【正文】 下泄流冷卻劑必須要降溫降壓，這是因為凈化回路中離子交換樹脂不能承受 60 ℃以上的高溫，所以必須要降溫至～ 46 ℃。然后流出反應堆廠房（安全殼），進入設(shè)在核輔助廠房內(nèi)的非再生下泄熱交換器管側(cè)，被殼側(cè) RRI 系統(tǒng)設(shè)備冷卻水冷卻，下泄流冷卻劑溫度由 ～ 140 ℃降至～ 46 ℃。 四、 RCV 系統(tǒng)流程及設(shè)備 化學和容積控制系統(tǒng)（ RCV）由下泄回路、凈化回路、上充回路、軸封注水及過剩下泄回路四部分組成（圖 3— 3）。由于除硼方式僅在下泄流管線上串接一個除硼離子交換器，因此除硼運行中既無向 TEP 系統(tǒng)的排放，容積控制箱水位也不會發(fā)生變化。 3) 除硼：除硼操作也為手動操作，需要時將下泄流流經(jīng)硼回收系統(tǒng)（ TEP）中的除硼離子交換器，用以降低或除掉 RCP 系統(tǒng)冷卻劑中的含硼量。加硼操作也可用于核電站停堆換料前，向 RCP 系統(tǒng)冷卻劑內(nèi)大量加硼，使硼濃度達到 2100 ppm。 1) 加硼：加硼操作為手動操作，需要時由硼和水補給系統(tǒng)（ REA）經(jīng)由上充泵吸入口，向 RCV 系統(tǒng)注入預先確定體積的高濃度硼水，上充給 RCP 系統(tǒng)。 5) 凈化系統(tǒng)兩臺并聯(lián)的混合床離子交換器，平時一臺運行（另一臺備用），用以去除離子狀雜質(zhì)和大部分裂變產(chǎn)物。采用高純 7Li 氫氧化物作 PH值控制劑，其 PH 控制能力強，中子吸收截面小，腐蝕性較小。控制劑應具有良好的 PH 控制能力；良好的核性能，盡 13 量少產(chǎn)生感生放射性；良好的物理、化學穩(wěn)定性；以及低廉的價格。 2) 壓水堆正常運行時， 向 RCP 系統(tǒng)加入過量的氫氣，可以減少冷卻劑在堆芯輻照分解產(chǎn)生的游離氧。聯(lián)氨除氧化學方程為： N2H4＋ O2→ 2H2O＋ N2↑ 用聯(lián)氨除氧的最佳溫度在 90～ 120 ℃之間，此時反應速率最快。其次是包殼表面不可避免的微量鈾污染，造成運行中鈾裂變釋放裂變產(chǎn)物；冷卻劑氫核吸收中子活化生成氚或有 ～ 1 %的裂變產(chǎn)物氚穿過鋯包殼擴散到冷卻劑中。 3) 水中氟 冷卻劑水中含有微量的氟會顯著增加鋯合金的初始腐蝕速率和增加鋯吸氫而造 成鋯的氫脆。在含氧量較高的水中則更為嚴重。因此冷卻劑水中游離氧的存在是造成金屬結(jié)構(gòu)材料腐蝕的重要原因。另外，在堿性溶液中腐蝕產(chǎn)物會從熱表面上溶解轉(zhuǎn)移到冷表面上沉積，這有利于防止 RCP 系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物向堆芯轉(zhuǎn)移，且能使沉積于堆芯的腐蝕產(chǎn)物向堆芯外轉(zhuǎn)移。室溫下（ 22 ℃）中性溶液 PH 值為 7，酸 性溶液 PH 值小于 7，堿性溶液 PH 值大于 7。在 RCP 系統(tǒng)升溫、降溫、或其他瞬態(tài)水體積有很大變化時，可由其他系統(tǒng)相配合，當容積控制箱水位高時，可把水排放到硼回收系統(tǒng)（ TEP），當容積控制箱水位低時，由硼和水補給系統(tǒng)（ REA）按需要進行補給。容積控制原理如圖 3— 1。凈化系統(tǒng)又處在常壓下運行，所 11 以還需在 RCV 系統(tǒng)下泄水從 ～ 292 ℃降溫至～ 45 ℃后將下泄流壓力從 155bar（ abs）降壓至（ 2～ 5） bar（ abs）。在這種情況下， RCV 系統(tǒng)應能使冷卻劑達到壓水堆電站對冷卻劑總放射性規(guī)定 105～ 106 Ci/L 量級的指標。