APPXS系統(tǒng)主要設(shè)備介紹

會(huì)計(jì)學(xué)1APPXS系統(tǒng)主要設(shè)備介紹概述第1頁(yè)/共32頁(yè)主要設(shè)備

非能動(dòng)余熱排出熱交換器(PRHRHX)堆芯補(bǔ)水箱(CMT)安注箱(ACC)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)pH調(diào)節(jié)籃鼓泡器第2頁(yè)/共32頁(yè)非能動(dòng)余熱排出熱交換器PRHRHX描述

U型管式熱交換器數(shù)量：1個(gè)管內(nèi)徑0.75英寸豎直部分接近18英尺長(zhǎng)進(jìn)/出口溫度：297.2°C/92.8°C入口（上端）連接至RCS熱管段封頭選用碳鋼制造抗震I類(lèi)、A級(jí)設(shè)備

689根C形管

55根，8%堵管裕量，位于IRWST內(nèi)出口（下端）連接至SG冷端水室傳熱管由inconel690制成

RCS和IRWST的接觸面襯有不銹鋼襯里第3頁(yè)/共32頁(yè)非能動(dòng)余熱排出熱交換器第4頁(yè)/共32頁(yè)非能動(dòng)余熱排出熱交換器第5頁(yè)/共32頁(yè)非能動(dòng)余熱排出熱交換器PRHRHX基本功能PRHRHX通過(guò)自然循環(huán)從RCS系統(tǒng)移除足夠的熱量以減緩失去主給水或主給水管線破裂事故。如果在IRWST中產(chǎn)生的蒸汽能夠回到IRWST中，則PRHRHX應(yīng)該有能力一直將RCS中的堆芯衰變熱帶入到IRWST中。接近兩個(gè)小時(shí)以后IRWST內(nèi)的水達(dá)到了飽和點(diǎn)，IRWST中的水蒸發(fā)進(jìn)入到安全殼大氣中。在這里蒸汽在被非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)（PCS）冷卻的安全殼壁面上凝結(jié)，然后被布置在操作平臺(tái)上的回水槽收集，重新排入IRWST。這個(gè)過(guò)程保證了PRHRHX的冷源。第6頁(yè)/共32頁(yè)非能動(dòng)余熱排出熱交換器PRHRHX基本功能PRHRHX的運(yùn)行和SG中可用存水一起保持RCS過(guò)冷，防止主給水喪失或主給水管線破裂時(shí)水從穩(wěn)壓器安全閥排放。PRHRHX和IRWST被設(shè)計(jì)來(lái)使得蒸汽可以至少延遲1個(gè)小時(shí)釋放到安全殼中假定PCS將蒸汽在安全殼內(nèi)凝結(jié)，重新回到IRWST內(nèi)以維持IRWST的水位。如果凝結(jié)水未能回到IRWST內(nèi)，水位降低最終PRHRHX將裸露出來(lái)。在回流槽是安全相關(guān)時(shí)一般不太可能發(fā)生。然而如果這種情況發(fā)生，PRHRHX可以維持RCS溫度等于或小于熱備用溫度72小時(shí)安全停堆事件中，PRHRHX可在36小時(shí)內(nèi)冷卻RCS到420°F，RCPs可運(yùn)行或不運(yùn)行第7頁(yè)/共32頁(yè)非能動(dòng)余熱排出熱交換器PRHRHX運(yùn)行電廠正常運(yùn)行在電廠正常運(yùn)行期間，PRHRHX入口常開(kāi)出口常關(guān)，PRHRHX充滿反應(yīng)堆冷卻劑并保持RCS壓力且和IRWST溫度一樣50°F到120°F(10°C到49°C)。電廠停堆運(yùn)行在電廠停堆或者跳堆時(shí)，如果正常熱阱不可用，則自動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)PRHRHX，由存在熱驅(qū)動(dòng)壓頭提供自然循環(huán)動(dòng)力。電廠事故運(yùn)行電廠事故瞬態(tài)和其他瞬態(tài)，見(jiàn)表Table6-4第8頁(yè)/共32頁(yè)堆芯補(bǔ)水箱(CMT)CMT描述

