《核電廠系統(tǒng)與設(shè)備》課后習(xí)題答案及復(fù)習(xí)提綱.pdf

僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 1 25 注 本資料主要針對(duì) 核電廠系統(tǒng)及設(shè)備 臧希年 編著 第 2 版 清 華大學(xué)出版社 2011 年 7 月 筆者根據(jù)所學(xué)知識(shí)及綜合一些其它資料 匯編而成 分為課后習(xí)題解答與復(fù)習(xí)提綱兩部分 本資料僅供讀者作 些參考 由于筆者知識(shí)有限 有些知識(shí)難免存在一些偏差 請(qǐng)批評(píng)指 正 2014 年 2 月 16 日星期日 第一部分第一部分 課后習(xí)題參考答案 課后習(xí)題參考答案 2 3 4 5 7 8 第二章 壓水堆核電廠 1 從電能生產(chǎn)的觀點(diǎn)看 壓水堆核電廠有哪些部分 各自有什么作 用 答 從電能生產(chǎn)的角度看 壓水堆核電廠分為核島與常規(guī)島 核島利 用核能生產(chǎn)蒸汽 常規(guī)島利用蒸汽生產(chǎn)電能 2 從熱力循環(huán)的觀點(diǎn)看 壓水堆核電廠由幾個(gè)回路組成 各自的作用 是什么 答 壓水堆核電廠主要由反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng) 簡(jiǎn)稱一回路 蒸汽和 動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 又稱二回路 循環(huán)水系統(tǒng)組成 一回路生產(chǎn)蒸汽 二回路與三回路將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為推動(dòng)核汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能 3 核電廠的廠址須滿足什么要求 答 應(yīng)考慮三個(gè)方面 核電廠的本身特性 核反應(yīng)堆是一個(gè)強(qiáng)大的放 射源 核電廠的熱功率決定了反應(yīng)堆內(nèi)的放射性的總儲(chǔ)量 在相同的 運(yùn)行條件下 堆內(nèi)放射的總量與功率成正比 廠址的自然條件與技 術(shù)要求 應(yīng)盡可能地避免或減少自然災(zāi)害 如地震 洪水 及災(zāi)難性 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 2 25 氣象條件 造成的后果 并應(yīng)利于排出的放射性物質(zhì)在環(huán)境中稀釋 輻射安全要求 輻射安全應(yīng)符合國家環(huán)境保護(hù) 輻射防護(hù)等法規(guī)和 標(biāo)準(zhǔn)的要求 將核電廠設(shè)置在非居民區(qū) 考慮廠址周圍的人口密度 和分布 4 核電廠主要有哪些廠房 核電廠主要有反應(yīng)堆廠房 即安全殼 燃料廠房 核輔助廠房 汽 輪機(jī)廠房和控制廠房 5 解釋名詞 多道屏障 縱深防御 單一故障準(zhǔn)則 多道屏障 在所有情況下保證絕對(duì)控制過量放射性物質(zhì)對(duì)外釋放 核 電廠設(shè)置了三道屏障 只有這三道屏障全部被破壞才會(huì)釋放大量的放 射性物質(zhì) 縱深防御 將安全有關(guān)的所有事項(xiàng)置于多重防御之下 在一道屏障失 效后還有另一道屏障來彌補(bǔ) 單一故障準(zhǔn)則 當(dāng)系統(tǒng)中某一部件不能執(zhí)行其預(yù)定功能安全功能時(shí) 并不影響整個(gè)系統(tǒng)功能的執(zhí)行 第三章 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)和設(shè)備 1 大亞灣核電廠堆芯內(nèi)有多少個(gè)燃料組件 簡(jiǎn)述一個(gè)燃料組件的構(gòu) 成 答 157 個(gè)燃料組件 一個(gè)燃料組件呈 17 17 排列正方形排列 每個(gè) 組件有 289 個(gè)位置 其中有 264 個(gè)位置由燃料元件占據(jù) 24 個(gè)位置 由控制棒導(dǎo)向管占據(jù) 1 個(gè)位置由中子注量率導(dǎo)向管占據(jù) 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 3 25 2 控制棒組件按材料和功能如何分類 答 按材料分可以分為黑棒束組件和灰棒束組件 前者由 24 根帶吸 收劑的棒束組成 所用的吸收劑材料有銀 銦 鎘 Ag 80 In 15 Cd 5 合金 后者是由 8 根吸收體為銀 銦 鎘合金與 16 根吸收體為 不銹鋼的棒束組成 按照功能 吸收中子的能力 可分可分為安全棒與調(diào)節(jié)棒 3 可燃毒物組件和中子源組件的功能是什么 答 可燃毒物組件用于抵消新堆芯第一次裝料大部分過剩后備反應(yīng)性 初級(jí)中子源組件為監(jiān)督初始堆芯裝料和反應(yīng)堆啟動(dòng)提供所需的中子 源 次級(jí)中子源組件用于反應(yīng)堆功率運(yùn)行兩個(gè)月后的反應(yīng)堆停堆后再 啟動(dòng) 4 控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由哪些部分組成 答 壓水堆核電廠的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由磁軛 耐壓殼 內(nèi)部部件 驅(qū) 動(dòng)軸及位置指示器等 5 個(gè)部件組成 5 第一循環(huán)內(nèi)有哪些功能組件 答 蒸汽發(fā)生器 穩(wěn)壓器 