核电站系统与设备复习资料要点.pdf

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1、一回路部分： 1、 了解压水堆核电厂的基本组成、工作原理、安全设计、环境保护，熟悉我国 各主要核电站的堆型、功率、发展战略等。 基本组成 ：核岛（ NI ） 、常规岛（ CI） 、电站配套设施（ BOP ） 工作原理 ：一回路冷却剂循环：反应堆蒸汽发生器 冷却剂泵 反应 堆 二回路工质循环：蒸汽发生器汽轮机 凝汽器凝 给水泵 蒸汽发生器 安全设计 ：严格遵守核电站安全三要素：反应性控制、堆芯冷却和放射 性产物的包容。 采用了多道安全屏障和纵深防御的原则 环境保护 ：对核电厂的放射性进行热屏蔽、生物屏蔽；设置放射性废物 处理系统；严格遵守核废物处理的原则：分类处理，尽量回收，把排放量和放射 性水

2、平减至最小。 核电发展战略 ：坚持发展百万千瓦级先进压水堆核电技术路线，目前按照 热中子反应堆 快中子反应堆 受控核聚变堆“三步走”的步骤开展工作。 2、 掌握反应堆的基本结构、组成，各功能组件的组成、原理等；压力容器内冷 却剂的流动方向等。 基本结构 ：1、反应堆压力容器 2、反应堆堆内构件 3、堆芯 4、驱动机构 组成：堆芯、压力容器、堆内构件和控制棒驱动机构 3、 掌握 RCP 系统、各设备的主要功能、主要组成、重要特征参数、运行参数 等，自然循环的原理。 系统主要功能 ：1、热量传输 2、中子慢化 3、反应性控制 4、压力控制 5、 阻止放射性物质扩散6、稳压器的安全阀起超压安全保护作

3、用 系统组成：由反应堆和与其相连的三个环路组成， 每条环路包含一台蒸汽发生器、 一台主泵及相应的管道。 一台稳压器是三个环路公用， 经波动管连接在一环路的 热管段上。 运行参数 ：系统运行压力 14.715.7MPa（常用 15.5MPa） 指什么地方压力？（稳压器汽腔压力） （1） 反应堆进口冷却剂温度280300 （2）反应堆出口冷却剂温度310330（ 3）反应堆进出口冷却剂温升 3040 自然循环的原理 ：蒸汽发生器位置高于反应堆的位置，在蒸汽发生器 中，冷（水）柱和热（水）柱之间的密度差为工质的循环提供驱动压头。使冷却 剂能在无外力的情况下循环流动。 4 、掌握 RCV、REA、RR

4、A 的主要功能，系统组成、设计流程（管线） ，投入条 件，已经相互之间的连接关系，会看图分析。 1）化学和容积控制系统（ RCV ） 主要功能 ：是与核安全有关的系统之一；实现容积控制、化学控制和反 应性控制。 流程：包括： 、下泄回路、净化回路、 上充回路、轴封水及过剩下泄回路、 低压下泄管线、除硼管线。 组 成 ： 1 、 再 生 式 热 交 换 器 -RCV001EX 2 、 下 泄 降 压 孔 板 -RCV001/002/003DI 3 、下泄热交换器 -RCV002RF （非再生式热交换器） 4 、除 盐器前旁路阀-RCV017VP 5、下泄控制阀-RCV013VP 6、除盐器前过滤

5、器 -RCV001FI 7 、混床除盐器 -RCV001 、002DE 8、阳床除盐器 -RCV003DE 9、三 通阀 -RCV026VP 10、容积控制箱 -RCV002BA 11、上充泵 -RCV001 、002、 003PO 投入条件：1、一回路冷却剂温度变化以及一回路冷却剂泄漏引起冷却剂 体积波动导致稳压器液位偏离程控液位的整定值 2、冷却剂中的悬浮杂质、冷却剂的水质及放射性指标超过规定范围。 2 ） 反应堆硼和水补给系统（REA ） 主要功能 ：为化容系统贮存并供给其容积控制、化学控制 和反应性控制所需的各种流体。 (1) 提供除盐除氧含硼水，以保证RCV 系统的容 积控制功能；