抗震I類(lèi)、A級(jí)設(shè)備數(shù)量：2個(gè)碳鋼內(nèi)襯不銹鋼硼濃度：3400ppm-3700ppm總?cè)莘e：70.8米3正常運(yùn)行時(shí)工作在RCS壓力下15.41MPa（2235psig）第9頁(yè)/共32頁(yè)堆芯補(bǔ)水箱(CMT) CMT補(bǔ)給水由CVS提供，補(bǔ)給管線位于水箱一側(cè)（剛好在下封頭上方）。選擇這種布置的原因是因?yàn)楫?dāng)CMT部分或全部充滿熱的、稀釋的反應(yīng)堆冷卻劑時(shí)，它使CMT從注射運(yùn)行狀態(tài)中的恢復(fù)最優(yōu)化。第10頁(yè)/共32頁(yè)堆芯補(bǔ)水箱(CMT)CMT描述CMTs位于安全殼內(nèi)，在連接到反應(yīng)堆容器的DVI管線上方（地面標(biāo)高上方107英尺），接近熱管底部標(biāo)高下封頭有支柱支撐，便于在役檢查時(shí)接近CMTs。在地面標(biāo)高處，設(shè)有1英尺高的圓環(huán)防止水溢出進(jìn)入下面ACC或閥門(mén)隔間堆芯補(bǔ)水箱位于安全殼內(nèi)，二次屏蔽墻外。這樣布置便于維修和檢查第11頁(yè)/共32頁(yè)堆芯補(bǔ)水箱(CMT)CMT連接及運(yùn)行描述各CMT通過(guò)出口管線連接到RCS，出口上設(shè)有常關(guān)隔離閥。當(dāng)收到安全觸發(fā)信號(hào)時(shí)，這些閥調(diào)整CMT與RCS同步。CMT出口管線連接到DVI管線上，CMT水注射時(shí)即經(jīng)此路徑。CMT補(bǔ)給水由CVS提供，補(bǔ)給管線位于水箱一側(cè)（剛好在下封頭上方）。選擇這種布置的原因是因?yàn)楫?dāng)CMT部分或全部充滿熱的、稀釋的反應(yīng)堆冷卻劑時(shí)，它使CMT從注射運(yùn)行狀態(tài)中的恢復(fù)最優(yōu)化。這種情況下，反應(yīng)堆冷卻劑被來(lái)自于CVS的冷的硼化補(bǔ)給水所清除。大部分CMT可望采用栓塞流方式清除。此補(bǔ)給位置還可有效清除可能由開(kāi)著的上部管線進(jìn)入CMT的小流量?jī)?nèi)漏。第12頁(yè)/共32頁(yè)堆芯補(bǔ)水箱(CMT)CMT運(yùn)行描述取樣系統(tǒng)有兩條取樣管線，遠(yuǎn)程完成CMT中溶液周期性取樣，以檢查硼濃度。一條取樣管線位于上封頭，靠近入口管線，另外一條位于下封頭，靠近出口管線。通常上部取樣管線連接以調(diào)整，下部取樣管線隔離。這是因?yàn)槿魏涡孤抖冀?jīng)上部，所以上部樣本應(yīng)代表了水箱溶液的最小硼濃度。由于水箱很大，具有上部/進(jìn)口管線和下部/出口管線，所以設(shè)底部取樣管線，可在萬(wàn)一有不確定情況時(shí)確定硼濃度。各CMT出口管線上設(shè)有流量調(diào)節(jié)孔板，可采用機(jī)械方式現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)注射管線阻力。CMT設(shè)計(jì)流量調(diào)節(jié)孔板用來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)電廠狀態(tài)下所要求的流量。CMT流量取決于CMT極限流量、RCS溫度和壓力，確保CMT注射啟動(dòng)后或初始蒸汽凝結(jié)瞬態(tài)后最少有20分鐘的注射時(shí)間。對(duì)非LOCA事件，注射持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)得多。第13頁(yè)/共32頁(yè)堆芯補(bǔ)水箱(CMT)CMT運(yùn)行描述CMT出口通常與RCS隔離，冷管段壓力平衡管線常開(kāi)，保持水箱壓力在2235psig。壓力平衡管線設(shè)計(jì)保持充滿熱水，防止CMT注射啟動(dòng)時(shí)水錘現(xiàn)象的發(fā)生。各CMT入口管線設(shè)有入口擴(kuò)散器，降低蒸汽進(jìn)入CMT冷水的速度，因此使水錘現(xiàn)象發(fā)生的可能性降到最小，減小了CMT初始運(yùn)行時(shí)的混合量。擴(kuò)散器是一直徑8英寸的豎直管子，上有900個(gè)1/2英寸的洞。當(dāng)冷管充滿時(shí)，CMTs以水再循環(huán)模式運(yùn)行，入口管線熱水和CMT內(nèi)冷水密度差提供驅(qū)動(dòng)壓頭。此運(yùn)行模式在非LOCA事件時(shí)為RCS提供補(bǔ)給水和有效硼化。當(dāng)冷管段被排空時(shí)，CMTs以蒸汽替代模式運(yùn)行，冷管段內(nèi)熱蒸汽和CMT中冷水密度提供驅(qū)動(dòng)壓頭。LOCA事件時(shí)，此模式比水再循環(huán)模式提供了了更高的注射速度。第14頁(yè)/共32頁(yè)安注箱(ACC)