反應(yīng)堆壓力容器 反應(yīng)堆冷卻劑泵及其輔 助設(shè)施 6 簡(jiǎn)述反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng) RCP 的構(gòu)成與流程 答 由冷卻劑系統(tǒng) 壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng) 超壓保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成 流程 冷卻 水通過主泵強(qiáng)迫循環(huán)流經(jīng)冷管段 少部分冷卻劑進(jìn)入化容系統(tǒng) 大部 分進(jìn)入反應(yīng)堆芯 經(jīng)過熱交換后進(jìn)入熱管段 流入蒸汽發(fā)生器 經(jīng)過 熱交換進(jìn)入過渡段冷卻再次進(jìn)入主泵 實(shí)現(xiàn)一次側(cè)水循環(huán) 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 4 25 7 簡(jiǎn)述蒸汽發(fā)生器二次側(cè)水的流程 為什么給水環(huán)做成倒 J 形 沿 給水環(huán)周向給水分配均勻嗎 答 二次側(cè)水通過環(huán)形給水進(jìn)入傳熱管束 相繼被預(yù)熱 沸騰最后成 為熱蒸汽 經(jīng)過汽水分離裝置 將水阻擋在折返流分離與套筒構(gòu)成疏 水通道進(jìn)入水空間 蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功 給水環(huán)做成倒 J 形是為了避免水排空 防止給水再次進(jìn)入時(shí) 過 冷水使蒸汽迅速凝 造成蒸汽發(fā)生器局部真空 從而形成水錘現(xiàn)象 分配不均勻 熱側(cè)大于冷側(cè) 保證含汽量大致相同 避免兩側(cè)發(fā)生虹 吸現(xiàn)象 8 主泵和熱屏的作用是什么 答 其作用是阻止泵殼內(nèi)高溫的反應(yīng)堆冷卻劑向泵上方的泵徑向軸承 和密封組件傳熱 使泵徑向軸承免受高溫 9 簡(jiǎn)述軸封水的流程 答 軸封水來自于化學(xué)容積的高壓冷卻水 壓力高于反應(yīng)堆冷卻劑系 統(tǒng)壓力 流出的方式有兩種 一種為向下流進(jìn)冷卻劑 抑制冷卻劑往 上流 另一種向下流進(jìn)入軸封 保證軸封潤滑 10 簡(jiǎn)述穩(wěn)壓器噴淋系統(tǒng)的構(gòu)成 答 穩(wěn)壓器噴淋系統(tǒng)由兩條接到兩個(gè)環(huán)路的冷管段的噴淋管線組成 每一個(gè)噴淋管上有一個(gè)自動(dòng)控制的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥門 閥門裝有一個(gè)保持 小流量的擋板塊 使閥門不能完全關(guān)閉 11 簡(jiǎn)述穩(wěn)壓器壓力控制原理 答 一回路的壓力通過穩(wěn)壓器的水 蒸汽平衡平衡狀態(tài)來保持 由設(shè) 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 5 25 在穩(wěn)壓器水空間內(nèi)的電加熱器的加熱與設(shè)在其頂部的噴霧器 安全閥 級(jí)的冷卻加以控制 當(dāng)壓力升高至超過設(shè)定值時(shí) 壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié) 噴淋閥 由冷管段引來的過冷水向穩(wěn)壓器汽空間噴淋降壓 若壓力低 于設(shè)定值時(shí) 壓力控制系統(tǒng)啟動(dòng)電加熱器 使部分水蒸發(fā) 升高蒸汽 壓力 12 穩(wěn)壓器安全閥組由哪兩個(gè)閥串聯(lián) 其正常狀態(tài) 開 關(guān) 如何 如 何調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器水位 答 保護(hù)閥和隔離閥 在正常運(yùn)行期間保護(hù)閥關(guān)閉 隔離閥開啟 如 果保護(hù)閥在開啟之后再關(guān)閉失效時(shí) 則隔離閥關(guān)閉 防止反應(yīng)堆冷卻 劑系統(tǒng)進(jìn)一步卸壓 根據(jù)穩(wěn)壓器水位與穩(wěn)壓器水位整定值之偏差信號(hào) 自動(dòng)控制 RCV 的上 充流量 當(dāng)偏差信號(hào)達(dá)到低水位預(yù)定值時(shí) 自動(dòng)啟動(dòng)備用上充泵 而 當(dāng)達(dá)到高水位偏差預(yù)定值時(shí) 自動(dòng)啟動(dòng)備用的通斷式電加熱器組加熱 欠熱水 并加大下泄流或減少上充水 13 為應(yīng)付斷電事故 一回路系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)上采取了哪些措施 答 增加飛輪的慣性流量 在反應(yīng)堆冷卻劑泵電動(dòng)機(jī)頂部裝飛輪 延長主泵斷電后的惰轉(zhuǎn)時(shí)間 保證斷電后短時(shí)間內(nèi)有較高的流量通過 堆芯 在一回路設(shè)備布局上 應(yīng)使蒸汽發(fā)生器的位置高于反應(yīng)堆壓 力容器 以便建立和保持一個(gè)自然循環(huán)的驅(qū)動(dòng)頭 此外核電廠至少 接有與兩個(gè)不同方向的獨(dú)立電源 以避免一些自然災(zāi)害造成斷電事故 14 為什么一回路系統(tǒng)的壓力選得那樣高 答 由水熱物理可知 想要提高反應(yīng)堆冷卻劑出口溫度 而不發(fā)生冷 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 