资源描述
1功能1、容积控制、容积控制2、化学控制、化学控制3、反应性控制、反应性控制4.1 化学容积和控制系统化学容积和控制系统 学习目标：学习目标：1.化学容积和控制系统的主要功能？2.对应的功能如何实现？3.系统的主要管线和回路有哪些？功能1、容积控制2、化学控制3、反应性控制4.1 化学容积和21 1、容积控制、容积控制（1）一回路水容）一回路水容积变化的原因化的原因水容积随温度的变化而变化水容积随温度的变化而变化不可避免的泄漏不可避免的泄漏(一号密封、主一号密封、主泵泵2#2#轴封等）轴封等）（2 2）水容积变化的影响）水容积变化的影响 一回路水容积变化一回路水容积变化稳压器水位稳压器水位的变化的变化图4.1水容积随温度的变化曲线当一回路的水从冷当一回路的水从冷态升温到热态时，态升温到热态时，水的比体积约增加水的比体积约增加40%40%（3 3）容积控制的目的）容积控制的目的 吸收稳压器不能全部吸收的一回吸收稳压器不能全部吸收的一回路水容积的变化，将稳压器的液位路水容积的变化，将稳压器的液位维持在整定值上。维持在整定值上。1、容积控制（1）一回路水容积变化的原因（2）水容积变化的影3 上充上充补水，水，补偿一回路水的收一回路水的收缩和泄漏（和泄漏（REAREA系系统执行）行）下泄排水，吸收一回路水的膨下泄排水，吸收一回路水的膨胀，下泄流排往容控箱或，下泄流排往容控箱或TEPTEP系系统。容积控制方法容积控制方法原理：原理：通过上充、下泄将稳压器的液位维持在通过上充、下泄将稳压器的液位维持在“程序液位程序液位”。图4.2 容积控制原理 上充补水，补偿一回路水的收缩和泄漏（REA系统执行）容积42 2、化学控制、化学控制（1 1）一回路的水化学）一回路的水化学变化原因化原因 物理腐蚀（结垢）：水中水中杂质沉沉积在燃料包壳上在燃料包壳上结垢，垢，影响影响热量量传输，结垢垢处温度上升，温度上升，形成形成热点，点，导致燃料包壳破致燃料包壳破损；裂裂变产物逸入一回路水中，物逸入一回路水中，使一回路水的放射性指使一回路水的放射性指标上升。上升。化学腐蚀（侵蚀）高温高温+高氧含量高氧含量+低低pH值值 化学反应加快化学反应加快 腐腐 蚀进程加速蚀进程加速 腐蚀产物活化腐蚀产物活化 一回路比放射性升一回路比放射性升高高 （2 2）化学控制的目的）化学控制的目的 l限制腐限制腐蚀，将一回路所有部件的腐，将一回路所有部件的腐蚀控制在最低限度。控制在最低限度。l清除水内清除水内悬浮浮杂质，维持一回路水的化学和放射性指持一回路水的化学和放射性指标在在规定的范定的范围内；内；2、化学控制（1）一回路的水化学变化原因5 控制pH值（注入7LiOH，中和硼酸）控制氧含量（机组启动时注入N2H4；正常运行时向容控箱充入氢气）净化一回路水（过滤+除盐）化学控制的原理化学控制的原理图4.3 化学控制原理 控制pH值（注入7LiOH，中和硼酸）化学控制的原理图4.6化学控制的温度和压力问题化学控制的温度和压力问题 离子交离子交换树脂不能承受脂不能承受60 60 0 0C C以上的温度；以上的温度；系系统处于低于低压需将下泄需将下泄流的流的压力降至力降至0.20.20.5MPa0.5MPa；为防止汽化，必防止汽化，必须是是先先降温，后降降温，后降压。压力压力禁止区禁止区15.5MPa2.4MPa 291.40C1400C0.2MPa450C001EX001-003DI002RF013VP图4.4 RCV系统的冷却和降压化学控制的温度和压力问题 离子交换树脂不能承受60 0C以上7化学控制原理化学控制原理8反应性反应性 控制控制（1 1）反应性变化的反应性变化的原因原因 燃料多普勒效应和燃料多普勒效应和慢化剂温度效应慢化剂温度效应 裂变产物、毒物裂变产物、毒物（135氙、氙、149钐钐等）和等）和燃耗燃耗 工况改变导致的过工况改变导致的过渡反应性变化渡反应性变化 （2 2）反应性控制反应性控制的手段的手段 控制棒控制棒 可燃毒物棒可燃毒物棒 硼酸溶液的化学硼酸溶液的化学补偿补偿（3 3）反应性慢变）反应性慢变化的控制措施化的控制措施加硼加硼稀释稀释除硼除硼3 