安注箱（ACC）抗震I類(lèi)、C級(jí)設(shè)備數(shù)量：2個(gè)碳鋼內(nèi)襯不銹鋼硼濃度：2600ppm-2900ppm總?cè)莘e：56.6米3水容積：48.1米3壓縮氮?dú)鈮毫?4.39MPa-5.3MPa第15頁(yè)/共32頁(yè)安注箱(ACC)

第16頁(yè)/共32頁(yè)安注箱(ACC)

ACC作用ACC設(shè)計(jì)用來(lái)在大LOCA事故時(shí)向堆芯提供高流量大體積硼水注射。LOCA事故后RCS大部分水裝量喪失，ACC高流量注射重新淹沒(méi)堆芯，快速實(shí)現(xiàn)堆芯冷卻。ACC提供堆芯初始重新淹沒(méi)，并繼續(xù)注射2.6分鐘（最大注射情況）。ACC注射期間，燃料包殼溫度急劇下降。ACC在小LOCA事件或RCS自動(dòng)卸壓事故中為堆芯提供充分冷卻。大如DVI管線破口的小LOCA事件中，ACC幫助保持堆芯淹沒(méi)。設(shè)計(jì)瞬態(tài)見(jiàn)Table6.4-4第17頁(yè)/共32頁(yè)安注箱(ACC)

ACC接口各ACC設(shè)有相關(guān)接口，可根據(jù)電廠正常運(yùn)行狀態(tài)的要求，遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)ACC水位和硼濃度。通過(guò)IRWST疏水或由CVS泵入硼水可調(diào)節(jié)ACC水位。補(bǔ)水管線位于水箱靠近中間一側(cè)，可有效補(bǔ)給清除可能經(jīng)出口管線泄露進(jìn)ACC的稀釋水。取樣系統(tǒng)遠(yuǎn)程提取ACC溶液周期性樣本檢查硼濃度。取樣管線位于下端底部，接近出口管線，這樣布置可有效清除泄露流量；考慮到可能經(jīng)底部出口管線的進(jìn)入ACC泄露流量，這樣布置還可提供代表水箱最低硼濃度的樣本。各ACC設(shè)有管線連接至電廠氣體系統(tǒng)，可根據(jù)電廠正常運(yùn)行狀態(tài)的要求遠(yuǎn)程控制其壓力。但ACC通常與氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)隔離。ACC氣室中氣體由釋放閥排出，保護(hù)ACC壓力不超過(guò)設(shè)計(jì)值。若有必要，可遠(yuǎn)程控制ACC向安全殼排放降低其壓力。第18頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST描述