6 25 卻劑沸騰 必須提高一回路壓力 但這方面十分有限 同時(shí)提高入口 溫度也可以提高熱效率 第四章 核島主要輔助系統(tǒng) 1 試述一回路水容積變化的原因 RCV 是如何實(shí)現(xiàn)容積控制的 怎樣 才能維持穩(wěn)壓器的水位在程控液位上 答 溫度的變化和不可避免的泄漏都可以使一回路的水容積發(fā)生變化 通過上充下泄將穩(wěn)壓器的液位維持在 程序液位 上充補(bǔ)水 補(bǔ)償 一回路水的收縮和泄漏 硼和水補(bǔ)給 REA 系統(tǒng)執(zhí)行 下泄排水 吸 收一回路水的膨脹 下泄流排往容積控箱或 TEP 硼回收 系統(tǒng) 2 為什么要進(jìn)行一回路水化學(xué)控制 主要包括哪些方面 又是如何 控制的 答 1 清除水中的懸浮雜質(zhì) 限制腐蝕 控制在最低限度 物理 腐蝕 結(jié)垢 會(huì)影響熱傳輸 形成熱點(diǎn) 導(dǎo)致燃料包殼破損 化學(xué)腐 蝕 侵蝕 高溫 高氧含量 低 pH 值會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速率 進(jìn)而 使腐蝕進(jìn)程加速 2 將一回路水的化學(xué)和放射性指標(biāo)維持在規(guī)定的范圍內(nèi) 水作為 冷卻劑在一回路的高溫高壓和強(qiáng)輻射場(chǎng)中循環(huán) 它除了載熱和慢化中 子外 還發(fā)生一系列的反應(yīng) 裂變產(chǎn)物從破損的燃料元件中逃逸都導(dǎo) 致水質(zhì)惡化 回路中放射性增高及結(jié)構(gòu)材料損壞等不良后果 主要方面包括 氧 氫 氟的質(zhì)量分?jǐn)?shù) pH 值 懸浮體含量以及電 導(dǎo)率 常用氫氧化鋰和氫氧化銨控制 pH 值 pH 值為 9 5 到 10 5 為宜 控制 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 7 25 氧含量 機(jī)組啟動(dòng)時(shí)注入聯(lián)氨 正常運(yùn)行時(shí)向容控箱充入氫氣 氫達(dá) 到一定濃度以抑制水輻照分解生成氧 通過過濾和除鹽凈化一回路 水 3 利用硼酸進(jìn)行反應(yīng)性控制有何特點(diǎn)和局限 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 硼酸溶于水中 不需要任何額外空間就能起到吸收 中子的作用 可省去大量控制棒 簡(jiǎn)化了堆芯布置和反應(yīng)堆壓力容器 頂部結(jié)構(gòu) 可溶性硼酸均勻彌散在慢化劑中 消除了采用控制棒時(shí) 造成的了采用控制棒時(shí)造成的堆芯內(nèi)中子通量密度不均勻現(xiàn)象 反 應(yīng)堆運(yùn)行時(shí) 控制棒幾乎可以全部抽出堆芯 使堆芯功率分布均勻 對(duì) 提高燃耗深度有利 局限 這種辦法對(duì)反應(yīng)性調(diào)節(jié)速度較慢 因而僅適于控制較慢的反 應(yīng)性變化 在較高的硼濃度下 可能出現(xiàn)正的慢化劑溫度系數(shù) 這是 運(yùn)行安全所不希望的 4 化學(xué)容積系統(tǒng)有哪些輔助系統(tǒng) 答 硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)與硼回收系統(tǒng) 5 核島的最終熱阱是什么 廢熱如何排到熱阱 答 重要廠用水系統(tǒng) 重要生水系統(tǒng) 通過設(shè)備冷卻水與重要廠用 水熱交換器將廢熱排到熱阱中 6 用于正常停堆后余熱排出的系統(tǒng)有哪些 答 余熱排出系統(tǒng) 設(shè)備冷卻水系統(tǒng) 重要廠用水自組織系統(tǒng)及反應(yīng) 堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng) RRA RRI SEC PTR 7 反應(yīng)堆停閉 3 個(gè)小時(shí)了 這時(shí)剩余發(fā)熱由什么系統(tǒng)排出 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 8 25 答 余熱排出系統(tǒng) RRA 第五章 專設(shè)安全設(shè)施 1 安全注射系統(tǒng)包括哪幾個(gè)子系統(tǒng) 答 高壓安注系統(tǒng) 中壓安注系統(tǒng) 蓄壓箱注入系統(tǒng) 低壓安注系 統(tǒng) 2 各子系統(tǒng)分別在何種情況下啟動(dòng) 答 當(dāng)冷卻劑系統(tǒng)壓力降至一定值 如 11 9MPa 或 蒸汽管道大破裂事故時(shí) 高壓安全注射泵自動(dòng)啟動(dòng) 一回路管道發(fā)生破裂 壓力急劇下降的情況下 蓄壓注射管系在最短 的時(shí)間內(nèi)淹沒堆芯以避免燃料元件的熔化 在冷卻劑管道大破裂 冷卻劑壓力急劇降低時(shí)中壓安注系統(tǒng)啟動(dòng) 以 淹沒堆芯和保證堆內(nèi)水的流動(dòng) 以便導(dǎo)出余熱 3 安全注入箱中充 N2 的目的 答 當(dāng)一回路系統(tǒng)壓力低于蓄壓箱的注入壓力時(shí) 氮?dú)獾膲毫梢允?