【核電站】反應堆換料水池和乏燃料水池的冷卻及處理系統(tǒng)（PTR）

1、1.2.4反應堆換料水池和乏燃料水池的冷卻及處理系統(tǒng)(ptr)反應堆換料水池和乏燃料水池的冷卻和處理系統(tǒng)（ptr）的作用主要就是保證乏燃料元件貯存池的持久冷卻，和反應堆換料水池的注水、排水和凈化。一 系統(tǒng)功能 ptr系統(tǒng)為核燃料廠房的乏燃料水池和反應堆廠房的反應堆換料水池服務。1) 冷卻功能： 冷卻乏燃料貯存水池，排出乏燃料水池燃料組件的剩余熱功率。 在壓力容器開蓋以后，rra不能投入運行時，可作為rra的備用。2) 凈化功能： 采用過濾和除鹽方法去處腐蝕產物、裂變產物及懸浮物，凈化乏燃料水池和反應堆換料水池3) 充水和排水 保持乏燃料水池中貯存隔室的水位，當水池貯存有乏燃料組件時，不能把隔室

2、的水排空。 乏燃料轉運艙和乏燃料容器裝載井的充水和排水。 在停堆換料或停堆檢查時，對反應堆換料水池進行充水和排水。 安裝水閥門后，對反應堆換料腔內的“壓力容器”隔離和“堆內構件” 隔室進行充水和排水。4) 安全功能： 保持乏燃料水池內乏燃料組件處于次臨界。 事故情況下，通過rcv向rcp緊急提供1380m3的1.025%的硼酸濃液（2200100ppm。） 水屏蔽，對操作人員提供輻射防護。二 功能的實現(xiàn)1 乏燃料水池冷卻的功能實現(xiàn)：乏燃料水池的水通過浸入水下的管道，開閥門001 vb進入泵001 po或002 po的吸入口，經熱交換器001 rf或002 rf冷卻，過024 vb 010 vb

3、返回水池，正常運行時，都是經泵001 po，交換器001 rf這個系列，流量360m3/h,(60 m3/h給于除鹽正常過濾回路)。另一系列的泵002 po，交換器002 rf備用。兩系列都投入為水池冷卻時，001 di，005 di，006 di都投入工作。本系統(tǒng)可與rra系統(tǒng)并聯(lián)，作為rra的備用。貯存有乏燃料組件時冷卻回路連續(xù)運行。水池設計基本原則：正常運行工況，水池內乏燃料組件剩余熱功率達最大值，一個冷卻系列冷卻，水溫60。正常換料工況，水池內乏燃料組件剩余熱功率達最大值，水池已貯存16/4個堆芯組件，停堆14天后，又將一個整堆芯全部載入，設冷水流量515 m3/h，35，水池水溫52

4、.16事故工況，水池內乏燃料組件剩余熱功率達最大值，已貯存17/4個，又因壓力殼檢修而卸入一個整堆芯（或因loca,而強迫卸入）。用一個冷卻系列冷卻乏燃料水池，水池水溫80，兩個系列，5m），出口過濾器防止碎樹脂進入系統(tǒng)。由除鹽器去除離子狀態(tài)的腐蝕雜質和裂變產物。此外，乏燃料水池去浮渣回路，由水泵（003po）和過濾器組成。除去水表面浮渣，保持水的清潔度和透明度。1) 反應堆換料水池冷卻的實現(xiàn)：正常情況，rra完成冷卻，主回路開啟。rra不可用時 通過022 vb/140 vb應急冷卻。反應堆換料水池凈化：反應堆壓力殼開蓋及水池過程中要通過rra將水池水經rcv凈化回路和tep來去除反應堆水池

5、放射性腐蝕產物，裂變氣體和濃解氫。過濾回路，水池滿水后，就處于連續(xù)運行經水池底部兩個管子，通過閥門143 vb/144 vb進入循環(huán)泵005 po，過濾回路設計流量100 m3/h，003 fi/004 fi為250%，過濾器兩機共用。水池撇沫回路，撇沫操作是不連續(xù)只在需要提高水的純度和透明度時才啟動運行。6m3/h水箱002 ba使輸送泵004 po有足夠吸入壓頭，此時借助于005 po來進行過濾。通過002 ba排除004 po撇沫回路氣體。開始階段004 po手動控制啟動。當水沿過濾回路充滿水到達循環(huán)泵005 po吸入口時，004 po即可停止運行，啟動前要用sed純水向撇沫回路充水。(

6、1) 換料水箱ptr 001 ba：換料水箱主要接管及功能：i) rea系統(tǒng)入口接管：通過ris系統(tǒng)管線向換料水箱灌注含硼水。ii) ris和eas系統(tǒng)入口接管：用于將來自安全殼噴淋泵（eas 01，02 po）和安全注入泵（eas 01，02 po）的水送回換料水箱iii) 兩根與安全殼噴淋泵進水端相接的出口接管（ptk 1602 vb,163 vb）。iv) 與低壓安注泵和高壓安注泵進口端及與ris試驗泵ris 011 po，rea 03，04 po進水端連接的出口接管。v) 裝有球閥159 vb和育板的水箱路水口。備注：i) 乏燃料水池不能進行排水，但允許臨時接管和一臺潛水泵將水排至燃料