冷卻劑的放射性來自水及其雜質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物、化學添加劑吸收中子被活化，以及從燃料包殼內(nèi)釋放出的裂變產(chǎn)物。這種正反應性變化必須小于慢化劑及燃料溫度升高造成的負反應性變化。 反應性控制 RCＶ系統(tǒng)應根據(jù)壓水堆運行要求，改變冷卻劑中硼的濃度，配合控制棒組件控制反應性較慢的變化。 RCV 系統(tǒng)的輔助功能是： 1．為冷卻劑泵提供經(jīng)過過濾、冷卻的軸封水和水泵軸承冷卻、潤滑水； 2．為穩(wěn)壓器提供輔助噴淋冷水； 10 3．為反應堆及 RCP 系統(tǒng)進行充水排氣及打壓檢漏試驗； 4．在穩(wěn)壓器充滿水單相運行時，控制 RCP 系統(tǒng)的壓力； 5．接收 RCP 系統(tǒng)運行中冷卻劑水的過剩下泄； 6．在余熱排 放系統(tǒng)（ RRA）準備投入前，通過向 RCV 系統(tǒng)下泄，以加熱 RRA 系統(tǒng)介質(zhì)。 第二章 一回路輔助系統(tǒng) 化學和容積控制系統(tǒng)（ RCV） 一、化學和容積控制系統(tǒng)的功能 化學和容積控制系統(tǒng)（ RCV）是反應堆冷卻劑系統(tǒng)（ RCP）的主要輔助系統(tǒng)，它是一個封閉的加壓的系統(tǒng)。 9．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，為防止低溫時一回路水中的硼酸結(jié)晶析出，限制一回路冷卻劑溫度不得低于 10 ℃ 。因為RCP 系統(tǒng)冷卻劑溫度在 160 ℃ 以下如果仍未投入 RRA 系統(tǒng)，那么 RCP 系統(tǒng)壓力發(fā)生意外升 高 時 ， 壓 力 保 護 只 能 依 靠 穩(wěn) 壓 器 安 全 閥 組 （ 最 低 動 作 壓 力 整 定 值 為 166 bar（ abs）），這在壓力殼壽期末是很危險的。同時要求 RCV 系統(tǒng)使 1 號軸封兩端壓差大于 19bar，在主泵啟動前使軸封兩端面分離，使 1 號軸封泄漏量大于 50L/h，達到潤滑、 冷卻目的。為防止系統(tǒng)超壓對設(shè)備造成破壞，穩(wěn)壓器上設(shè)有三個安全閥組，其動作壓力分別整定在 16 170、172 bar（ abs）。 3． RCP 系統(tǒng)運行溫度下限線 穩(wěn)壓器作為 RCP 系統(tǒng)壓力控制設(shè)備時，穩(wěn)壓器內(nèi)冷卻劑溫度大于其他部位冷卻劑溫度。另外也要避免主泵運轉(zhuǎn)時泵吸入口局部汽化，造成主泵葉片汽蝕。 1．飽和曲線 圖上飽和曲線的上方為液態(tài)，下方為汽態(tài)， RCP 系統(tǒng)冷卻劑在任何情況下都應工作在飽和曲線的上方并保持一定距離。此時主給水系統(tǒng)（ ARE）和主蒸汽系統(tǒng)（ VVP）正常運行，蒸汽旁路系統(tǒng)（ GCT）處于備用。反應堆在計劃降負荷后或在換料后的物理試驗期間，均要經(jīng)過熱備用狀態(tài)。 熱備用 此工況反應堆處于臨界狀態(tài)，堆功率 ≤ 2 %額定功率（主要受 ASG 供水限制）。至少有二臺主泵二臺蒸汽發(fā)生器運行，其中一組為 1 號環(huán)路。 熱停堆 此工況反應堆處于次臨界，要求停堆深度在 1000～ 1770 pcm 之間（相對應 于冷卻劑硼濃度 690～ 0 ppm，大于 690 ppm 時，停堆深度在 1000pcm），除 S 棒組外，其余控制棒組插入堆芯 5 步處。穩(wěn)壓器水位維持在零負荷整定值上。 RCP 系統(tǒng)冷卻劑溫度 180 ℃是 RRA 系統(tǒng)運行的最高溫度極限。穩(wěn)壓器水位由水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。