上回閥打開 讓蓄壓箱中的含硼水迅速注入堆芯 4 最初的噴淋水中加入一定量 NaOH 的目的 答 去除安全殼大氣中懸浮的碘與碘蒸氣 5 安全殼噴淋系統(tǒng)如何使失水事故時(shí)安全殼的壓 力和溫度保持在所允許的數(shù)值之內(nèi) 答 在發(fā)生失水事故或?qū)е掳踩珰?nèi)溫度 壓力升高的主蒸汽管道破 裂事故時(shí) 從安全殼頂部通過直接噴淋與再循環(huán)噴淋方式噴灑冷卻水 為安全殼氣壓間降溫降壓 限制事故后安全殼內(nèi)的峰值壓力 以保證 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 9 25 安全殼的完整性 第七章 核汽輪發(fā)電機(jī)組 1 什么是汽輪機(jī)的 級(jí) 它由哪兩部分組成 答 完成能量轉(zhuǎn)換的基本單元稱為 級(jí) 級(jí)主要由一列噴嘴葉柵 靜 葉柵 和一列動(dòng)葉柵組成 2 簡(jiǎn)述汽輪機(jī)的沖動(dòng)作用原理和反動(dòng)作用原理 答 沖動(dòng)作用原理 高速汽流流經(jīng)動(dòng)葉片時(shí) 由于汽流方向改變 產(chǎn) 生了對(duì)葉片的沖動(dòng)力 推動(dòng)葉輪 2 旋轉(zhuǎn)作功 將蒸汽的動(dòng)能變成軸旋 轉(zhuǎn)的機(jī)械能 這種利用沖動(dòng)力作功的原理 稱為沖動(dòng)作用原理 反動(dòng)作用原理 在反動(dòng)式汽輪機(jī)中在動(dòng)葉柵中膨脹 壓力下降 速 度由動(dòng)葉進(jìn)口相對(duì)速度 w1 增至動(dòng)葉出口相對(duì)速度 w2 汽流會(huì)對(duì)動(dòng)葉 產(chǎn)生一個(gè)由于加速而引起的反動(dòng)力 使轉(zhuǎn)子在蒸汽沖動(dòng)力和反動(dòng)力的 共同作用下旋轉(zhuǎn)作功 這種利用反動(dòng)作用力作功的原理 稱為反動(dòng)原 理 3 汽輪機(jī)本體由哪些部分組成 答 汽輪機(jī)由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分所組成 轉(zhuǎn)動(dòng)部分有主軸 葉輪 或 轉(zhuǎn)鼓 動(dòng)葉柵 聯(lián)軸器及裝在軸上的其他零件 靜止部分包括基礎(chǔ) 臺(tái)板 機(jī)座 汽缸 噴嘴 隔板 汽封 軸承等部件 但主要是汽缸 和隔板 4 核汽輪機(jī)組有哪些特點(diǎn) 答 新蒸汽的參數(shù)低 在一定范圍內(nèi)變化 蒸汽參數(shù)低 多采用飽和 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 10 25 蒸汽 體積流量大 核汽輪機(jī)組多數(shù)工作在濕汽區(qū) 采用汽水分離再 熱器 甩負(fù)荷 易超速 5 為什么核汽輪機(jī)容易超速 如何預(yù)防超速 答 原因 核汽輪機(jī)組多數(shù)級(jí)工作在濕蒸汽區(qū) 通流部分及管道表面 覆蓋一層水膜 導(dǎo)致機(jī)組甩負(fù)荷時(shí) 壓力下降 水膜閃蒸為汽 引起 汽流速驟增 措施 1 完善汽輪機(jī)的去濕和疏水機(jī)構(gòu) 減少部件和通道中凝結(jié)水 2 在汽水分離再熱器后蒸汽進(jìn)入低壓缸前的管道上裝備快速關(guān)閉的 截止閥 6 核電廠為什么要采用汽水分離器 臥式汽水分離器的加熱蒸汽源 分別來自哪里 答 蒸汽在高壓缸作完功后 其排汽濕度已達(dá)到 14 3 如果不采取措施 繼續(xù)送往低壓缸作功 低壓缸末級(jí)蒸汽濕度可能達(dá) 到 30 左右 遠(yuǎn)超出 12 15 的允許值 將危及汽輪機(jī)的安全運(yùn)行 為進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)性 現(xiàn)代核汽輪機(jī)組一般采用二級(jí)再熱 第一級(jí)再 熱來的加熱的蒸汽來自高壓缸抽汽 第二級(jí)再熱的加熱蒸汽用新蒸汽 7 簡(jiǎn)述凝汽器的功能 答 凝汽器是二回路熱力循環(huán)的冷源 其基本功能是接收汽輪機(jī)的排 汽并將其凝結(jié)成水 構(gòu)成封閉的熱力循環(huán) 其具體功能有 1 在循環(huán)水系統(tǒng) 汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)及真空系統(tǒng)的支持下 建立并 維持汽輪機(jī)所要求的背壓 保證汽輪機(jī)安全 可靠 經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行 2 接受汽輪機(jī)排汽及蒸汽排放系統(tǒng)的蒸汽 并將 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 11 25 3 接受來自各疏水箱的疏水 經(jīng)過濾除氧 保持凝結(jié)水水質(zhì) 為 二回路貯存供應(yīng)凝結(jié)水 第八章 核電廠回路熱力系統(tǒng) 1 簡(jiǎn)述大壓灣核電廠二回路熱力系統(tǒng)的流程 答 凝結(jié)水從蒸汽發(fā)生器內(nèi)吸收一回路冷卻劑的熱量變成蒸汽 送往 高壓缸做功 經(jīng)過汽水分離器降壓蒸汽的濕度后送往低壓缸做功 蒸 汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功 將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換成汽輪機(jī)動(dòng)能 繼而汽輪機(jī)帶動(dòng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電 2 核電廠二回路熱力系統(tǒng)與火電廠有哪些差別 答 核電廠的回路理論熱效率低于火電廠 現(xiàn)代典型的壓水堆核電廠 二回路蒸汽初壓約為 6 5Mpa 相應(yīng)的飽和溫度約為 650 攝氏度蒸汽 干度為 99 75 而火力發(fā)電使用的新蒸汽初壓已經(jīng)達(dá)到 34 5 Mpa 溫度為 650 攝氏度甚至更高 從熱力循環(huán)的角度講 