7、轉運艙,進行檢修。裝有虹吸破壞管放止水池因池外管破裂、意外排空。表面撇沫器，虹吸破壞管水下10cm外，不會擾動水面和影響能見度。ii) 熱交換器、泵：2100%。ptr側熱交換器是并連rri側熱交換器是串連；也能有另一組rri提供rri水。iii) 乏燃料水池過濾和除鹽：設計流量60最大不超過65m3/h?；芈烽L期運行的，設備壓降由手動調節(jié)閥12/vb調節(jié)iv) 燃料容器裝載井水取自轉運艙v) 水面撇沫：需要改進乏燃料水池水的線度和透明度時，就啟動撇沫和過濾系統(tǒng)回路。003 po泵流量5 m3/h，因在715 vb關閉狀態(tài)下才啟動。水泵入口設有壓力控制器009 sp，當水泵壓力過低時，009

8、sp自動控制水泵停運。過濾器05 fi的贓污情況通過就地壓差計005 cp來測量，在助力增大時，可通過調節(jié)閥716 vb使流量保持5 m3/h，壓差達0.15mpa時說明過濾器需要清除積聚的雜質。三 設備說明1 乏燃料水池位于燃料廠房：池面標高+20m，池低標高+7.5m，分隔成四個小區(qū)：(1) 燃料轉運艙：與殼內堆內構件存放區(qū)間有傳遞通道，通道在轉運艙側有閘閥728 vb(2) 堆內構件存放區(qū)側有育板法蘭隔離。正常運行時隔離，換料時才打開。(3) 乏燃料水池：緊靠燃料轉運艙，池低標高+7.49m，可存放17/4個活性區(qū)燃料組件。(4) 乏燃料容器裝載井：緊靠乏燃料水池另一側，池低標高+7.2

9、6m，乏燃料在此被裝入運輸用的鉛罐。井底部加有墊層，已吸收容器跌落時的撞擊能量。乏燃料水池池壁均以不銹鋼件覆面，并設有7個引漏管，監(jiān)測覆面是否滲漏。水池只要貯有乏燃料，不能被排空，所有池低無任何可排水管道且在浸入池中管道上設有虹吸破壞管。一旦發(fā)生管道泄漏必須用燃料廠房+20m處消防拴向乏燃料水池補水。(5) 以上三個區(qū)域彼此相通，用器密的手動操作的水閘門加以隔離，水閘門由sar系統(tǒng)提供密封墊充氣用空氣，密封性由密封墊片來保證。乏燃料容器沖洗井與裝載相鄰不相通，池低標高+14.25m。1) 反應堆換料水池的設施：位于安全殼內，池面標高+20m，兩部分組成i) 換料腔：位于壓力殼正上方，池低標高+

10、10.862m。ii) 堆內構件存放區(qū)：與換料腔相通, 池低標高+7.5m.。兩池之間用器密的手動操作的水閘門隔離，以便堆傳遞通道進行維修，水閘門由sar系統(tǒng)提供密封墊充氣用的空氣。反應堆正常運行時，水泵005 po的兩根吸水管開口，一旦發(fā)生失水事故時，能將安全殼噴淋水沿開口的吸水管線排到安全殼地殼。堆坑充水時，吸入口用法蘭育板封住。2) 換料水箱（003 ba）水箱總容積：1756m3，有效容積：1600m3。正常運行，貯水至少為1600m3，以滿足設計基準事故時安注和安噴（1380 m3），及換料時換料水池注滿水的需要。水箱內硼濃度至少2000ppm，換料水箱設有6個12kw電加熱器，保持

11、水溫7以上，放止硼結晶。四、 運行（1） ptr作為rra備用：奇數管線要用于乏燃料水池的冷卻，應急情況下只能用偶數管線作為rra備用，流程回路見圖（1）。流量300m3/h。作為rra備用系統(tǒng)，達到冷停堆工況后，ptr必須由奇數管線實現(xiàn)乏燃料水池的冷卻。作為rra備用系統(tǒng)需要滿足的條件： 反應堆主回路必須處于打開狀態(tài)。 反應堆主回路水溫低于70. 反應堆主回路水位應超過主管道接管中心線。rra失效時，必須用代容系統(tǒng)補償因蒸發(fā)失去的水量，使水位達到上述要求，以便能啟動本系統(tǒng)ptr 002 po有足夠吸入壓頭。 反應堆主回路0.3mpa,溫度100.，本系統(tǒng)已處于與rra連接狀態(tài)，一旦需要即可很