此工況反應堆處于次臨界，停堆深度大于 1000 pcm，除停堆棒組（ S 棒組）和溫度棒組（ R 棒組）外，其余控制棒組插入堆芯 5 步處。此工況要求RCP 系統(tǒng)冷卻劑溫度控制在 90～ 180 ℃ 之間，壓力控制在 24～ 30 bar（ abs）之間，至少有一臺主泵投運。冷卻劑溫度控制及硼濃度均勻化由 RRA 系統(tǒng)進行，蒸汽發(fā)生器可投用。冷卻劑平均溫度在 10～90 ℃ 之間。在接近低水位限值狀態(tài)時，冷卻劑最高溫度被限制在 60 ℃ 。 維修冷停堆 維修冷停堆是指允許對一回路部分設(shè)備進行維修的停堆運行方式。冷卻劑化學和容積控制由 RCV、 REA 及 PTR系統(tǒng)完成 。壓力殼頂蓋打開，堆內(nèi)上部構(gòu)件移出。因此也可以認為其運行工況共有九種。 RCP 系統(tǒng)還包括一個穩(wěn) 壓器及其與之相關(guān)的卸壓箱和冷卻劑壓力控制、超壓保護設(shè)備。運行時，主泵強迫冷卻劑在壓力殼及環(huán)路內(nèi)循環(huán)流動。安全閥的排放能力應能使壓力波動限制在規(guī)定范圍內(nèi)。 8．應能對系統(tǒng)進行泄漏檢測。 5．任一冷卻劑環(huán)路管道斷裂，不會導致其他管道的損壞，并仍能確保堆芯的冷卻。 2．在正常運行及預期瞬態(tài)工況下能對堆芯提供適當?shù)睦鋮s，并保證足夠的燒毀余量，防止發(fā)生燃料包殼損傷。系統(tǒng)內(nèi)的穩(wěn)壓器用于控制一回路冷卻劑系統(tǒng)壓力，以防止堆芯產(chǎn)生偏離泡核沸騰。 一、 RCP 系統(tǒng)的主要安全功能和要求 RCP 系統(tǒng)的主要功能是利 用主泵驅(qū)使一回路冷卻劑強迫循環(huán)流動，將堆芯核燃料裂變產(chǎn)生的熱量帶出堆外，通過蒸汽發(fā)生器傳給二回路給水產(chǎn)生蒸汽，冷卻劑在導出堆芯熱量的過程中冷卻堆芯，防止燃料元件棒燒毀。大亞灣壓水堆電站一回路冷卻劑系統(tǒng)由對稱并聯(lián)到壓力殼進出口接管上的三條密封環(huán)路構(gòu)成。 第一章、反應堆冷卻劑系統(tǒng)（ RCP） 反應堆冷卻劑系統(tǒng)是核電站的重要關(guān)鍵系統(tǒng)。核電站反應堆冷卻劑系統(tǒng) 核電站 反應堆冷卻劑系統(tǒng) 講義 2 本講義 是針對一回路及相關(guān)輔助系統(tǒng)的學習。本教材在詳細介紹 OJT206 所涉及的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場有關(guān)操作使大家對 OJT206的知識有一個全面的了解。核電站通常把核反應堆、反應堆冷卻劑系統(tǒng)及相關(guān)輔助系統(tǒng)合稱為核蒸汽供應系統(tǒng)。反應堆冷卻劑系統(tǒng)的壓力依靠穩(wěn)壓器的電加熱元件和噴霧器自動調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定。根據(jù)工況需要調(diào)節(jié)冷卻劑中含硼濃度，可配合控制棒組件用以控制、補償堆芯反應性的變化。 為此，對 RCP 系統(tǒng)安全功能和設(shè)計的要求是： 1．系統(tǒng)應提供足夠的傳遞熱量的能力，能將堆芯產(chǎn)生的熱量帶出并傳給二回路介質(zhì)。 4． RCP 壓力邊界應能適應與運行瞬態(tài)工況相應的溫度、壓力，并留有余度。 7．蒸汽發(fā)生器是系統(tǒng)中唯一與二回路存在交界面的設(shè)備，因此要求蒸汽發(fā)生器的管子、管板的邊界面盡可能避免將堆芯產(chǎn)生的放射性 物質(zhì)泄漏到二回路系統(tǒng)。在電站滿功率下甩負荷而反應堆功率未能及時跟蹤情況下，反應堆與汽輪機功率失配而引起系統(tǒng)壓力上升時，穩(wěn)壓器超壓保護應能及時動作。