核電廠的循環(huán)熱效率高于火力發(fā)電廠 3 主蒸汽系統(tǒng)的功能是什么 蒸汽送往哪些設(shè)備和系統(tǒng) 答 把蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽送到汽輪機(jī)組和各用汽單元 壓力和流 量信號(hào)用于調(diào)節(jié)向大氣排放閥 調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生器的水位等 用作形成 反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng) 安全注入系統(tǒng)和蒸汽管道隔離等保護(hù)信號(hào) 與主給 水和輔助給水系統(tǒng)配合 排出反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量 4 簡(jiǎn)述給水除氧的分類及物理除氧的原理 答 物理除氧和化學(xué)除氧 化學(xué)除氧原理是利用化學(xué)藥劑 如聯(lián)氨或 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 12 25 來硫酸鈉 使水中游離氧形成化合物 能夠達(dá)到徹底除氧的功能 物 理除氧原理是根據(jù)亨利定律和道爾屯定律 降低水中溶解氣體的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)的關(guān)鍵是減小它們?cè)诳諝忾g的分壓 將水加熱到飽和溫度 使水 蒸汽的分壓趨于零 從而達(dá)到除氧目的 5 蒸汽排放系統(tǒng)由哪些系統(tǒng)構(gòu)成 功能是什么 答 由大氣蒸汽排放系統(tǒng) 凝汽器蒸汽排放系統(tǒng) 除氧器給水箱排放 系統(tǒng)構(gòu)成 在汽輪機(jī)突然降負(fù)荷或汽輪機(jī)停機(jī)情況下 排走蒸汽發(fā)生 器內(nèi)產(chǎn)生的過量蒸汽 避免蒸汽發(fā)生器安全閥動(dòng)作 在核電廠熱停閉 和最初冷卻階段 排出堆內(nèi)剩余發(fā)熱和一回路顯熱直至余熱去除系 統(tǒng)投入使用 在安全方面 蒸汽排放系統(tǒng)導(dǎo)出負(fù)荷突然減少所多余的 蒸汽 使反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)得到有效的冷卻 從而防止一 二回路超 壓 第二部分第二部分 備考復(fù)習(xí)提綱備考復(fù)習(xí)提綱 名詞解釋總結(jié) 1 自然循環(huán) 指在閉合系統(tǒng)中僅僅依靠冷熱流體間的密度差形成的 浮升力驅(qū)動(dòng)循環(huán)流動(dòng)的一種能量傳輸方式 2 剩余發(fā)熱 反應(yīng)堆停堆后 雖然以裂變?yōu)闄C(jī)制的核功率在很短的 時(shí)間內(nèi)降到了零 但以裂變產(chǎn)物以衰變的發(fā)熱功率還將繼續(xù)存在 即剩余發(fā)熱 3 儲(chǔ)存衰變 對(duì)放射性廢氣先儲(chǔ)存一段時(shí)間待其中的放射性物質(zhì)衰 變到一定的水平后再進(jìn)行處理的一種方式 4 第三代核電系統(tǒng) 指滿足 美國用戶要求文件 URD 或 歐洲 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 13 25 用戶要求文件 EUR 具有更高安全性的新一代先進(jìn)核電系統(tǒng) 5 第四代核能系統(tǒng) 指安全性和經(jīng)濟(jì)性更加優(yōu)越 廢物產(chǎn)生量極少 無須廠外應(yīng)急 并且具有防核擴(kuò)散能力的核能系統(tǒng) 6 鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng) 每次俘獲一個(gè)中子而放出 2 3 中子 放出的中子又 去與其它的原子核發(fā)生核反應(yīng) 這樣只要一個(gè)中子能夠碰上裂變 核就會(huì)引起裂變反應(yīng)并且能夠繼續(xù)進(jìn)行下去 7 水錘現(xiàn)象 當(dāng)水位降低到給水環(huán)以下時(shí) 給水環(huán)中充滿蒸汽 給 水再次進(jìn)入時(shí) 過冷水使蒸汽迅速凝結(jié) 造成局部真空 給水涌 入這一空間 給水環(huán)和給水管路產(chǎn)生很大的動(dòng)載荷 這就是水錘 現(xiàn)象 8 循環(huán)倍率 在兩相流中 循環(huán)倍率是指兩相介質(zhì)的總質(zhì)量與氣相 介質(zhì)質(zhì)量之比 9 熱污染 指由于大量余熱集中地排入水源的某一段 以影響附近 水域中水生物的正常繁殖與生長 從而造成的對(duì)自然界生態(tài)平衡 的破壞 10 端差 加熱蒸汽對(duì)應(yīng)的飽和溫度與加熱器出口水溫之差稱為端差 端差加大了做功能力的損失 降低了電廠的熱經(jīng)濟(jì)性 減少端差 的主要辦法是增加傳熱面 11 多道屏障 縱深防御 單一事故準(zhǔn)則 多道屏障 在所有情況下保證絕對(duì)控制過量放射性物質(zhì)對(duì)外釋放 核電廠設(shè)置了三道屏障 只有這三道屏障全部被破壞才會(huì)釋放大 量的放射性物質(zhì) 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 14 25 縱深防御 將安全有關(guān)的所有事項(xiàng)置于多重防御之下 在一道屏 障失效后還有另一道屏障來彌補(bǔ) 單一故障準(zhǔn)則 當(dāng)系統(tǒng)中某一部件不能執(zhí)行其預(yù)定功能安全功能 時(shí) 