3、反应性控制、反应性控制反应性 控制（1）反应性变化的原因（2）反应9（4）反应性慢变化的控制措施 加硼 稀释 除硼 （3 3）反应性控制的目的）反应性控制的目的 补偿燃耗和毒物带来的负反应性补偿燃耗和毒物带来的负反应性 控制轴向功率偏差控制轴向功率偏差 控制控制R棒（温度调节棒）位在调节带内棒（温度调节棒）位在调节带内 保证停堆深度保证停堆深度（4）反应性慢变化的控制措施（3）反应性控制的目的10030VP002BA上充上充TEP下泄下泄注入纯水注入纯水V升升REA排出含硼水排出含硼水V升升注入硼酸注入硼酸V升升030VP002BA上充上充TEP下泄下泄REA排出含硼水排出含硼水V升升稀释稀释硼化硼化除硼除硼030VP002BA上充上充TEP除硼段除硼段下泄下泄REA反应性慢变化的控制措施反应性慢变化的控制措施030VP002BA上充TEP下泄注入纯水V升REA排出含硼114.1.2 4.1.2 系统流程系统流程 化容系统由以下管路组成：1)1)下泄回路下泄回路2)2)净化回路净化回路3)3)上充回路上充回路4)4)轴封水和过剩下泄回路轴封水和过剩下泄回路 另外，化容系统还有一条另外，化容系统还有一条低压下泄管线和一条除硼管线低压下泄管线和一条除硼管线。4.1.2 系统流程 化容系统由以下管路组成：12TEPRRA化化 容容 系系 统统 流流 程程 简简 图图除硼回路除硼回路 TEP002BA002DE003DE001DE002FI001FI004FI003FI001EX002RF021RF003RF002PO003PO001PO005FIRRIRRI010VP227VP050VP033VP034VP061VP003VPRRI017VP030VP026VPRIS013VPRIS012VP013VP366VP367VP310VP 082VP过剩过剩下泄下泄轴封轴封回流回流主泵主泵轴封轴封RISREA046VPRPE258VP 259VPREA018VBTO RCPTO PZR001DI003DI一回路冷端一回路冷端TEPRRA化 容 系 统 流 程 简 图除硼131.下泄回路下泄回路 002VP 003VP001EX003DI001DI002RF安全壳安全壳上充流上充流001FIRRI010VP013VP去去 2 环冷段路环冷段路自自 3 环路冷段环路冷段去稳压器去稳压器050VP227VP007VP008VP009VP046VP017VP去容控箱去容控箱去净化回路去净化回路自上充泵自上充泵 当核电厂在当核电厂在稳态功率运行时稳态功率运行时，一回路系统某个环路的一回路系统某个环路的冷却剂泵冷却剂泵的出口处的下泄流先的出口处的下泄流先进入进入再生热交换器再生热交换器壳侧和三组下泄壳侧和三组下泄节流孔板节流孔板中的一组减温减压后，中的一组减温减压后，离开安全壳，离开安全壳，再通再通过过下泄热交换器下泄热交换器管侧冷却到树脂床允许的工作温度，又经低压下泄控制阀再减压后，管侧冷却到树脂床允许的工作温度，又经低压下泄控制阀再减压后，经经过滤器过滤器除去颗粒杂质，进入除去颗粒杂质，进入混合床离子交换器混合床离子交换器，除去以离子状态存在于冷却剂中的，除去以离子状态存在于冷却剂中的裂变产物和腐蚀产物。裂变产物和腐蚀产物。1.下泄回路002VP003VP001EX003DI001142.净化回路净化回路017VP030VP026VP001FI002FITEP系统系统REA系统系统002BA001DE002DE003DE上充泵上充泵自下泄回路自下泄回路上充上充混合床离子交换器混合床离子交换器阳床离子交换器阳床离子交换器当下泄流高于当下泄流高于57时，将被导向旁路管线，进入容控箱或导入硼回收系统，时，将被导向旁路管线，进入容控箱或导入硼回收系统，以避免离子交换树脂受到高温而破坏。以避免离子交换树脂受到高温而破坏。