12、快隔離rra并開啟021/041 vb，投入使用。要進行的操作：管氣動閥rra 013 vp，024 vp，025 vp和手動閥002 vp，003 vp。開啟安全殼外手動隔離閥ptr 021 vb，141 vp。啟動泵ptr 002 po。004 st監(jiān)測溫度： 海水溫度越低，ptr帶出熱量越大，作為備用投入也就越早。i) 充排水操作：a) 換料水箱ptr 001 ba：有rea系統(tǒng)罐注含硼水，額定流量27m3/h由一個高水位整定值（03 sn）測定充水量是否完成，整定容積1692m3/標高+16.62m用肓板和球閥159 vb隔離，需要時將水箱排空。b) 乏燃料水池：水池按工藝需求充水，充

13、水時關閉021 vb且再循環(huán)停止，035 sn用于監(jiān)測高水位（+19.5m），水位低于+19.30m，發(fā)出警報。補水操作： sed來的線水利用+20m標高處的，用于運輸容器清洗的出水口直接向乏燃料水池補水。 自ptr 001 ba通過ptr 001 po或002 po補水（水箱隨后由rea補水）。由于池水位高于水箱，可在隔離水池內正常吸入口后用冷卻泵保證補水。因為在改變回路配置方式前必須先把使用中的泵停下來，這種操作比較費時。c) 燃料轉運艙和乏燃料容器裝載井：不能用itr 001 ba充水，要防loca：不能用乏燃料水池水充水，會使水池水位下降1.60m，危及乏燃料組件，影響生物防護。通常將

14、燃料轉運艙充水而裝載井則無水。當乏燃料容器裝載井為運輸容器的裝料，或裝料前維修，或試驗運輸機械而必須充水時，可將燃料轉運艙的水用ptr 001 po或002 po送至乏燃料容器裝載井，轉運艙中剩余的（15m3）水重力排至rpe。 反應堆機組處于冷停堆換料：反應堆換料水池充水后，換料水箱剩余的水可用以給燃料轉運艙或乏燃料容器裝載井充水。補水可由rea系統(tǒng)提供。隔室的疏水：只要隔室中水位高于低水位（039 sn和041 sn），就少用泵01 po或02 po將水疏排至換料水箱001 ba，傳感器有防止泵氣蝕的專門功能，在低于這一水位就不可能再用泵來繼續(xù)排水。d) 反應堆換料水池：充水：只有在換料或

15、反應堆壓力容器作檢查時，才需要向水池充水。將池低兩條排水管用育板法蘭封住。育板法蘭進行特殊行政管理，正常運行期間必須拆除，并存放在專用架子上。有一專用鑰匙將它們鎖在存放位置，鑰匙平常在控制室。ptr 002 po經127/131/142 vb將ptr 001 ba中硼酸濃液注入水池，360m3/h，004 di限制流量，充水約1小時，水位至容器底部約30cm處避免浸濕容器頂蓋。開始提升壓力殼頂蓋，同時進一步充水，可繼續(xù)ptr 002 po，也可結合高壓安注泵和低壓安注泵的定期試驗進行。過程分為三個階段：i）. 第一階段：先用一臺低壓安注泵ris 001或002 po送水，流量800m3/h，水

16、位+14.5m.，此水位下，可將頂蓋移到貯存加上。ii）. 第二階段：由兩高壓安注泵充水，總流量150m3/h，水位+15.180m.，此水位下控制棒驅動桿恰好在水面以下，將驅動桿和控制棒閉鎖解開，并使驅動桿伸出水面約30mm。使人可一眼看出控制棒驅動桿是否正確脫鉤。iii）. 完成后由另一臺低壓安注泵將水充至標高+19.5m為第三階段。水池側面標高+19.65m處裝有兩根溢流管，水位達到溢流管之前，操作員有一分鐘時間來停止低壓安注泵。當堆腔充水結束時，監(jiān)視容器頂蓋提升的操作員要通知控制室。并非經常四個階段都有，只有作相關定期實驗時才有某些階段。排水：兩臺rra系統(tǒng)001/002 po大流量泵

17、（2610m3/h）將水輸送到換料水箱內，閥門016 vb開啟。水池水位降到+16m，由ptr 00 5po將水位降至+15.18m，155/016 vb開啟，排水流量100m3/h，此時檢查控制棒安裝是否正確。隨后用一臺rra泵或ptr 002 po以300m3/h繼續(xù)排水至接近頂蓋結合面，標高+11.16m,這一階段里壓力殼頂蓋隨水位同時下降。改用ptr 005 po以將水排完。013sp使泵在吸入口壓力低時停運ptr005po。排水操作可由手動停止，也可由堆內構件貯存池水位低043ns信號自動停止（標高+7.570.05m），剩余水重力排出。拆卸盲板法蘭，并存放回專用架子，鑰匙返回主控室控制臺孔內，池底排水口重新裝上濾網。ii) 失水事故（loca）工況下水箱的使用它為ris和rea系統(tǒng)貯存硼水。事故后30秒鐘，高壓安全注入泵及低壓安全注入泵開始向反應堆一回路及噴淋泵提供流量，噴淋泵向噴淋管道供水。被使用的水是從ptr001ba水箱抽取的階段被稱為直接注入和噴淋階段，當水箱水位到達低3閾值時，低壓安全注入泵及噴淋泵被直接轉換到安全殼地坑，此階段被稱為再循環(huán)