6、(2) 注入联氨、氢氧化锂等药品，以保证RCV 系 统的化学控制功能； (3) 提供硼酸溶液和除盐除氧水，以保证 RCV 系统的反应性控制功能。 组成：一、补水回路 两个除盐除氧水贮存箱，两个机组共用 四台除盐除氧水泵，每个机组两台 两个化学物添加箱，每个机组一个 二、硼酸补充回路 一个硼酸溶液配制箱，两个机组共用 三个硼酸溶液贮存箱，每个机组各用一个， 第三个为共用四台硼酸溶液输送泵，每个机组两台 流程：正常补给管线、补水旁路管线、直接硼化管线、应急硼化管线、 与换料水箱的连接管线 投入条件： 3 ） 余热排出系统（ RRA ） 主要功能 ：1、反应堆停堆过程中，当一回路温度降到180以下，

7、压力 降到3MPa 以下时，用于排出堆芯余热、 一回路冷却剂和设备的显热以及主泵在一 回路中产生的热量。 2、除了失水事故引起安全注入系统投入运行的情况以外，由其它事故引起的停 堆事故，余热排出系统也被用来排出上述三部分热量。 组成：（1） 余热排出泵 -RRA001 、 002PO 、（2） 余热排出热交换器 -RRA001 、 002RF 、 （3） 调节阀 -RRA013 、 024、 025VP （4） 卸压阀 - RRA018 、 115、120、 121VP （5）相关管道 流程：从一回路 2环路的热段吸水， 送入一段母管。母管上设有卸压阀， 用以避免一回路和余热排出系统的超压。母

8、管的水流向两个热交换器及一个旁路 管线后汇合。 在出口总管线上引出一条泵的最小流量循环管线到泵的入口、一条 到化容系统降压孔板下游的低压下泄管线和一条与PTR 系统的连接管线，然后通 过中压安注的注入管线分别回到一回路1、3环路的冷段。 投入条件： （1）反应堆停堆过程中， 当一回路温度降到 180以下，压力降到 3MPa 以下时。 （2）除了失水事故引起安全注入系统投入运行的情况以外，由其它事故 引起的停堆事故（ 3）主泵停运或不可用时， 5、 掌握 PTR系统的功能、组成，换料水箱的作用，总结出那些系统（设备）采 用 RRI 冷却。 功能：一、冷却功能：冷却乏燃料水池中的燃料元件，导出其剩

9、余热 量；换料或停堆检修时，在RRA 系统事故情况下，且一回路已经打开，作为RRA 系统的应急备用，冷却堆芯。 二、净化功能： 除去乏燃料水池中的裂变产物和腐蚀产物，限制放射性水平； 除 去反应堆水池和乏燃料水池水中的悬浮物，保持水有良好的能见度。 三、充排水功能 向反应堆水池和乏燃料水池充入浓度为2400gg的硼水 , 提供良好的生物防 护；保证乏燃料处于次临界状态；实施除乏燃料贮存池外其它水池的排水。为安 全注入系统 RIS和安全壳喷淋系统 EAS 贮存必要的硼水。 PTR系统由反应堆水池、 乏燃料水池、 换料水箱和它们所连接的冷却、净 化、充水和排水回路 组成 换料水箱的作用 ： 反应堆

10、换料时，可提供、实现反应堆水池的充水和排水。 失水事故时，可提供两台高压安注泵、两台低压安注泵和两台安全壳喷淋泵 同时运行 20分钟的水容量。水箱有效水容积不小于1600 m3 ，硼水的硼浓度为（ 2 400100）gg。 换料水箱由反应堆硼和水补给系统REA提供初始充水和补水。 采用RRI冷却的设备 ： 安全壳喷淋系统 EAS 热交换器、泵和电动机 电气厂房主通风系统 DVL 凝汽器 上充泵房应急通风系统 DVH冷却器 安全注入系统 RIS电动机和泵 设备冷却水系统 RRI设备冷却水泵和电机 余热排出系统 RRA 余热排出冷却器、余热排出泵 6、掌握 RIS 的组成、功能、特点等，中压安注的