每條環(huán)路設(shè)一臺主泵、一臺蒸汽發(fā)生器。蒸汽發(fā)生器與主泵間的管段為過渡段。其中冷停堆又可分為換料冷停堆、維修冷停堆和正常冷停堆三種；中間停堆可分為單相中間停堆、兩相中間停堆和正常中間停堆三種。此工況的反應堆處于次臨界，停堆深度大于 5000 pcm，冷卻劑硼濃度不小于 2100 ppm，所有控制棒插入堆芯。冷卻劑溫度控制及硼濃度均勻化由 RRA 系統(tǒng)進行（至少投入一臺泵和一臺熱交換器）， PTR 系統(tǒng)作備用。停堆狀態(tài)中子通量高報警系統(tǒng)投入，其報警定值為停堆測量值的2～ 3 倍?；芈肪S修部分根據(jù)需要水被排空，但 RCP 系統(tǒng)水位不能低于保證 RRA 系統(tǒng)泵正常運行所要求的低限值。 RCP 系統(tǒng)封閉（穩(wěn)壓器人孔已蓋封，但排氣疏水系統(tǒng)（ RPE）可投用），壓力在 30 bar（ abs）以下。冷卻劑平均溫度大于 70 ℃ 時必須有一臺主泵運行，這是為了避免 70 ℃ 以上啟動第一臺主泵可能會造成超壓。 單相中間停堆 單相中間停堆是指一回路充水排氣后穩(wěn)壓器充滿水（單相）的運行方式。 兩相中間停堆 兩相中間停堆是指 RCP 系統(tǒng)的穩(wěn)壓器由單相向兩相過渡， RCP 系統(tǒng)冷卻劑壓力由 RCV系統(tǒng)控制向 RCP 系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制過渡的過渡運行方式（或者向反方向過渡）。當穩(wěn)壓器汽腔形成時， RCV系統(tǒng)對冷卻劑壓力控制已變得困難，所以當較為穩(wěn)定的穩(wěn)壓器汽腔形成后，應盡快轉(zhuǎn)入由穩(wěn)壓器控制系統(tǒng)壓力。在此工況下，如果三臺主泵均不能投運時，反應堆停堆深度必須大于 3200pcm。 RCP系統(tǒng)壓力由穩(wěn)壓器控制在 24～ 155 bar（ abs）之間，冷卻劑溫度在 160～ ℃ 之間。應急安全設(shè)施已準備好。穩(wěn)壓器水位維持在零負 荷整定值上。在此工況下如果三臺主泵均不能投運或僅一臺主泵運行超過 24 小時，則要求反應堆停堆深度大 于 3200 pcm 或者使反應堆轉(zhuǎn)入冷停堆運行方式。其余運行條件要求同熱停堆運行方式。穩(wěn)壓器維持 RCP 系統(tǒng)壓力1 5 5 b a r （ abs）， 穩(wěn) 壓 器 水 位 在 2 0 . 4 % ～ 6 4 . 3 % （ 相 應 飽 和 溫 度 ～ 310 ℃ ）之間變化。 表 2— 6 標準運行工況 序 號 運 行 方 式 次 臨 界 度 控 制 棒 位 堆 功 率 一回路平均均溫度 Tav 一回路 壓力 / bar(abs) 穩(wěn) 壓 器 狀 態(tài) 溫 度 控 制 壓 力 控 制 主泵運 行 數(shù) 1 換 料 冷 停 堆 ≥ 5000 pcm 所有棒在堆內(nèi) 源 量 程 10℃≤ Tav≤ 60℃ 大 氣 壓 排 空 RRA PTR 備用 / 無 2 維 修 冷 停 堆 ≥ 5000 pcm 所有棒在堆內(nèi) 源 量 程 10℃≤ Tav≤ 70℃ 大 氣 壓 排 空 RRA PTR 備用 / 無 3 正 ≥ 1000 pcm G棒在堆內(nèi) 源 10℃≤ Tav ≤ 30 單 RRA RCV Tav≥ 7 常 冷 停 堆 S、 R 棒在堆外 量 程 ≤ 90℃ 相 SG備用 13VP 70℃ 時至少 一臺 4 單相中間停堆 ≥ 1000 pcm G棒在堆內(nèi) S、 R 棒在堆外 源 量 程 90℃≤ Tav≤ 180℃ 24≤ P≤30 單 相 RRA SG備用 RCV 13VP ≥ 1