并不影響整個(gè)系統(tǒng)功能的執(zhí)行 12 受控泄漏密封 通過一號(hào)密封的泄漏量是預(yù)先確定的并受到控制 這種密封稱為 受控泄漏 密封 13 各主要系統(tǒng)的英語縮寫 電氣部分主要系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁和電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) GEX 輸電系統(tǒng) GEV 主開關(guān)站 超高壓配電裝置 GEW 高壓給水加熱器系統(tǒng) AHP 給水流量控制系統(tǒng) ARE 輔助給水系統(tǒng) ASG 循環(huán)水系統(tǒng) CRF 填空題攻略 1 幾大系統(tǒng)的總結(jié) 結(jié)合書上第六頁的圖記憶 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng) 一回路 蒸汽發(fā)生器 反應(yīng)堆冷卻劑泵 反應(yīng)堆本體 反應(yīng)堆壓力容器 穩(wěn)壓器及其相應(yīng)管道 蒸汽和動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 二回路 主蒸汽系統(tǒng) VVP 汽輪機(jī)系統(tǒng) GCT 汽水分離再熱器系統(tǒng) GSS 凝結(jié)水抽取系統(tǒng) CEX 循環(huán)水系統(tǒng) CRF 低壓給水加熱器系統(tǒng) ABP 給水除氣器系統(tǒng) ADG 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 15 25 汽動(dòng) 電動(dòng)給水泵系統(tǒng) APP APA 核輔助系統(tǒng) 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng) RCP 化學(xué)容積控制系統(tǒng) RCV 反應(yīng)堆硼和水的補(bǔ)給系統(tǒng) REA 余熱排出系統(tǒng) RRA 反應(yīng)堆和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng) PTR 安全注入系統(tǒng) RIS 安全殼噴淋系統(tǒng) EAS 三廢處理系統(tǒng) 廢液處理系統(tǒng) 廢氣處理系統(tǒng) 固體處理系統(tǒng) 核供汽系統(tǒng) 反應(yīng)堆 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng) 2 核電廠選址三方面 核電廠本身特性 廠址的自然條件和技術(shù) 要求 輻射安全 3 核系統(tǒng)三道屏障 燃料棒包殼 一回路承壓邊界 安全殼 4 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)三組成 冷卻系統(tǒng) 壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng) 超壓保 護(hù)系統(tǒng) 5 核電廠設(shè)計(jì)五大原則 多道屏障 縱深防御 故障準(zhǔn)則 抗自 然災(zāi)害能力 輻照劑量標(biāo)準(zhǔn) 6 循環(huán)水系統(tǒng)分為 開式供水和閉式供水 7 我國的核安法規(guī)分為三類 抗震I類 抗震 類 非抗震類 核電站安全分級(jí)采用確定論和概率論兩種分級(jí)方法 8 反應(yīng)堆本體四組成 堆芯 堆芯支撐結(jié)構(gòu) 反應(yīng)堆壓力容器 控制棒傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 9 在熱功率不變的情況下 提高冷卻劑的質(zhì)量流量可以減少出入 口的溫差 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 16 25 10 作為第四代新型核電廠候選堆芯有 鈉冷 氣冷 鉛冷快堆 極高溫氣冷堆 熔鹽堆 超臨界水堆 11 一回路的工作壓力 冷卻劑的進(jìn)出口溫度 流量 壓力容器的 水位是等參數(shù)的選擇 直接影響了核電廠的安全性 一般選擇 15 5MPa 291 4 310 20 64 12 反應(yīng)堆冷卻劑流過堆芯時(shí)起慢化劑的作用 13 控制棒按照材料來分可以分為 黑棒束組件和灰棒束組件 吸 收能力強(qiáng)的的黑棒組件用作安全棒 灰棒作為調(diào)節(jié)棒 14 反應(yīng)堆中子的三個(gè)去向 泄漏到外界 被非裂變材料吸收 被 裂變材料吸收并進(jìn)一步參與裂變反應(yīng) 15 反應(yīng)堆冷卻劑泵分為 屏蔽電機(jī)泵 軸封泵 區(qū)別 給水泵按 驅(qū)動(dòng)類型分為 汽動(dòng)給水泵和電動(dòng)給水泵 16 蒸汽發(fā)生器形狀可分為 U 形管 直管 螺旋管蒸汽發(fā)生器 17 蒸汽發(fā)生器的傳熱的傳熱計(jì)算分為 傳熱設(shè)計(jì)計(jì)算 傳熱校核 計(jì)算 18 水循環(huán)穩(wěn)定的條件是驅(qū)動(dòng)壓頭等于總流動(dòng)壓降 19 穩(wěn)壓器按照原理和結(jié)構(gòu)形式的不同可分為 氣罐式穩(wěn)壓器 電 加熱式穩(wěn)壓器 20 穩(wěn)壓器壓力波動(dòng)的原因 瞬變過程中反應(yīng)堆冷卻劑體積的變化 一回路冷卻劑泄漏 21 防止腐蝕是冷卻劑化學(xué)中心任務(wù) 22 常用 PH 控制劑有氫氧化鋰 氫氧化銨 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 