11、投入方式、条件等。 组成： RIS分为三个子系统： 1、高压安全注入系统（ HHSI） 2、低压安全注入系统（ LHSI ）以上为能动安全注入系统，需要使用泵作为注 入动力。 3、中压安全注入系统（ MHSI）为非能动安全注入系统，利用预先充填的氮气 压力实现安注 一、主要功能 1、一回路小破口 （当量直径 9.5 25mm ）或二回路蒸汽管道破裂造成一回路平均 温度降低而引起冷却剂收缩时，向一回路补水，重新建立稳压器水位。 2、一回路大破口（大于 345mm ）失水事故时，向堆芯注水，以重新淹没并冷却堆 芯, 限制燃料元件温度上升。 3、二回路蒸汽管道破裂时，向一回路注入高浓度硼酸溶液，补偿

12、冷却剂连续过 冷而引起的正反应性。 （必要时应停堆） 二、辅助功能 1、换料停堆期间，用低压安注泵为反应堆水池充水； 2、用水压试验泵进行 RCP系统的水压试验； 3、失去全部电源时，用水压试验 泵（应急电源）为惰转的主泵提供轴封水； 二回路部分： 第一部分核电站二回路的基本蒸汽动力循环 1、核电厂的各设备中发生的典型的不可逆损失。 2、核电厂的一、二回路的参数之间的制约关系。 提高蒸汽参数受到蒸汽发生器一回路冷却剂运行温度的限制，受到反应堆安全准则 的限制。一回路参数直接主导影响二回路参数的变化和稳定，二回路参数对一回路参数起反馈 作用使一回路参数随二回路参数而产生相应的变化。 3、蒸汽回热

13、循环：回热的目的、回热参数对热经济性的影响（回热级数、回热焓升分配、 给水温度） 回热目的 ：提高循环热效率。回热参数对经济性的影响：给水温度一定时，Z 越多 , i 越高； 回热焓升分配决定汽轮机的抽汽点的选择，抽汽点对效率的影响也显著；提高给水温 度有利于提高给水平均吸热温，使效率提高 4、蒸汽再热循环：再热的目的、再热压力对汽轮机高、低压缸的排汽干度的影响 再热的目的 是提高低压缸出口蒸汽的干度 再热压力降低高压缸排汽干度X1 降低 再热压力降低，定压再热至相同温度低压缸排汽干度X2 升高 第二部分核电站二回路的热力系统 1、表面式加热器：表面式加热器与混合式加热器的不同特点，表面式加热

14、器的端差及其增 加的原因，现代核电厂的高压和低压加热器的结构、表面式加热器的疏水方式及其热经 济性 混合式加热器及其特点：水、汽直接接触， 可以将水加热到饱和温度，热经济性较 高；无受热面，结构简单，造价低，便于汇集汽水；可以兼作除氧器，系统复杂 表面式加热器及其特点：水、汽通过金属换热面接触，存在端差，热经济性较差； 有受热面，内部结构复杂；不能除氧，系统简单可靠，随机组的初压提高，加热器的管系承受 压力增加 表面式加热器的端差：加热器内压力下的饱和温度与出口水温之差范围：36 结构影响因素：换热面积，管系布置，材料导热系数 运行影响因素：清洁程度，不凝结气体，水位，堵管数量 高压加热器的结

15、构： 表面式加热器的疏水方式及其热经济性：逐级自流：经济性较差，但系统简单； 采用疏水泵：经济性较好，但需要设置一个疏水泵；采用疏水冷却器 目的：减少排挤低压抽汽，提高经济性 低压加热器的结构： 2、除氧器：热力除氧的基本原理、除氧器的运行方式及其热经济性、滑压运行的除氧器应 对负荷突变的各种措施 热力除氧原理：严格将水加热到饱和温度，水蒸气的分压力不断增加，及时排除水 中逸出的气体，使水面的总压力等于水蒸气的分压力 除氧器的运行方式及其热经济性：定压运行，优点：运行简单，除氧效果和给水泵 安全容易保证；滑压运行，优点：热经济性要高，尤其是在低负荷时，保证最佳焓升分配，适 应调峰。 负荷骤升

