第六章 一回路辅助系统.docx

第六章一回路辅助系统一回路辅助系统是核辅助系统的一个重要组成部分除了一回路辅助系统之外，核 辅助系统还包括有辅助冷却水系统、三废处理系统、核岛通风空调系统以及核燃料装卸贮 存和工艺运输系统一回路辅助系统包括化学和容积控制系统（RCV）、反应堆硼和水补给系统（REA）、 余热排出系统（RRA）和核取样系统（REN）RCV与核安全有关，REA的调硼和加硼部分与核安全有关，RRA与核安全密切相关， 完全按专设安全设施的要求来设计REN在监督一回路水质、保证一回路系统正常运行、 减少厂房内剂量及延长设备使用寿命等方面起着重要的作用本章只介绍前三个系统，即：RCV、REA和RRA6.1化学和容积控制系统（RCV）6.1.1系统功能1. 主要功能化学和容积控制系统（以下简称化容系统）保证反应堆冷却剂系统（RCP）所必需的三 种功能，即：容积控制、化学控制和反应性控制1）关于容积控制——水容积变化的原因当一回路水温变化时，回路中水的容积也随之变化（图6.1）从图中可以看出，一回 路水温自冷态（60r）变到热态（291.4°C），水容积将增加近40%正常运行时，一回路 水的平均温度随着功率的增加而增加，功率的改变也将引起水容积的变化。

一回路水容积图6.1水容积随温度的变化曲线的变化必将导致稳压器水位的波动；一回路是个高压（15.5MPa）水回 路，压力容器一号密封、主泵2号轴封 和一些大的阀门、阀杆等一回路边界将 不可避免地产生泄漏，这些泄漏也会引 起稳压器水位的波动——容积控制的目的就是要吸收一回路的水容积变化， 将稳压器的液位维持在整定值上不同 功率下稳压器液位的整定值是不同的， 称为程序液位——容积控制原理简单来说，就是通过化容系统的上充、下泄来吸收一回路的水容积变化，将稳压器的 水位维持在程序液位（图6.2 ）图6.2容积控制原理（2）关于化学控制——一回路水化学变化的原因物理腐蚀：杂质沉积在燃料包壳上结垢，形成热点，导致燃料包壳破损;化学腐蚀（侵蚀）：一回路水中杂质多、温度高、氧含量增加以及pH值降低等原因 都将会大大加速化学腐蚀大流量的水冲刷将这些腐蚀产物带入一回路水中由于中子辐照，这些腐蚀产物部分被活化，成为活化产物——化学控制的目的就是要将一回路所有部件的 腐蚀控制在最低限度，清除水内 悬浮杂质，将一回路水的化学及 放射性指标维持在规定的范围以 内——化学控制原理（图6.3）用如下方法对一回路水的化 学及放射性指标进行控制：注入氢氧化锂（7Li）以中和 硼酸，控制pH值，保持一回路冷 却剂为偏碱性；机组启动时向一回路注入联 氨除氧N2H4+ 02 - 2"+ 叩正常运行时，向容控箱充入 氢气，抑制水辐照分解生成氧；净化:过滤以除去水中的悬 浮物、除盐以除去离子态杂质。

——化学控制的温度和压力图6.3化学控制原理离子交换树脂不能承受60 r 以上的温度，因此要求下泄流的温度降至45°C；与化容系统相联系的一回路以外的其它系统都处于低压，所以必须将下泄流的压力降至 0.2 - 0.5MPa (图 6.4)；为防止汽化，降温降压过程必须是先降温，后降压，再降温，再降压，如图6.4所示3) 关于反应性控制这里讲的反应性控制是指硼浓度的控制化容系统调节一回路水的硼浓度，以补偿堆 芯反应性的慢变化——反应性变化的原因从冷停堆到热态零功率，燃料的多普勤效应和慢化剂的温度效应将导致反应性的变化；带动率运行时，毒物(135Xe、149Sm等)的产生、裂变产物的积累和燃耗导致的反 应性减少；工况改变导致的过渡反应性变化——反应性控制的目的就是通过调整一回路冷却剂的硼浓度来补偿由于燃耗和毒物(i35Xe和i49Sm)带来的 负反应性变化、控制轴向功率偏差△【、控制R棒位在调节带内及保证停堆深度——反应性慢变化的控制措施反应性慢变化的控制措施包括加硼、稀释和除硼2. 辅助功能(1) 为主冷却剂泵提供轴封水系统为主泵提供的经冷却和过滤的、压力高于一回路的轴封水，抑制了一回路水沿轴 向外的泄漏，又润滑、冷却了轴封，防止轴封的损坏。