抗震I類(lèi)、C級(jí)設(shè)備數(shù)量：1個(gè)碳鋼內(nèi)襯不銹鋼硼濃度：約2700ppm安全殼正常溫度和壓力下，通常儲(chǔ)存量563300加侖(2132.1m3)名義水深28.8英尺正常水深約28英尺第19頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST描述內(nèi)置換料水箱是作為安全殼內(nèi)部一完整部分來(lái)建造的。它是一大不銹鋼襯里水箱，緊臨安全殼一側(cè)為鋼結(jié)構(gòu)外壁，其它面混凝土墻加固。IRWST外壁與部分安全殼周線一致。內(nèi)壁形成與換料腔室、穩(wěn)壓器和西部環(huán)路隔間的邊界。IRWST位于安全殼操作平臺(tái)下方，壁和頂板足夠厚，可以使水箱免受飛射物襲擊而損壞。第20頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST水體積要求正常換料淹沒(méi)換料水池。對(duì)PRHRHX運(yùn)行，HX傳熱管底部上至少必須有378000gal的水，把蒸汽向安全殼的排放延緩2小時(shí)，并在沒(méi)有凝結(jié)水回流到IRWST情況下冷卻堆芯72小時(shí)。對(duì)RCS卸壓噴灑器運(yùn)行，至少必須有18000gal的水淹沒(méi)噴灑器分支。LOCA事故后淹沒(méi)安全殼水位至DVI管線最高點(diǎn)之上，在表5-1所列相關(guān)情形下為RCS提供長(zhǎng)期冷卻。第21頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST的設(shè)計(jì)與布置要求通風(fēng)孔IRWST頂上靠近安全殼壁、緊臨SG隔間一側(cè)設(shè)有大量通風(fēng)孔（參考文獻(xiàn)12.2.21）。通常情況下通風(fēng)孔關(guān)閉，防止安全殼操作平臺(tái)上的碎片掉落進(jìn)入IRWST，并將水蒸汽保留在水箱內(nèi)。大部分通風(fēng)孔設(shè)計(jì)用來(lái)把蒸汽從IRWST排放向安全殼。嚴(yán)重事故時(shí)，如LOCA事件，通風(fēng)孔兩側(cè)壓力只要有一點(diǎn)差別就會(huì)開(kāi)啟，從而限制IRWST與安全殼內(nèi)壓差。通風(fēng)孔防止了IRWST的超壓，為噴灑器釋放的或PRHRHX運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的蒸汽提供向安全殼大氣的排放途徑。少數(shù)通風(fēng)孔設(shè)計(jì)用來(lái)把蒸汽從安全殼排放向IRWST。這種通風(fēng)孔防止IRWST外部壓力過(guò)高。通風(fēng)孔位置靠近安全殼，設(shè)有風(fēng)罩可在嚴(yán)重事故時(shí)引導(dǎo)產(chǎn)生的氫排放出安全殼。這些通風(fēng)孔開(kāi)啟需要較高的壓差，其它通風(fēng)孔可先于其開(kāi)啟。第22頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST的設(shè)計(jì)與布置要求回水槽安全殼操作平臺(tái)標(biāo)高設(shè)有一水槽，可在事故期間收集PCS凝結(jié)水，并使其回流至IRWST。此安全相關(guān)功能防止PRHRHX運(yùn)行期間安全殼淹沒(méi)，延緩ADS啟動(dòng)后安全殼再循環(huán)。水槽可收集220gpm的凝結(jié)水并將其輸送至IRWST。由于PRHRHX的運(yùn)行，蒸汽從IRWST排放出來(lái)，當(dāng)IRWST水位處于最低正常水位時(shí)，凝結(jié)水可排放向IRWST。正常運(yùn)行時(shí)收集到的凝結(jié)水被引至廢液地坑，防止對(duì)IRWST產(chǎn)生有害化學(xué)影響。向安全殼地坑的正常排放管線用于正常疏水，上設(shè)有失效關(guān)閉氣動(dòng)隔離閥，引導(dǎo)凝結(jié)水在事故期間回流至IRWST。第23頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST的設(shè)計(jì)與布置要求IRWST最小正常安全水位為熱管段中線上30.54英尺。上面定義的最小安全水位與溢出水位之間約有5inches的距離。溢流必須被引導(dǎo)至換料水池低位疏水池。5inches的距離是基于剛好在安全水位之上時(shí)發(fā)出低水位警報(bào)，在溢流水位之下時(shí)或水位測(cè)量錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出高水位警報(bào)。IRWST壁高出溢出水位約1英尺，防止外部負(fù)荷過(guò)多加載在IRWST頂上。