17 25 23 為了防止閃蒸先降溫 后降壓 24 除硼離子床是 OH 型陰離子樹脂床 其作用是用來除去冷卻劑 中的硼酸 25 對(duì)含氫廢氣處理系統(tǒng)是在正壓力下運(yùn)行的 含氧廢氣處理系統(tǒng) 在負(fù)壓下運(yùn)行 26 高壓安注系統(tǒng)工作分為直接注入階段 再循環(huán)階段 27 重要廠用水系統(tǒng)又稱為重要生水系統(tǒng) 是核島的最終熱阱 其 功能為冷卻功能與隔離功能 28 反應(yīng)堆換料水池和乏燃料冷卻和處理系統(tǒng)三大功能 冷卻 凈 化 充排水 29 核安全三要素 控制反應(yīng)性 包容放射性物質(zhì) 反應(yīng)堆的冷卻 30 專設(shè)安全設(shè)施的原則 設(shè)備的可靠性 多重性 獨(dú)立性 31 安注系統(tǒng)又稱應(yīng)急堆冷卻系統(tǒng) 分為高壓安注系統(tǒng) 蓄壓箱注 入系統(tǒng)和低壓安注系統(tǒng) 其中蓄壓箱注入系統(tǒng)為非能動(dòng)系統(tǒng) 不需要安注信號(hào)啟動(dòng)可啟動(dòng)電氣設(shè)備 32 向噴淋水中加入氫氧化鈉除去安全殼大氣中的懸浮的碘和碘蒸 汽 33 安全殼噴淋系統(tǒng)是在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故下可以排除安全殼內(nèi)熱量的 唯一系統(tǒng) 分為直接噴淋與再循環(huán)噴淋兩種方式 34 安全殼隔離分為 A 階段與 B階段 后者為隔離的最高級(jí)別 35 核電廠的理論熱效率低于火電廠 而循環(huán)熱效率高于火電廠 36 核汽輪組完成能量轉(zhuǎn)換的基本單元稱為 級(jí) 級(jí)主要由一列噴 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 18 25 嘴葉柵 或稱靜葉柵 和一列動(dòng)葉柵組成 37 汽輪機(jī)的本體結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)部分與靜止部分構(gòu)成 前者可分為主 軸 葉輪 動(dòng)葉柵 后者分為汽缸與隔板等 38 主蒸汽系統(tǒng)必須能夠保證核電廠在正常運(yùn)行工況和事故工況下 導(dǎo)出反應(yīng)堆釋放的熱量 39 給水除氧分為物理除氧與化學(xué)除氧 前者建立在亨利定律和道 爾頓定律上 將水加熱到飽合溫度 水蒸汽的分壓趨近于水面 上的全壓 其他氣體的分壓為零 后者利用聯(lián)銨或者亞硫酸鈉 使水中的游離氧形成化合物 40 蒸汽排放系統(tǒng)在達(dá)到排放要求時(shí) 優(yōu)先啟用凝汽器和除氧器 其排放控制模式分為溫度模式和壓力模式 41 核電廠停閉運(yùn)行有正常停增長和事故停閉 42 核電站的四類運(yùn)行工況 正常運(yùn)行和運(yùn)行瞬態(tài) 常見故障 不 常見事故 極限事故 43 根據(jù)反應(yīng)堆的類型 可分為壓水堆 沸水堆 輕水堆核電廠 44 PCM 是核電廠運(yùn)行中常用的反應(yīng)性單位 簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題 課后習(xí)題可以作為準(zhǔn)備簡(jiǎn)答題復(fù)習(xí)的參考題材 詳見本資料的 第一部分 問答題問答題 1 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主要功能 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 19 25 在正常運(yùn)行時(shí)載出熱量 通過蒸汽發(fā)生器傳給二回路工質(zhì)產(chǎn)生 蒸汽 驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電 停堆以后的第一階段 經(jīng)蒸汽發(fā)生器帶走堆內(nèi)衰變熱 系統(tǒng)的壓力邊界構(gòu)成防止裂變產(chǎn)物釋放到環(huán)境中的一道屏障 反應(yīng)堆冷卻劑是可溶化學(xué)毒物硼的載體 并起慢化劑和反射層 作用 控制一回路壓力 同時(shí)實(shí)行超壓保護(hù) 2 反應(yīng)堆冷卻劑泵的基本要求 能長期在無人維護(hù)情況下安全可靠地工作 卻劑的泄漏盡可能少 動(dòng)部件應(yīng)有足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 過流部件耐高溫和硼酸水的腐蝕 便于維修 3 蒸汽發(fā)生器的分類及特點(diǎn) 按工質(zhì)流動(dòng)方式可分為 自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器和直流蒸汽發(fā)生器 按傳熱管形狀可分為 U 形管 直管 螺旋管蒸汽發(fā)生器 按安放方式可分為 立式和臥式蒸汽發(fā)生器 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為 帶預(yù)熱器的和不帶預(yù)熱器的蒸汽發(fā)生器 4 穩(wěn)壓器安全閥先導(dǎo)控制器的運(yùn)行原理 當(dāng)穩(wěn)壓器的壓力低于先導(dǎo)閥整定壓力時(shí) 活塞桿在上面位置 先 導(dǎo)閥盤 R1 開啟 使主活塞上部與穩(wěn)壓器聯(lián)通 由于主閥活塞的面積 大于閥盤的面積 因此主閥關(guān)閉 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 20 25 