16、： 在给水箱内加装再沸腾管，加热蒸汽直接对水箱的水进行加热。蒸汽 鼓泡管：保证水处于沸腾状态 负荷骤降 ：提高除氧器安装高度Hd ，采用低速前置泵（已经广泛使用，比提高 Hd 更有效），降低吸入管道的压降p （如加大给水泵吸水管直径），适当增加除氧水箱的容 积，闪蒸更多的蒸汽阻止压力急需下降，在滞后时间内快速投入备用汽源 3、核电站二回路的原则性热力系统：主要设备及流程 原则性热力系统是一种原理性图，多反映设计工况下系统的热经济性。 原则性热力系统图上只有设计工况下工质流动路径上的设备及管道（相同设备 只画一个，只画出与热经济性有关的阀门）。 4、全面性热力系统：主蒸汽系统、蒸汽排放系统、回热

17、加热系统主要作用和流程 全面性热力系统反映实际热力系统，包括所有运行工况（启动、停机、故障、升 降负荷等），注重安全可靠性、热经济性及灵活性。全面性热力系统图上画出所有运行及 备用的设备、管道及阀门、附件等。 主蒸汽系统 ： 系统范围： 蒸汽发生器与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点（轴 封系统、汽水分离再热器、给水泵汽轮机等）的支管。系统连接方式：分核岛部分和常 规岛部分 蒸汽排放系统：系统功能：反应堆功率与汽轮机负荷不一致时（汽轮机突降负荷 或停机时），系统将多余的蒸汽排向凝汽器、除氧器或大气 回 热 加 热 系 统 考试题型： 填空、选择、问答、看图分析 复习题 反应堆 1、压水型反应堆

18、由哪几大部分组成？ 2、堆芯内有多少束燃料组件？试述燃料组件的结构。 157束燃料组件。 3、控制棒组件按材料和功能各如何分类？其作用如何？ 控制棒组件 按材料 分为分两类。 1、黑棒组：由 24根吸收剂棒组成，吸 收能力强； 2、灰棒组：由 8根吸收剂棒和 16根不锈钢棒组成，吸收能力弱 按功能 分类：控制棒组件可分为功率调节棒、温度调节棒和停堆 棒。功率调节棒位于机组功率对应的棒位高度，用于调节反应堆功率；温度 调节捧在堆芯上部一定范围移动，用于控制冷却剂温度的波动；停堆棒用于 事故紧急停堆，正常运行时提出 4、可燃毒物和中子源组件的功能是什么? 可燃毒物棒 ：新堆装料时，后备反应性过大，

19、为了保证慢化剂温度系 数为负值，其硼浓度又不能过高， 为了补偿堆内过剩反应性， 装入66束具有 较强吸收中子能力的可燃毒物组件。 中子源组件： 反应堆初次运行之前和长期停堆之后，堆芯内中子很少， 此时如果启动，堆芯外核仪表无法探测到堆内的中子注量率水平。为了安 全启堆，必须随时掌握反应堆次临界程度，以避免发生意外的超临界。 RCP 1 、反应堆冷却剂系统的功能是什么？ 2 、详述反应堆冷却剂系统的构成和流程。 3 、简述蒸汽发生器的功能及其工作原理。 4 、保持蒸汽发生器水位的必要性是什么？ 将水位保持在与负荷相匹配的水平，防止瞬态时水位过高或过低。 水位过高 会淹没干燥器，增加出口蒸汽的湿度

20、， 损害汽轮机叶片； 水位过低， 造成蒸汽发生器传热管部分暴露于蒸汽中，造成热应力损坏。 5、主泵由哪些主要部件组成？主要部件的作用是什么？ 组成： 由电动机、轴封组件和水力部件三部分组成。 6、简述电热式稳压器的主要功能及其基本结构。 主要功能： 压力控制 在稳态运行时维持 15.5MPa负荷变化 时，利用喷淋和电加热保持一回路压力恒定。 压力保护 高/ 低压报警、 高/ 低压停堆、 超过安全阀阈值安全阀自动 排放。 补充RCP水容积变化，作为一回路冷却剂的缓冲箱，与RCV系统配合 RCP升压和降压 用于启堆时系统升压、升温和停堆过程系统降压 除气 排出稳压器内饱和水与饱和汽以及其它气体。