正常情况下正常情况下,下泄流经三通阀下泄流经三通阀RCV017VP进入混合进入混合离子床的一台离子床的一台，离子交换树脂首先，离子交换树脂首先达到达到硼饱和，再达到锂饱和，不吸附铯硼饱和，再达到锂饱和，不吸附铯；接着，下泄流进入间断运行的接着，下泄流进入间断运行的阳床除盐器阳床除盐器RCV003DE，除去铯，除去铯，使水质得到净化，下泄流冲刷出的树脂碎片由过滤器过滤再使水质得到净化，下泄流冲刷出的树脂碎片由过滤器过滤再进入容积控制箱。进入容积控制箱。2.净化回路017VP030VP026VP001FI00215002BA001EX050VP046VP033VP034VP001PO002PO003PORIS 012VPRIS 013VP下泄流下泄流往一回路往一回路最小流量线最小流量线222VP 223VP去下泄孔板去下泄孔板227VP往稳压器往稳压器3.上充回路上充回路容积控制箱为上充泵提供水源，上充泵将下泄流的绝对压力提高到17.7MPa，一路经上充流量调节阀046VP去某一环路的冷端。另一路经轴封水流量调节阀061VP进入轴封水回路。002BA001EX050VP046VP033VP034VP164.轴封水及过剩下泄回路轴封水及过剩下泄回路 RPERRI021RF258VP259VP过剩下泄过剩下泄088VP089VPRRI003RF005FIRCP001PORCP002PORCP003PO004FI003FI061VP002P003P001P002BA033VP034VP轴封回水轴封回水安全壳安全壳轴封水轴封水轴封水流经两台并联的过滤器当中的其中一台，除去大于5微米的固体杂质后进入主泵1号轴封。总1800L/h,1100冷却轴承后进入一回路，剩余的700经1号轴封的结合面作为轴封水回流被回收。轴封水回流经005FI除去固体颗粒，并经轴封回流热交换器003RF冷却后返回上充泵入口。4.轴封水及过剩下泄回路RPERRI021RF258VP217TEPRRA化化 容容 系系 统统 流流 程程 简简 图图除硼回路除硼回路 TEP002BA002DE003DE001DE002FI001FI004FI003FI001EX002RF021RF003RF002PO003PO001PO005FIRRIRRI010VP227VP050VP033VP034VP061VP003VPRRI017VP030VP026VPRIS013VPRIS012VP013VP366VP367VP310VP 082VP过剩过剩下泄下泄轴封轴封回流回流主泵主泵轴封轴封RISREA046VPRPE258VP 259VPREA018VBTO RCPTO PZR001DI003DI一回路冷端一回路冷端TEPRRA化 容 系 统 流 程 简 图除硼18主要设备特性主要设备特性1.再生式再生式热交交换器器RCV001EX 该热交换器该热交换器以上充流为冷源以上充流为冷源进行热量进行热量回收，完成下泄流一次降压前的一次回收，完成下泄流一次降压前的一次降温，以防汽化。正常运行时，降温，以防汽化。正常运行时，管侧管侧的上充流的上充流可将可将壳侧的下泄流壳侧的下泄流的温度从的温度从292.4292.4降至降至140140，与此同时，上充，与此同时，上充流的温度从流的温度从54540 0C C升至升至2662660 0C C。2.降降压孔板孔板RCV001003DI降压孔板使下泄流的压力降压孔板使下泄流的压力15.5MPa15.5MPa降至下泄热交换器的工作压力降至下泄热交换器的工作压力2.4MPa2.4MPa。三个并联的孔板通常只三个并联的孔板通常只需一个投运，正常流量为需一个投运，正常流量为13.6m13.6m3 3/h/h。主要设备特性1.再生式热交换器RCV001EX 19主要设备特性主要设备特性3.下泄下泄热交交换器器RCV002RFl下泄热交换器完成下泄流的二下泄热交换器完成下泄流的二次降温。次降温。下泄流进入下泄流进入RCV002RFRCV002RF的的管侧管侧，壳侧壳侧RRIRRI的水的水将下泄将下泄流二次降温至流二次降温至46C46C，使其低于，使其低于净化系统的工作温度并防止二净化系统的工作温度并防止二次降压的汽化次降压的汽化4.