2) 为稳压器提供辅助喷淋水当主泵出现故障或由于断电而不能运行时，辅助喷淋管线将代替主喷淋管线，调节和 控制一回路的压力3) 上充泵作为高压安注泵一回路发生失水事故时，上充泵作为高压安注泵将7000gg/g的硼水注入一回路的冷 端或冷、热双端4) 一回路处于单相时的压力控制稳压器单相(满水)时，一回路的压力将由RCV013VP来控制5) 对一回路进行充水、排气和水压试验系统提供一回路的充水、参与一回路的排气和水压试验水压试验时，上充泵使一回 路系统由常压升至17.2MPa.g6.1.2系统流程如图6.5所示，化容系统由下泄回路、净化回路、上充回路和轴封水及过剩下泄回路 四部分组成另外，还有一条低压下泄管线和一条除硼管线1. 下泄回路正常稳态运行工况下，下泄流自一回路的3环路(1号机)冷端引出，经RCV002VP和RCV003VP两个气动隔离阀进入 RCV001EX壳侧,实施下泄流的一次降温再经 RCV001、002和003DI中的一组，实施下泄流的一次降压下泄管线经贯穿件出反应堆 厂房后进入核辅助厂房下泄流经隔离阀RCV010VP进入RCV002RF的管侧，壳侧由RRI 将下泄流二次降温。

经RCV013VP二次降压后，进入RCV001FI，滤去悬浮颗粒后流入净化 回路TORCP 050VP001EI 017VP0S4VPA.S013VPS012VP图6.5化容系统流程简图033VP2. 净化回路正常情况下,下泄流经三通阀RCV017VP进入混床离子交换器RCV001或002DE接 着，下泄流进入间断运行的阳床除盐器RCV003DE再经RCV002FI后进入容积控制箱 RCV002BA当下泄流温度高于570C时,RCV017VP便受控将下泄流导向旁路,经三通阀 RCV030VP流入TEP系统3. 上充回路下泄流经RCV030VP进入RCV002BA当RCV002BA液位高时，RCV030VP则将下 泄的一部分或全部导向TEPRCV 002BA为上充泵提供水源，上充泵将下泄流的压力提 高至17.7MPa,一路经RCV046VP进入2环路（1号机）的冷端，一路则经RCV061VP进入 轴封水回路当主泵断电或故障，稳压器失去主喷淋功能时，上充管线将经手动隔离阀 RCV227VP提供辅助喷淋水，此时要关闭RCV050VP4. 轴封水及过剩下泄回路轴封水流经RCV003或004FI除去大于5 〃m的固体杂质后进入主泵1号轴封。

轴封 水的流量为1.8m3/h,其中1.1m3/h顺轴而下冷却轴承后进入RCP,剩余的0.7m3/h则经1 号轴封的结合面作为轴封水回流被回收轴封水回流经过滤器RCV005FI除去固体颗粒并 经RCV003RF冷却后返回上充泵入口当正常下泄不可用时，下泄流将从2环路过渡端引出，从而使注入的主泵轴封水得以 流出，以维持主系统的总水量不变，这就是过剩下泄过剩下泄流经RCV021RF冷却、 RCV258VP降压后由三通阀RCV259VP控制，或与轴封水回流汇合，或流入RPE系统5. 低压下泄管线当RCP压力较低时，从三组降压孔板下泄的流量很小此时，将从RRA热交换器出 口引出一股下泄流经RCV310VP及RCV082VP从降低孔板下游进入下泄回路，此管线称 为低压下泄管线RCV310VP是气动调节阀，调节低压下泄的流量在反应堆处于换料或维修冷停堆时，下泄流经净化回路处理后，不经过容控箱和上充 泵，而通过RCV366VP及RCV367VP直接返回余热排出系统6. 除硼管线如果RCP硼浓度太高，则要进行除硼操作此时，由三通阀RCV026VP把下泄流引 向TEP的除硼单元，经处理后，再经RCV027及028VP返回002BA。

