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第三章 AP1000反应堆冷却剂系统2016综述
Insulation)之间排热通道依靠自然循环将RPV 内的热量排出,
非安全相关的纵深防御功能
(1 )堆芯冷却(Core Cooling) (2) 反应堆冷却系统压力控制(RCS Pressure Control) (3) 提供工艺监测(Process Monitoring)
监测所有运行工况下反应堆冷却剂压力边界内的工艺参数, 并为多样性驱动系统(Diverse Actuation System , DAS)提供所需 信号,以便多样化触发反应堆停堆和非能动安全系统。同时,
系统示意图
冷却剂在冷却剂泵的驱动 下流过燃料组件,吸收了 核裂变产生的热能以后流 出反应堆,进入蒸汽发生 器,把热量传给二回路的 水,而冷却剂本身的温度 降低。从蒸汽发生器出来 的冷却剂再由反应堆冷却 剂泵送回反应堆去加热, 重复这个过程以持续进行 能量转换。一回路压力由 稳压器来维持和调节。
3.1 系统概述
壳体包括两部分:
上壳体(接管段)
下壳体(活性段)
过渡环
半球形底封头
3.3.1 反应堆压力容器
可拆卸带法兰半球形上封头。 压力容器封头由顶盖和法兰制成。上封头为控制棒驱动机构、 堆内测量提供了安装孔和支承,为 RPV 放气管和一体化堆顶 结构提供了支承。
压力容器主冷却剂进出管嘴、直接注
入管管嘴和堆内构件吊篮支承均位于
RCS系统能够排出稳压器和反应堆压力容器封头中积聚 的不可凝气体,以支持事故工况下的堆芯冷却能力。 (2)在严重事故条件下堆芯熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention in Severe Accident Condition)
在假想的严重事故条件下,当RCS 自动降压系统运行,
安全壳处于水淹没状态时,RPV和 RPV绝热层(RPV 从而将堆芯熔融物保持在堆内。
(3) 提供工艺监测(Process Monitoring)。
为保护安全监测系统提供所需信号,在所有电厂运行工况下用以触发反应堆自动 停堆和非能动安全系统运行。同时,便于操纵员监视系统运行,并在安全停堆运 行和事故运行期间执行必要的手动操作。
其他与取得安全许可证(执照)相关的功能
(1 ) RCS 排气(ReactorCoolant System Venting)
组成 AP1000反应堆冷却剂系统(RCS)由两条环路组成,每条环路包 括一台蒸汽发生器、两台反应堆冷却剂泵以及一根冷却剂主 管道热管段、两根冷管段,共同组成一条反应堆冷却剂闭式 循环回路。
组成 RCS系统还包括稳压器、相应的连接管道(波动管)、阀门和用 于运行控制和安全触发的仪表。 所有的RCS设备都位于反应堆安全壳内。
SG 环路及 PRZ 管道连接图
3.2 RCS 的功能、设计基准和水化学
3.2.1 反应堆冷却剂系统的功能
安全相关的功能 (1 )保持反应堆冷却剂压力边界(Reactor Coolant Pressure Boundary)的完整性; (2) 保持堆芯冷却和反应性控制(Core Cooling and Reactivity Control);
3.3.1 反应堆压力容器
AP1000 反应堆压力容器是一 个由壳体、过渡环、半球形 底封头及可拆卸带法兰半球 形上封头构成的圆柱形结构。 壳体包括两部分:上壳体 ( 接 管段 ) 和下壳体 ( 活性段 ) 。下 壳体和半球形底封头之间用 一个过渡环连接。 上壳体、下壳体、过渡段和 半球形底封头由低合金钢制 造,内部堆焊奥氏体不锈钢。
RCS 的手动卸压功能作为自动卸压的备用,可以防止多重失
效时的高压熔堆事故。
3.3
3.3.1
压 力 容 反器 应和 堆一 压体 力化 容堆 器顶 结 构
在反应堆压力容 器内部,放置堆 芯、堆芯支承结 构、控制棒及直 接与堆芯连接的 其他部件。
3.3.1 反应堆压力容器
压力容器还与一体化堆顶结构、 反应堆冷却剂管道相连接。
上壳体(接管段)。
针对任何一个图片,如何判断是进口管嘴还是出口管嘴?
在设计与制造方面的改进
(1) 压力容器的堆芯下壳体(活性段)采用了环型锻件结构,取 消了纵向焊缝; (2) 在压力容器的材料中降低了镍和铜的含量,把辐照脆化的 影响降到最低; (3) 尽可能地降低初始的“零塑性转变参考温度(RTNDT)”[RPV 活性区锻件材料(RTNDT为-28.9℃)],提高压力容器材料的断裂 韧性,以延长核电厂的运行寿期;
组成
反应堆压力容器(Reactor Pressure Vessel , RPV)
包括控制棒驱动机构安装接管 反应堆冷却剂泵(Reactor Coolant Pump , RCP) 蒸汽发生器(Steam Generator , SG) 包括与其相连接通往一条反应堆冷却剂主管道热管段的波动管线 稳压器(Pressurizer, PRZ) 安全阀(Safety Valves) 和自动降压系统(Automatic Depressurization System , ADS)的阀门;
为操纵员提供所需信号以便通过多样性驱动系统来手动触发
反应堆停堆和非能动安全系统,作为保护和安全监测系统的 后备。
(4)反应堆冷却剂系统排气(RCS Venting)
RCS 能够通过手动有限的卸压以缓解蒸汽发生器传热管破裂 事故和协助反应堆冷却剂系统停运后的冷却。这种能力为假 想多重失效时的堆芯冷却提供支持。
第三章 AP1000反应堆冷却剂系统 (Reactor Coolant System , RCS)
功能
RCS 将反应堆系统中堆芯核裂变放出的热能转化为高温饱和
蒸汽,并输送到汽轮发电机组转化为电能(二回路系统)。
反应堆冷却剂系统压力边界为堆芯释放的放射性提供了一个 包容的屏障,并使电厂在整个运行过程中都保持其高度的完 整性。
反应堆压力容器顶盖(上封头)上的排气管道(Reactor Vessel Head Vent)
和排气管道隔离阀(Head Vent Isolation Valves); 上述主要部件之间相互连接的管道及其支承;
与通往辅助系统和支持系统之间相互连接的管道及其支承。
AP1000 RCS布置