第24頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST的設(shè)計(jì)與布置要求IRWST頂上必須有通風(fēng)孔，以便將蒸汽和水經(jīng)IRWST頂排放向安全殼。其總面積至少要有100ft2。通風(fēng)孔應(yīng)能通過(guò)足夠的蒸汽和水，在ADS噴灑器運(yùn)行期間防止IRWST的超壓。通常狀態(tài)通風(fēng)孔關(guān)閉，只要其兩側(cè)存在一點(diǎn)壓差就開(kāi)啟（<1psig）。通風(fēng)孔一旦開(kāi)啟則無(wú)需自動(dòng)重新關(guān)閉。和蒸汽一起排放向安全殼的水不會(huì)經(jīng)通風(fēng)孔回流到IRWST，防止干擾通風(fēng)孔工作。IRWST必須有通風(fēng)孔允許蒸汽從安全殼進(jìn)入IRWST，其總面積至少要有8ft2。通風(fēng)孔應(yīng)能通過(guò)足夠的空氣和蒸汽，防止蒸汽管線破裂或LOCA時(shí)IRWST外部壓力過(guò)高。通常狀態(tài)通風(fēng)孔關(guān)閉，只要其兩側(cè)存在一點(diǎn)壓差就開(kāi)啟（<1psig）。IRWST必須有溢流孔將水從IRWST一側(cè)排放向換料水池。這些溢流孔總面積至少要有22ft2。通常狀態(tài)溢流孔關(guān)閉，只要其兩側(cè)存在一點(diǎn)壓差就開(kāi)啟（<1psig）。溢流孔一旦開(kāi)啟則無(wú)需自動(dòng)重新關(guān)閉。第25頁(yè)/共32頁(yè)安全殼內(nèi)置換料水箱(IRWST)IRWST的設(shè)計(jì)與布置要求IRWST頂上必須有通風(fēng)孔，以便將蒸汽和水經(jīng)IRWST頂排放向安全殼。其總面積至少要有100ft2。通風(fēng)孔應(yīng)能通過(guò)足夠的蒸汽和水，在ADS噴灑器運(yùn)行期間防止IRWST的超壓。通常狀態(tài)通風(fēng)孔關(guān)閉，只要其兩側(cè)存在一點(diǎn)壓差就開(kāi)啟（<1psig）。通風(fēng)孔一旦開(kāi)啟則無(wú)需自動(dòng)重新關(guān)閉。和蒸汽一起排放向安全殼的水不會(huì)經(jīng)通風(fēng)孔回流到IRWST，防止干擾通風(fēng)孔工作。IRWST必須有通風(fēng)孔允許蒸汽從安全殼進(jìn)入IRWST，其總面積至少要有8ft2。通風(fēng)孔應(yīng)能通過(guò)足夠的空氣和蒸汽，防止蒸汽管線破裂或LOCA時(shí)IRWST外部壓力過(guò)高。通常狀態(tài)通風(fēng)孔關(guān)閉，只要其兩側(cè)存在一點(diǎn)壓差就開(kāi)啟（<1psig）。第26頁(yè)/共32頁(yè)pH調(diào)節(jié)籃PH值調(diào)節(jié)籃描述數(shù)量:4個(gè)顆粒狀TSP（三磷酸鈉）將地坑內(nèi)pH值提升至7.0以上安全C級(jí)抗震Ⅰ類(lèi)設(shè)備調(diào)節(jié)籃置于標(biāo)高83'處，頂部標(biāo)高100'第27頁(yè)/共32頁(yè)pH調(diào)節(jié)籃PH值調(diào)節(jié)籃功能PH調(diào)節(jié)籃的設(shè)計(jì)功能是在四個(gè)不銹鋼矩形吊籃里至少盛放總體積為580ft3[16.42m3]的顆粒狀磷酸三鈉TSP，以使得在LOCA事故中安全殼被淹沒(méi)時(shí)能夠均勻溶解足夠把安全殼內(nèi)硼水pH值升至7.0調(diào)節(jié)籃從頂部裝入顆粒狀TSP。當(dāng)電廠運(yùn)行一段時(shí)間后，TSP由于吸濕可能結(jié)成塊狀。若TSP結(jié)塊則必須更換，更換時(shí)可移除調(diào)節(jié)籃前側(cè)柵網(wǎng)。假設(shè)TSP結(jié)塊，經(jīng)計(jì)算得其2小時(shí)之內(nèi)可溶解，在8小時(shí)極限之內(nèi)。第28頁(yè)/共32頁(yè)pH調(diào)節(jié)籃PH值調(diào)節(jié)籃布置調(diào)節(jié)籃處于兩環(huán)路隔間之間的通道內(nèi)，事故期間水流可以到達(dá)通過(guò)。LOCA事故后安全殼被淹沒(méi)，堆芯充分冷卻，水將由4級(jí)ADS卸壓閥排放，經(jīng)pH調(diào)節(jié)籃流向再循環(huán)濾網(wǎng)。嚴(yán)重事故期間，由于多重失效，可能沒(méi)有任何再循環(huán)流量。然而如果那樣的話，反應(yīng)堆容器冷卻將產(chǎn)生強(qiáng)再循環(huán)流量。此時(shí)，反應(yīng)堆容器周?chē)乃蝗萜鲀?nèi)已熔化的堆芯加熱，一部分將變成蒸汽。水和蒸汽混合物沿容器上升進(jìn)