RO《核電廠蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)》第2章【一回路輔助系統(tǒng)】第02節(jié)-正常余熱去除系統(tǒng)

第二節(jié)正常余熱去除系統(tǒng)授課人：日期：2主要內(nèi)容2.1系統(tǒng)功能2.2系統(tǒng)描述2.3主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理2.4系統(tǒng)運(yùn)行2.5主要技術(shù)參數(shù)3要求1)了解系統(tǒng)主要功能和工藝流程；2)熟悉主要設(shè)備結(jié)構(gòu)、作用和運(yùn)行方式；3)了解本系統(tǒng)和其它系統(tǒng)的相互關(guān)系；4)記住系統(tǒng)和設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)。41正常余熱去除系統(tǒng)功能概述正常余熱排出系統(tǒng)（RNS）又可稱為停堆冷卻系統(tǒng)，核安全要求在任何情況下都能夠保證核燃料的持續(xù)、有效冷卻。為了導(dǎo)出停堆后的剩余功率，停堆后的初始階段仍用蒸汽發(fā)生器排汽冷卻，當(dāng)二回路導(dǎo)熱效率過低時，由余熱排出系統(tǒng)保證反應(yīng)堆的冷卻。5系統(tǒng)主要功能（1）停堆冷卻：在停堆冷卻的第二階段，將一回路從176.7℃降到51.7℃，并維持此溫度穩(wěn)定。停堆凈化：在換料工況下，與化容系統(tǒng)配合，余熱排出泵代替主泵作為凈化流的強(qiáng)制循環(huán)驅(qū)動壓頭，對一回路和換料水池的水體進(jìn)行凈化。冷卻安全殼內(nèi)置換料水箱（IRWST）：在換料水箱溫度升高時，正常余熱排出系統(tǒng)提供IRWST的冷卻，保持IRWST的正常溫度不高于48.9℃；在發(fā)生事故后，若非能動余熱排出熱交換器（PRHRHX）投入運(yùn)行，正常余熱排出系統(tǒng)保持IRWST的水溫低于沸點(diǎn)。6系統(tǒng)主要功能（2）事故后向一回路補(bǔ)水：自動卸壓系統(tǒng)（ADS）動作后，若廠內(nèi)電源可用，RNS泵可作為低壓安注泵使用，將乏燃料運(yùn)輸容器裝載井的水補(bǔ)入一回路，以防止堆芯補(bǔ)水箱水位繼續(xù)下降而觸發(fā)ADS第4級卸壓閥的動作和IRWST的非能動安全注射。事故后的恢復(fù)：在非能動堆芯冷卻系統(tǒng)成功地緩解事故后，允許由PRHRHX切換至RNS排出堆芯和RCS的熱量。RCS的低溫超壓保護(hù)（LTOP）：在電廠啟動、停閉和換料運(yùn)行期間，利用正常余熱排出系統(tǒng)的安全閥為RCS提供低溫超壓保護(hù)。乏燃料水池的冷卻：為乏燃料水池提供備用的冷卻手段。709十月202382正常余熱去除系統(tǒng)描述中電投高培中心系統(tǒng)描述（1）正常余熱排出系統(tǒng)分為A、B兩列，每個系列各有一個余熱排出泵和一臺余熱排出熱交換器。。余熱排出泵的入口總管從RCS的二環(huán)路熱段引出。余熱排出泵有小流量保護(hù)的管路。余熱排出泵入口安裝一只安全閥，防止余排系統(tǒng)超壓。。9系統(tǒng)描述（1）10系統(tǒng)描述（3）余熱排出泵的吸入口與安全殼內(nèi)換料水箱連接，水箱的水體經(jīng)過余排熱交換器冷卻后返回殼內(nèi)換料水箱。余熱排出泵的吸入口還可以和安全殼地坑相連。余熱排出泵在安全殼內(nèi)和化容系統(tǒng)連接，通過提供強(qiáng)迫循環(huán)，對一回路和換料水池的水進(jìn)行凈化。每臺熱交換器并聯(lián)設(shè)置了一條旁路管線，該管線上有流量調(diào)節(jié)閥。RCS的降溫速率由RNS熱交換器的出口調(diào)節(jié)閥和旁路閥共同調(diào)節(jié)。11系統(tǒng)描述（4）低壓安注管線：在自動卸壓系統(tǒng)（ADS）動作后，若廠內(nèi)電源可用，余熱排出泵通過開啟一只電動隔離閥從乏燃料運(yùn)輸容器裝載井取水補(bǔ)入RCS，以防止堆芯補(bǔ)水箱水位繼續(xù)下降而觸發(fā)ADS第4級卸壓閥的動作和IRWST的非能動安全注射。乏燃料水池的冷卻管線：通過此條管線可以為乏燃料水池提供備用的冷卻手段。安全殼補(bǔ)水管線：長期再循環(huán)階段，從余熱排出熱交換器下封頭的出水室引出一條管線接往臨時補(bǔ)水水源，向安全殼內(nèi)補(bǔ)水，保持安全殼內(nèi)的水裝量。