6.1.3 主要设备特性1. 再生式热交换器RCV001EX该热交换器以上充流为冷源进行热量回收，完成下泄流一次降压前的一次降温，以 防汽化正常运行时，管侧的上充流可将壳侧的下泄流的温度从292.4°C降至140°C，与 此同时，上充流的温度从540C升至260C2. 降压孔板 RCV001—003DI降压孔板使下泄流的压力15.5MPa降至下泄热交换器的工作压力2.4MPa三个并联 的孔板通常只需一个投运，正常流量为13.6m3/h3. 下泄热交换器RCV002RF下泄热交换器完成下泄流的二次降温下泄流进入RCV002RF的管侧，壳侧RRI的 水将下泄流二次降温至460C，使其低于净化系统的工作温度并防止二次降压的汽化 RCV002RF的冷源是设备却水，出口温度由设备冷却水流量调节阀RRI55VN调节4. 下泄控制阀RCV013VP下泄控制阀实现下泄流的二次降压至0.2—0.5MPa，使其低于净化系统的工作压力稳压器为双相时，RCV013VP调节孔板下游的压力，稳压器为水实体时，RCV013VP 用来控制一回路系统的压力5. 除盐器前过滤器RCV001FI该过滤器用来吸附尺寸大于5gm的固体颗粒，以保护离子交换树脂不受污染和堵塞。

6. 三通阀 RCV017VP离子交换树指的工作温度是46-62.50C当下泄流温度高于570C时，该阀将自动切换, 使下泄流走旁路，不经除盐器，直接流入容控箱7. 混床除盐器RCV001和002DE混床除盐器按比例混合装入阳离子、阴离子两种交换树脂，除去一回路冷却剂中大多 数离子态裂变产物（除铯、钼、钇外）和腐蚀产物下泄流只流经两台并联混床除盐器中 的一台，正常流量为13.6m3/h8. 阳床除盐器RCV003DE它被安装在混床除盐器之后，主要用来除去铯和锂，净化一回路水质并调节一回路的 pH值9. 三通阀 RCV026VP当需要减少一回路水中硼的含量时，用此阀将水导向硼回收系统，用它的阴床除盐器 除去水中的硼10. 除盐器后过滤器RCV002FI它被安装在除盐器之后，用来除去树脂碎粒11. 容积控制箱RCV002BA容积控制箱的容积为8.9m3，水容积为3.6m3,正常压力为0.22MPa，正常温度为46屹容积控制箱的作用，一是用来吸收稳压器不能吸收的一回路水容积的变化；二是作为 除气塔，使一回路放射性气体从这里释放出来，定期排往废气处理系统；三是作为上充泵 的高位给水箱，为上充泵提供水源。

12. 上充泵 RCV001—003PO三台并联的上充泵是多级卧式离心泵，由两列安全电源供电，电源电压为6.6kV，A 列供RCV001 PO, B列只能供RCV002和003PO中的一台每台上充泵的额定流量为34 m3/h，可将容控箱的来水升压到17.7MPa送入一回路每台上充泵装有一台齿轮增速器驱动油泵 RCV007—009PO和一台电动辅助油泵 RCV004—006PO正常运行时，用齿轮油泵润滑，启动时则用电动油泵提供顶轴油压正常运行时只投一台上充泵，事故情况作高压安注泵时，要求立即启动两台泵设计 上允许在这种情况下，即使电动油泵不可用和在齿轮油泵给出有效油流量之前也能启动上 充泵13. 上充流量调节阀RCV046VP此阀调节上充流量，使稳压器水位处于程控液位其最小流量为6m3/h，以保证下泄 流得到充分冷却；其最大流量为25m3/h，以保证轴封水的供给14. 过剩下泄热交换器RCV021RF它被用来冷却过剩下泄流，.冷源为设。