21、7、简述稳压器卸压箱的基本结构及其功能。 主要功能 :收集、冷凝和冷却稳压器安全阀、余热排出系统(RRA) 安全 阀、RCV系统安全阀排放的蒸汽以及一回路系统阀杆填料装置泄漏的冷却 剂。避免带有放射性的一回路流体对安全壳的污染。 一回路辅助系统 1. 化学和容积控制系统的主要功能是什么? 2. 化学和容积系统是如何实现其主要功能的，通过哪些管线? 容积控制： 通过RCV 的上充、下泄来吸收一回路水体积的波动, 将稳压器 的水位维持在程控液位。 化学控制： 1 ）注入氢氧化锂 7Li ，控制冷却剂为偏碱 性，300时的 PH 值在7.0 7.2 ； 2 ）反应堆冷启动时添加联氨除氧， 3 ）正常

22、运行时通过容控箱充入氢气，以抑制水辐照分解生成氧； 为了保持水 中氢浓度为 2530mg/L充入氢气并保持 0.1 0.2MPa 。容控箱中的水为氢气 所饱和。 4）采用过滤、离子交换的方法对冷却剂进行净化。 反应性控制： 加硼、稀释和除硼 3. 硼和水补给系统的主要功能及其操作管线是什么? 4. 稀释、硼化、自动补给和手动补给是什么意义？ 5. 余热排出系统的主要功能是什么？ 6、简述设置余热排出系统的必要性。 7、投入余热排出系统的条件？ 8、简述余热排出系统的流程。 9、RCV系统的化学容积控制箱的功用是什么？ 辅助冷却水系统 1. 简述反应堆水池和乏燃料水池冷却和处理系统的功能。 2.

23、 试述PTR 系统的特性及组成。 3. 换料水箱 PTR001BA有哪些作用 ？ 4. 在什么情况下 PTR 系统可以作为 RRA 系统的应急备用？ 5. 设备冷却水系统的功能和组成是什么？ 6. 重要厂用水系统 SEC 的功能及流程是什么？ 功能：为设备冷却水提供冷却水 , 将RRI系统的热负荷输送到大海中。 组成： 海水过滤系统（ CFI）两台并联的 SEC 泵 SEC 管道 水生物捕集 器两台并联的 RRI/SEC 热交换器 SEC 集水坑 排水管 开式循环系统，流动工质为海水； 每台机组有相互独立的 A、B两个系列，两个系列的设备和流程基本相同。 专设安全设施 1. 安全注入系统的功能

24、是什么? 一、主要功能 1、一回路小破口 （当量直径 9.5 25mm ）或二回路蒸汽管道破裂造成一回路 平均温度降低而引起冷却剂收缩时，向一回路补水，重新建立稳压器水位。 2、一回路大破口（大于 345mm ）失水事故时，向堆芯注水，以重新淹没并冷 却堆芯 , 限制燃料元件温度上升。 主管道突然产生脆性断裂是典型的大破口失水事故。这是专设安全系统的设 计基准事故之一。 3、二回路蒸汽管道破裂时，向一回路注入高浓度硼酸溶液，补偿冷却剂连 续过冷而引起的正反应性。 （必要时应停堆） 二、辅助功能 1、换料停堆期间，用低压安注泵为反应堆水池充水； 2、用水压试验泵进行 RCP系统的水压试验； 3、

25、失去全部电源时，用水压试验泵（应急电源）为惰转的主泵提供轴封水； 2. 安全注入系统包括哪几部分?各有什么特点 ? RIS分为三个子系统： 1、高压安全注入系统（ HHSI） 2、低压安全注入系统（ LHSI ） 以上为能动安全注入系统，需要使用泵作为注入动力。 3、中压安全注入系统（ MHSI） 为非能动安全注入系统，利用预先充填的氮气压力实现安注。 3. 电站正常运行情况下，高压安注系统中哪些设备在运行？其余设 备处于何种状态？ HHSI 利用RCV 的三台上充泵作为高压安注泵。在电厂正常运行时，它们 作为RCV 系统上充泵用于向 RCP 正常充水，其一台运行、一台备用。另一台电 源连锁。

