-C02-L04.ppt

1、核动力装置 Nuclear Power Plant,核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology （V2009.03.16）,MNPP-L04-PSS,2020/7/23,核动力装置,2,3. 一回路辅助系统,3.1 压力安全系统 3.2 水质控制系统 3.3 辅助水系统 3.4 工程安全设施 3.5 放射性废物处理系统,2020/7/23,核动力装置,3,系统功能,反应堆启动和运行时,按预定方式向一回路供给冷却剂,以保证回路中所需要的冷却剂数量及压力。 稳定和控制反应堆冷却剂系统压力，保证反应堆及一回路系统安全 向一回路中需要冷却设备提

2、供除盐冷却水，保证这些设备正常运行 监测一回路冷却剂的质量和成分，对冷却剂进行净化，控制水质,保证冷却剂品质符合要求。 反应堆正常停闭或事故紧急停闭时，对堆芯进行冷却，防止堆芯烧毁。 堆舱内发生泄漏事故时，对堆舱进行冷却以降温降压，防止第三道安全屏障破损。 收集各系统排出的放射性废物，并加以处置，保证船上人员及环境的安全。,2020/7/23,核动力装置,4,3.1 压力安全系统,1. 系统功用 2. 反应堆冷却剂系统压力波动原因 3. 系统设置目的 4. 系统流程 5. 压力控制原理 6. 压力保护原理 7. 压力控制程序,2020/7/23,核动力装置,5,1.系统功能,稳态运行时，维持系

3、统压力 变负荷运行时，吸收体积和压力波动 启堆和停堆时，按要求升压和降压 启动过程中，建立汽腔，系统升压 冷停堆过程中，消除汽腔，系统降压 事故情况下提供超压保护 除气 除去反应堆冷却剂系统中的裂变气体等 ,2020/7/23,核动力装置,6,2.反应堆冷却剂系统压力波动原因,反应堆冷却剂系统是一个封闭回路，其中充满了不可压缩的冷却剂，由于温度变化、泄漏引起冷却剂体积变化，进而导致压力波动。 热胀冷缩 稳态功率变化，导致冷却剂温度变化 运行功率动态变化，引起冷却剂温度波动 存在温度测量误差和控制死区 泄漏和取样 水质监测系统连续取样，使部分冷却剂排出系统 ,2020/7/23,核动力装置,7,

4、图3-1 水容积随温度的变化,温度增加50, 比容增加13.5%,2020/7/23,核动力装置,8,(1)冷却剂温度随稳态功率不同而变化,由零功率至满功率区间，冷却剂平均温度随功率不同而不同 温度变化幅度与稳态运行方案相关,大亚湾核电站的稳态运行方案,2020/7/23,核动力装置,9,(2)装置功率动态变化导致冷却剂温度波动,装置功率变化过程中，反应堆功率NR与汽轮机功率NT瞬时不匹配，引起冷却剂平均温度Tm波动,甩负荷：1秒内功率由100%降至18%,2020/7/23,核动力装置,10,(3)温度测量误差与控制死区的影响,控制死区： 稳态功率水平下，存在微小的反应性扰动，导致冷却剂平均

5、温度在整定值附近波动。不引起控制棒动作的波动区域，称为控制死区。,控制死区,2020/7/23,核动力装置,11,3.系统设置目的,主冷却剂系统压力变化过大，会对反应堆的安全运行造成不利影响： 压力过高，超过设计压力，会导致管道和设备损坏，破坏一回路承压边界的完整性 反应堆失去冷却，造成烧毁；放射性物质扩散 压力过低，会导致堆芯出现危及热工安全的冷却剂沸腾 流动不稳定，冷却不充分而烧毁堆芯燃料元件 设置压力安全系统的目的，是对反应堆冷却剂系统进行压力控制和压力保护。,2020/7/23,核动力装置,12,4.系统流程图,反应堆冷却剂系统压力,小流量喷淋,比例组 备用组,热管段,冷管段,2020

6、/7/23,核动力装置,13,自然循环工况及单环路运行工况下喷淋水来源,热管段,冷管段,净化系统,净化泵,另一环路的冷管段,自然循环工况下主泵停止运行 单环路运行时，一个环路隔离 系统改进由净化系统为稳压器提供喷淋水,2020/7/23,核动力装置,14,电加热器的分组及使用,电加热器分为68组，每组由数根电热元件组成； 电加热器按功能分为比例组和备用组两大部分； 比例组正常运行时，部分电加热元件投入，以补偿向环境的散热损失；压力下降在一定范围内，用比例组调节 备用组压力下降超过一定范围，比例组全部投入仍不能满足要求，则投入备用组,比例组 备用组,2020/7/23,核动力装置,15,5.压力

7、控制原理,反应堆冷却剂系统压力在一定范围内波动时，依靠电热式稳压器的喷淋装置和电加热器进行压力控制 压力控制的两种情况 正波动 负波动,2020/7/23,核动力装置,16,5.1 正波动,热管段,冷管段,喷淋管,波动管,水位升高,一回路平均温度升高，冷却剂体积膨胀，沿波动管进入稳压器，水位升高，汽空间被压缩，压力升高,2020/7/23,核动力装置,17,正波动时的压力控制,汽轮机负荷减小，需求热功率瞬时低于反应堆功率，导致冷却剂平均温度升高，体积膨胀 回路中冷却剂通过波动管进入稳压器，压缩蒸汽空间，反应堆冷却剂系统压力升高 汽空间部分蒸汽冷凝进入水空间 系统压力达到某一定值时，喷淋阀开启，

8、来自主泵出口的冷却剂经喷淋管向稳压器汽空间喷淋，冷凝部分蒸汽 喷淋阀的开度随系统压力的升高线性增大，当系统降低到某一定值时，喷淋阀关闭,2020/7/23,核动力装置,18,5.2 负波动,热管段,冷管段,喷淋管,波动管,水位降低,一回路平均温度下降，冷却剂体积收缩，稳压器内的冷却剂沿波动管流出，水位降低，汽空间膨胀，压力降低,2020/7/23,核动力装置,19,负波动时的压力控制,汽轮机负荷增加，需求热功率瞬时高于反应堆功率，导致冷却剂平均温度降低，体积收缩 稳压器内水空间的冷却剂通过波动管进入回路中，蒸汽空间膨胀，反应堆冷却剂系统压力降低 水空间的部分饱和水蒸发进入汽空间 随着压力降低，比例组电加热器逐渐全开，加热水空间，使部分饱和水蒸发进入汽空间，提升压力 压力降到某一定值，备用组电加热器投入，当压力回升到某一定值时，备用组电加热器关闭,2020/7/23,核动力装置,20,6.压力保护原理,安全阀开启 排放至泄压箱或废物系统，强行泄压 高压紧急停堆 反应堆保护系统 卸压阀开启 高压报警 低压报警 低压紧急停堆 反应堆保护系统 安全注射系统启动,高压保护,低压保护,202