下泄控制下泄控制阀RCV013VPl下泄控制阀实现下泄流的二次下泄控制阀实现下泄流的二次降压至降压至0.20.5MPa0.20.5MPa，使其低，使其低于净化系统的工作压力。于净化系统的工作压力。l稳压器为双相时，稳压器为双相时，RCV013VPRCV013VP调调节孔板下游的压力，节孔板下游的压力，稳压器为稳压器为水实体时，水实体时，RCV013VPRCV013VP用来控制用来控制一回路系统的压力。一回路系统的压力。主要设备特性3.下泄热交换器RCV002RF20主要设备特性主要设备特性5.除除盐器前器前过滤器器RCV001FIl该过滤器用来吸附尺寸该过滤器用来吸附尺寸大于大于5m5m的固体颗粒的固体颗粒，以保护离子交换树，以保护离子交换树脂不受污染和堵塞脂不受污染和堵塞。6.三通三通阀RCV017VPl离子交换树指的工作温度是离子交换树指的工作温度是46-46-62.50C62.50C。当下泄流温度高于。当下泄流温度高于57C57C时时,该阀将自动切换该阀将自动切换,使下泄流走使下泄流走旁路，不经除盐器，直接流入容旁路，不经除盐器，直接流入容控箱。控箱。7.混床除混床除盐器器RCV001和和002DEl混床除盐器按比例混床除盐器按比例混合装入阳离混合装入阳离子、阴离子子、阴离子两种交换树脂，除去两种交换树脂，除去一回路冷却剂中大多数一回路冷却剂中大多数离子态裂离子态裂变产物（除铯、钼、钇外）变产物（除铯、钼、钇外）和腐和腐蚀产物。下泄流只流经两台并联蚀产物。下泄流只流经两台并联混床除盐器中的一台，正常流量混床除盐器中的一台，正常流量为为13.6m13.6m3 3/h/h主要设备特性5.除盐器前过滤器RCV001FI21主要设备特性主要设备特性8.阳床除阳床除盐器器RCV003DEl它被安装在混床除盐器它被安装在混床除盐器之后，主要用来之后，主要用来除去放除去放射性铯射性铯，净化一回路水，净化一回路水质并调节一回路的质并调节一回路的pHpH值。值。9.三通三通阀RCV026VPl当需要减少一回路水中当需要减少一回路水中硼的含量时，用此硼的含量时，用此阀将阀将水导向硼回收系统水导向硼回收系统，用，用它的阴床除盐器除去水它的阴床除盐器除去水中的硼。中的硼。10.除除盐器后器后过滤RCV002FIl 它被安装在除盐器之后，它被安装在除盐器之后，用来除去用来除去树脂碎粒树脂碎粒。主要设备特性22主要设备特性11.容容积控制箱控制箱 RCV002BAl容积控制箱的容积控制箱的容积为容积为8.9m8.9m3 3，水容积为水容积为3.6m3.6m3 3，正常压力为，正常压力为0.22MPa0.22MPa，正常温度为，正常温度为4646o oC C。容容积控制箱的作用：控制箱的作用：l(1)(1)用来吸收稳压器不能吸收的一用来吸收稳压器不能吸收的一回路水容积的变化；回路水容积的变化；l(2)(2)作为作为除气塔除气塔，下泄流从容积控，下泄流从容积控制箱顶部的喷头喷出、雾化制箱顶部的喷头喷出、雾化,增加增加了气液传质表面了气液传质表面,裂变气体从冷却裂变气体从冷却剂中解析出来；剂中解析出来；l(3)(3)作为上充泵的高位给水箱，为作为上充泵的高位给水箱，为上充泵提供水源。上充泵提供水源。主要设备特性11.容积控制箱 RCV002BA23主要设备特性主要设备特性12.上充上充泵RCV001003POl三台并联的上充泵是三台并联的上充泵是多级多级卧式离心泵卧式离心泵，A A列供列供RCV001 RCV001 POPO，B B列只能供列只能供RCV002RCV002和和003PO003PO中的一台。每台上充中的一台。每台上充泵的额定流量为泵的额定流量为34 m34 m3 3/h/h，可将容控箱的来水升压到可将容控箱的来水升压到17.7MPa17.7MPa送入一回路送入一回路。l正常运行时只投一台上充正常运行时只投一台上充泵，事故情况作高压安注泵，事故情况作高压安注泵时，要求立即启动两台泵时，要求立即启动两台泵。泵。主要设备特性24主要设备特性主要设备特性13.上充流量上充流量调节阀 RCV046VPl此阀此阀调节上充流量调节上充流量，使稳压，使稳压器水位处于程控液位。其最器水位处于程控液位。