26、 硼注入箱再循环泵 RIS021PO ，022PO ，正常运行时，一台连续运行而另一台 备用。 其余的处于关闭或备用状态。 4. 高压安注泵有几种吸入管线和注入管线？各在什么时候应用？ 高压安注泵有两条 吸水管线 ：A、直接从换料水箱 PTR001BA 来的吸水管 线B、与低压安注泵出口连接的增压管线。 另一条从容控箱来的吸水管线 在安注信号出现时即被隔离。 此仅在低压安注泵增压失效时高压安注泵才 直接从换料水箱吸水。 注入管线 ：通过浓硼酸注入箱 RIS004BA 的管线。这条管 线由安注信号启动投入运行。 硼注入箱旁路管线。 这条管线在通过硼注入 箱的管线发生故障的情况下才使用，正常情况下

27、是关闭的。 两条并联的热 段注入管线。 这两条管线是在冷、 热段同时注入阶段时使用。 硼酸再循环 回路。为防止硼注入箱 RIS004BA 中的硼酸结晶， 在高压安注泵的排出管设置 了硼酸再循环回路，将浓硼酸不断地再循环。 5. 专设安全设施中唯一的冷源在哪里？热量传往何处？ 6. 试述中压安注的方式和启动压力是多少？ 非能动安全注入，利用预先充填的氮气压力实现安注。 7、安全壳喷淋系统具有哪些功能? 安全壳喷淋系统的 主要功能： 通过喷淋冷水以冷凝安全壳内的蒸汽， 使温度和压力降低到可接受水平，确保安全壳的完整性。 辅助功能：（1）带走安全壳内空气中的气载裂变产物尤其是挥发碘 131I加NaO

28、H 降低其浓度。限制喷淋的硼酸对设备的腐蚀 添加NaOH 还可 以提高 pH 值，限制了金属的腐蚀 ； （2）反应堆厂房发生火灾时，可手动喷淋进行灭火。 （3）当换料水箱温度超过 40时，可用此系统进行冷却。 8、喷淋系统加NaOH 的作用？为什么加NaOH 装置需要延迟5分钟投 入？ NaOH 的作用：吸附空气中的挥发性碘。 9、ASGO01BA补充水的水源有哪些？ ASG001BA 补充水的来源 有三个途径： (1)两台机组的凝结水抽取系统CEX ； (2)9ASG 除氧器； (3)常规岛除盐水分配系统 SER （生水） 。 10、ASG除气器的作用有哪些？ 用于向 ASG 和硼和水补给系

29、统 REA 的贮水箱供应除盐除气水 11、辅助给水系统的主要功能是什么? 在主给水系统的任何一个环节发生故障时，作为应急手段向蒸汽 发生器二次侧供水，使一回路维持一个冷源，用SG排出堆芯剩余功率，直 到余热排出系统允许投入运行为止。堆芯导出的热量通过蒸汽发生器产生 蒸汽，蒸汽排入冷凝器或向大气排放。 在下列情况下，代替主给水系统向蒸汽发生器供水 蒸汽发生器未投入前的充水 机组启动和升温时 机组保持热停堆期间 从热停堆至余热排出系统投入前的RCP冷却阶段 ASG 系统设有一个脱气装置， 用于向 ASG 和硼和水补给系统 REA 的贮 水箱供应除盐除气水。 12、在安注过程中，低压安注泵起什么作用

30、？ 二回路部分 1. 压水堆核电站二回路的蒸汽初参数的提高受到哪些限 制？ 2. 压水堆核电站二回路的蒸汽终参数与哪些因素有关？运 行中应怎样保证终参数较低？ 3. 哪些因素影响回热循环的热效率？怎样影响？ 4. 压水堆核电站二回路为何要采用再热？中间再热压力是 如何影响高、低压缸排汽干度的？ 1. 表面式加热器在运行时端差增大的原因有哪些？ 2. 比较混合式加热器和表面式加热器在系统和结构上的不 同特点。 3. 简要分析热力除氧的基本原理。 4. 大亚湾电厂的喷雾式除氧器在结构上怎样保证除氧效 果？ 5. 除氧器采用滑压运行时，如何应对负荷突变？ 1. 绘制 900MW 压水堆二回路的原则性热力系统图，并进行描 述（要求流程清楚，并表示各设备名称）。 2. 蒸汽排放系统有哪些作用？ 3. 回热抽汽系统中有哪些防止汽轮机进水和超速的措施有 哪些？ 4. 试描述主给水系统和凝结水系统的主要流程。