12正常余熱去除系統(tǒng)水源13系統(tǒng)原理（1）物理原理核電廠與常規(guī)電廠的一個顯著不同就是在核電廠的反應(yīng)堆停閉以后，核裂變功率雖然很快消失，但是由裂變碎片及中子俘獲產(chǎn)物的衰變所產(chǎn)生的剩余功率卻下降緩慢，導(dǎo)致一回路內(nèi)部還有一定的剩余功率。運(yùn)行人員可以調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的核裂變功率，但卻控制不了剩余功率的釋放。為了反應(yīng)堆的安全，在任何時刻必須要將剩余功率導(dǎo)出。14停堆后的剩余功率15100%10%7%1%0.5%0.25%1h2h4h3h5h時間（t）功率（%）剩余功率停堆系統(tǒng)原理（2）控制原理正常余熱排出系統(tǒng)地投運(yùn)條件：—RCS平均溫度在最大韌脆轉(zhuǎn)變溫度（NDTT）~176.67℃之間；—RCS壓力在2.76~3.10MPa.g之間；—RCS壓力若尚未降到3.103MPa.g，則RNS系統(tǒng)的四個入口電動隔離閥都被閉鎖而不能打開；—RCS壓力的控制由穩(wěn)壓器進(jìn)行，至少一臺反應(yīng)堆冷卻劑泵仍在運(yùn)行。16正常余熱排出系統(tǒng)的投入前主要包括兩大項(xiàng)操作硼濃度的調(diào)整：防止在余熱排出系統(tǒng)內(nèi)硼濃度低于RCS的硼濃度情況下誤稀釋一回路；升壓和加熱：避免壓力和熱沖擊，以保護(hù)余熱排出系統(tǒng)的泵和熱交換器。17183正常余熱去除系統(tǒng)主要設(shè)備及工作原理主要設(shè)備正常余熱排出系統(tǒng)主要由2臺余熱排出泵、2臺余熱排出熱交換器、1只安全殼內(nèi)安全閥、以及電動隔離閥、氣動調(diào)節(jié)閥及其相關(guān)管道和儀表等設(shè)備組成。19余熱排出泵兩臺100%容量的余熱排出泵是單級立式離心泵，吸入口位于底部。每臺泵都裝有機(jī)械密封。密封裝置由反應(yīng)堆冷卻劑潤滑，潤滑后的冷卻劑通過輔助熱交換器循環(huán)冷卻。設(shè)冷水系統(tǒng)為填料箱和密封裝置冷卻。余熱排出泵由異步電機(jī)驅(qū)動。20余熱排出熱交換器兩臺100%容量的余熱排出熱交換器為立式U型管式熱交換器。U型管焊在管板上，管板被夾在殼體與下封頭法蘭之間，下封頭內(nèi)有隔板將進(jìn)出口流道分開。一回路冷卻劑在U型管的管內(nèi)流過，設(shè)備冷卻水從熱交換器殼側(cè)流過。21熱段入口隔離閥位于安全殼內(nèi)的4個入口隔離閥和熱段連接，全部都是電動隔離閥，并以“全關(guān)或全開”的方式運(yùn)行。其正常位置為“關(guān)閉”，它們的電源在正常運(yùn)行時需要采取行政隔離措施。其中兩只閥門串聯(lián)后組成兩條并聯(lián)管道，這樣保證主泵和余熱排出泵吸水管線之間的隔離。閥門可以在主控室控制打開，但是與一回路壓力有連鎖（3.1MPa）。2209十月2023234正常余熱去除系統(tǒng)運(yùn)行中電投高培中心電廠啟動在冷停堆工況，RNS的兩臺泵和兩臺熱交換器運(yùn)行。主泵投入運(yùn)行后，停運(yùn)RNS泵，但RNS仍與RCS連通，以提供主回路通向CVS的低壓下泄通路和RCS的低溫超壓保護(hù)。一旦穩(wěn)壓器建立汽腔并且一回路溫度、壓力達(dá)到RNS退出限值，即隔離RNS。24電廠停運(yùn)電廠停運(yùn)的第一階段，RCS的熱量由蒸汽發(fā)生器的排汽導(dǎo)出。停堆后約4小時，RCS的溫度降到176.7℃，壓力3.1MPa，即開始第二階段的停堆冷卻。在投入RNS前，RNS先循環(huán)IRWST的水。確認(rèn)RNS的水硼化合格后，再投入RNS的運(yùn)行。溫度降到60℃時RCS可卸壓、開蓋。25電廠換料在換料停堆工況下，RNS的兩個系列繼續(xù)運(yùn)行，后期可停運(yùn)一個系列。RNS具有為換料水池充水的能力。但為了改善池水的清晰度、降低放射性劑量，AP1000一般不用RNS通過反應(yīng)堆向換料水池充水，而由乏燃料水池冷卻凈化系統(tǒng)（SFS）完成充水。26電廠半管運(yùn)行工況AP1000核電廠的RCS主管道熱段的水平標(biāo)高低于冷段的標(biāo)高。這樣設(shè)計(jì)的好處是，在為了維修蒸汽發(fā)生器而在其下腔室內(nèi)安裝下封頭的管嘴密封蓋時，AP1000核電廠的RCS熱段允許疏水的水位比傳統(tǒng)壓水堆核電