當(dāng)穩(wěn)壓器的壓力升高時(shí) 壓力作用在先導(dǎo)活塞上使活塞向下移動(dòng) R1 關(guān)閉 使主活塞上部與穩(wěn)壓器隔離 此時(shí)主閥仍然保持關(guān)閉 當(dāng)穩(wěn)壓器的壓力達(dá)到先導(dǎo)閥整定壓力時(shí) 活塞桿進(jìn)一步下移 先 導(dǎo)閥盤 R2 開啟 使主閥活塞上部的流體通過 R2 排出而卸壓 作用于 主閥盤上的穩(wěn)壓器壓力使主閥開啟 當(dāng)穩(wěn)壓器的壓力下降時(shí) 活塞標(biāo)上升 先關(guān)閉 R2 再開啟 R1 使 主閥活塞上部與穩(wěn)壓器接通 恢復(fù)到初始狀態(tài) 于是主閥關(guān)閉 5 壓水反應(yīng)堆核電廠的輔助系統(tǒng)的功能 排出核燃料剩余功率 對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑進(jìn)行化學(xué)和容積控制 進(jìn)行設(shè)備的冷卻 廢物的收集和處理 核島通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng) 6 簡(jiǎn)述化學(xué)容積控制系統(tǒng)的功能及實(shí)現(xiàn)方法 組成 容積控制 吸收穩(wěn)壓器不能全部吸收的一回路水容積的變化 從 而將穩(wěn)壓器的液位維持在整定值 上 可以通過上充補(bǔ)水 補(bǔ)償一回 路水的收縮與泄漏 主要由硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)執(zhí)行 化學(xué)控制 清除水內(nèi)懸浮雜質(zhì) 限制腐蝕 將放射性控制在最低 水平 可以通過注入氫氧化銨和氫氧化鈉調(diào)節(jié) PH 值 在機(jī)組啟動(dòng)時(shí) 注入聯(lián)氨 在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)向容積控制箱充入一定濃度氫氣 以抑 制水的輻射分解生成氧氣 從而控制氧的含量 通過過濾除鹽凈化一 回路水 僅供用于學(xué)習(xí)交流 切勿用于任何商業(yè)性目的 21 25 反應(yīng)性控制 通過調(diào)節(jié)硼酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來控制反應(yīng)堆裂變的功率 但這種方法僅適用于控制較慢的反應(yīng)性變化 結(jié)構(gòu)組成 化學(xué)系統(tǒng)由下泄回路 凈化回路 上充回路 軸封水和 過剩下泄回路組成 另外 化容系統(tǒng)還有一條低壓下泄管線和一條除 硼管線 7 反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)的功能 反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)是化學(xué)和容積控制系統(tǒng)的支持系統(tǒng) 為化學(xué)和 容積控制系統(tǒng)的主要功能實(shí)現(xiàn)起保證作用 主要功能有 當(dāng)化學(xué)和容積控制系統(tǒng)進(jìn)行容積控制時(shí) 為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)提供所 需的除氣除鹽含硼水 當(dāng)化學(xué)和容積控制系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)控制時(shí) 制備 和注入聯(lián)氨 氫氧化鋰等化學(xué)藥劑 當(dāng)化學(xué)和容積控制系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng) 性控制時(shí) 提供濃硼酸溶液或除氣除鹽水 輔助功能有 為主泵的第三道軸封水提供清水 為第三道軸封的平衡 管供水 提供穩(wěn)壓器卸壓箱的噴淋水 為換料水箱提供初始充水和補(bǔ) 水 為安全注射系統(tǒng)硼注入箱提供初始充水和補(bǔ)水 在化容系統(tǒng)掃氣 時(shí) 向容積控制箱充水 8 反應(yīng)堆換料水池乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng)的功能 冷卻 對(duì)乏燃料池的水進(jìn)行冷卻 帶走乏燃料的衰變熱 換料或停堆檢修期間 當(dāng)一回路處于開啟狀態(tài) 在余熱排除系統(tǒng) 不可用時(shí) 本系統(tǒng)用來冷卻堆芯 將平凡的事做好 你就會(huì)變成不平凡的人 22 25 凈化 去除反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池中的腐蝕產(chǎn)物 裂變產(chǎn)物和水中 懸浮雜質(zhì) 保持水的良好的能見度和低的放射性水平 充排水 向反應(yīng)堆換料水池和乏燃料水池充水和排水 使水池有足夠的水 層 為操縱人員提供良好的生物防護(hù) 保證乏燃料組件處于次臨 界狀態(tài) 為安全注入系統(tǒng)和安全噴淋系統(tǒng)提供足夠的含硼水 9 三廢的來源及分類 處理方法 三廢來源詳見書第 134 頁 廢水根據(jù)來源可分為可復(fù)用廢水與不 可復(fù)用廢水 其中不可復(fù)用可分為工藝廢水 化學(xué)廢水 地面廢 水 放射性廢水的處理方法為 離子交換 貯存衰變 濃縮蒸發(fā) 超細(xì)過濾 廢氣按照來源可分為含氫廢氣 不含氫廢氣 通風(fēng)排氣 廢氣處 理方法有 貯存衰變法 活性炭延滯法 稀釋排放 過濾靜電除 塵和噴淋 近零排放 處理法等 固體廢物按其來源分為