其最小流量为小流量为6m3/h6m3/h，以保证下，以保证下泄流得到充分冷却；其最大泄流得到充分冷却；其最大流量为流量为25m3/h,25m3/h,以以保证轴封保证轴封水的供给水的供给。14.过剩下泄剩下泄热交交换器器 RCV021RFl它被用来冷却过剩下泄流，它被用来冷却过剩下泄流，.冷源为设备冷却水。冷源为设备冷却水。15.轴封回流封回流热交交换器器RCV003RFl它被用来冷却轴封回流水和它被用来冷却轴封回流水和上充泵的最小流量管线，冷上充泵的最小流量管线，冷源为设备冷却水。源为设备冷却水。主要设备特性13.上充流量调节阀 RCV046VP254.1.3 4.1.3 系统运行系统运行1.启启动反应堆在启动时反应堆在启动时,由硼和水补给系统供水由硼和水补给系统供水,经经上充泵将水注入一回路上充泵将水注入一回路。用用下泄压力控制阀控制一回路下泄压力控制阀控制一回路压力。压力。达到主泵启动的最小工作压力时达到主泵启动的最小工作压力时,启动主泵启动主泵,投入稳压器加热器升温投入稳压器加热器升温,一回路升温速率控制在小于一回路升温速率控制在小于28/h。一回路水温在一回路水温在90120时时,加联氨除氧加联氨除氧,并根据要求加入并根据要求加入pH值控值控制剂制剂。水中氧质量分数合格后。水中氧质量分数合格后,容积控制箱建立氢气空间容积控制箱建立氢气空间。当稳压器内的温度达到相应压力下饱和温度时当稳压器内的温度达到相应压力下饱和温度时,稳压器内开始产生汽稳压器内开始产生汽泡泡,此时此时下泄压力控制阀切换为自动控制方式下泄压力控制阀切换为自动控制方式,手动减小上充流量手动减小上充流量。当稳压器达到零功率水位时当稳压器达到零功率水位时,稳压器压力控制切换为自动控制方式。稳压器压力控制切换为自动控制方式。4.1.3 系统运行1.启动262.正常运行工况正常运行工况(1)在在稳态带功率运行工况功率运行工况下泄流量由一回路净化流量决定，流量基本保持恒定下泄流量由一回路净化流量决定，流量基本保持恒定(正常流量为正常流量为13.6m3/h)。由稳压器水位控制系统调节上充流量由稳压器水位控制系统调节上充流量,使稳压器的水位满足规定的整使稳压器的水位满足规定的整定值定值,硼和水补给系统设定在硼和水补给系统设定在“自动自动”位置位置,按照容积控制箱的水位进行自按照容积控制箱的水位进行自动补给；动补给；(2)核电站负荷变化时核电站负荷变化时当一回路水容积变化量增加，稳压器不能完全吸收，其则由容积控制当一回路水容积变化量增加，稳压器不能完全吸收，其则由容积控制箱吸收。箱吸收。当容积控制箱水位达高水位时当容积控制箱水位达高水位时,受容积控制箱水位控制的三通阀将下受容积控制箱水位控制的三通阀将下泄流部分或全部导向硼回收系统；泄流部分或全部导向硼回收系统；当容积控制箱水位下降到低水位时当容积控制箱水位下降到低水位时,自动启动硼和水补给系统使容积自动启动硼和水补给系统使容积控制箱水位恢复正常；控制箱水位恢复正常；2.正常运行工况(1)在稳态带功率运行工况272.正常运行工况正常运行工况(3)冷停堆和冷停堆和热停堆停堆正常冷停堆工况，一回路水通过低压下泄管线实现净化。正常冷停堆工况，一回路水通过低压下泄管线实现净化。为避免一回路系统超压，正常下泄管线仍旧开启。为避免一回路系统超压，正常下泄管线仍旧开启。硼只要一回路水超过主管道中心线，就应保证轴封水的供应；硼只要一回路水超过主管道中心线，就应保证轴封水的供应；热停堆时，化学容积控制系统的运行和核反应堆正常运行时相同，应热停堆时，化学容积控制系统的运行和核反应堆正常运行时相同，应根据停堆时间长短来调整硼浓度。根据停堆时间长短来调整硼浓度。(4)长期机组停堆长期机组停堆降温、降压以及除气。降温、降压以及除气。投入余热排出系统投入余热排出系统淹没稳压器汽腔淹没稳压器汽腔一回路的氧化一回路的氧化依靠余热排除系统冷却至冷停堆依靠余热排除系统冷却至冷停堆2.正常运行工况(3)冷停堆和热停堆
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