核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)講義

1、核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)講義本講義是針對(duì)一回路及相關(guān)輔助系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。所包含的內(nèi)容主要分三個(gè)方面：一回路主回路系統(tǒng)（rcp），一回路輔助系統(tǒng)（rcv、rea 、rra、ptr），核安全系統(tǒng)（ris、eas、asg）等。故我們的學(xué)習(xí)應(yīng)該從這三方面入手分系統(tǒng)的掌握。本教材在詳細(xì)介紹ojt206所涉及的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)操作使大家對(duì)ojt206的知識(shí)有一個(gè)全面的了解。第一章、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（rcp）反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)是核電站的重要關(guān)鍵系統(tǒng)。它集中了核島部分除堆本體外對(duì)安全運(yùn)行至關(guān)緊要的主要設(shè)備。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)與壓力殼一起組成一回路壓力邊界，成為防止放射性物質(zhì)外泄的第二道安全屏障。核電站通常把核反

2、應(yīng)堆、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及相關(guān)輔助系統(tǒng)合稱(chēng)為核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。大亞灣壓水堆電站一回路冷卻劑系統(tǒng)由對(duì)稱(chēng)并聯(lián)到壓力殼進(jìn)出口接管上的三條密封環(huán)路構(gòu)成。每條環(huán)路由一臺(tái)冷卻劑主泵、一臺(tái)蒸汽發(fā)生器以及相應(yīng)的管道、閥門(mén)組成。整個(gè)一回路共用一臺(tái)穩(wěn)壓器以及與其相當(dāng)?shù)男秹合?。反?yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的壓力依靠穩(wěn)壓器的電加熱元件和噴霧器自動(dòng)調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定。一、 rcp系統(tǒng)的主要安全功能和要求rcp系統(tǒng)的主要功能是利用主泵驅(qū)使一回路冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)流動(dòng)，將堆芯核燃料裂變產(chǎn)生的熱量帶出堆外，通過(guò)蒸汽發(fā)生器傳給二回路給水產(chǎn)生蒸汽，冷卻劑在導(dǎo)出堆芯熱量的過(guò)程中冷卻堆芯，防止燃料元件棒燒毀。壓力殼內(nèi)冷卻劑還兼作堆芯核燃料裂變產(chǎn)生的快中子的慢

3、化劑和堆芯外圍的中子反射層。冷卻劑水中溶有硼酸，因此堆內(nèi)含硼冷卻劑又可作為中子吸收劑。根據(jù)工況需要調(diào)節(jié)冷卻劑中含硼濃度，可配合控制棒組件用以控制、補(bǔ)償堆芯反應(yīng)性的變化。系統(tǒng)內(nèi)的穩(wěn)壓器用于控制一回路冷卻劑系統(tǒng)壓力，以防止堆芯產(chǎn)生偏離泡核沸騰。當(dāng)一回路冷卻劑系統(tǒng)壓力過(guò)高時(shí)，穩(wěn)壓器安全閥則能實(shí)現(xiàn)超壓保護(hù)。當(dāng)發(fā)生作為第一道安全屏障的燃料元件棒包殼破損、燒毀事故時(shí)，rcp系統(tǒng)的壓力邊界可作為防止放射性物質(zhì)泄漏的第二道安全屏障。為此，對(duì)rcp系統(tǒng)安全功能和設(shè)計(jì)的要求是： 1系統(tǒng)應(yīng)提供足夠的傳遞熱量的能力，能將堆芯產(chǎn)生的熱量帶出并傳給二回路介質(zhì)。 2在正常運(yùn)行及預(yù)期瞬態(tài)工況下能對(duì)堆芯提供適當(dāng)?shù)睦鋮s，并保證足

4、夠的燒毀余量，防止發(fā)生燃料包殼損傷。在事故工況下，為保證反應(yīng)堆具有冷源，系統(tǒng)的布置要能夠使冷卻劑淹沒(méi)堆芯并形成充分的自然循環(huán)，以導(dǎo)出堆芯余熱，避免燃料超過(guò)溫度極限。 3系統(tǒng)應(yīng)做到冷卻劑中含硼濃度均勻；能限制冷卻劑溫度變化的速率，以保證不出現(xiàn)由這些因素而引起的反應(yīng)性變化失控。4rcp壓力邊界應(yīng)能適應(yīng)與運(yùn)行瞬態(tài)工況相應(yīng)的溫度、壓力，并留有余度。5任一冷卻劑環(huán)路管道斷裂，不會(huì)導(dǎo)致其他管道的損壞，并仍能確保堆芯的冷卻。6主泵應(yīng)能提供足夠的流量以滿(mǎn)足熱量轉(zhuǎn)移和堆芯冷卻要求。系統(tǒng)和主泵在事故狀態(tài)下應(yīng)具有足夠的慣性流量；即使在一臺(tái)主泵轉(zhuǎn)子卡死時(shí)也不影響堆芯冷卻。7蒸汽發(fā)生器是系統(tǒng)中唯一與二回路存在交界面的設(shè)

5、備，因此要求蒸汽發(fā)生器的管子、管板的邊界面盡可能避免將堆芯產(chǎn)生的放射性物質(zhì)泄漏到二回路系統(tǒng)。8應(yīng)能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行泄漏檢測(cè)。對(duì)預(yù)料的泄漏，如壓力殼密封、主泵及某些閥桿的密封，應(yīng)通過(guò)引漏系統(tǒng)進(jìn)行收集，防止一回路冷卻劑釋放到安全殼空間。9穩(wěn)壓器應(yīng)能維持系統(tǒng)正常運(yùn)行壓力，在電站負(fù)荷變化和冷卻劑溫度、體積變化時(shí)，壓力能被限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。在電站滿(mǎn)功率下甩負(fù)荷而反應(yīng)堆功率未能及時(shí)跟蹤情況下，反應(yīng)堆與汽輪機(jī)功率失配而引起系統(tǒng)壓力上升時(shí)，穩(wěn)壓器超壓保護(hù)應(yīng)能及時(shí)動(dòng)作。安全閥的排放能力應(yīng)能使壓力波動(dòng)限制在規(guī)定范圍內(nèi)。10全部rcp系統(tǒng)壓力邊界設(shè)備應(yīng)按照相應(yīng)安全一級(jí)的規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)、選材、加工組裝、安裝調(diào)試及運(yùn)行中

6、遵循最高的質(zhì)量要求。二、 rcp系統(tǒng)說(shuō)明 主系統(tǒng)描述大亞灣核電站壓水堆具有三條相同的傳熱環(huán)路。每條環(huán)路設(shè)一臺(tái)主泵、一臺(tái)蒸汽發(fā)生器。運(yùn)行時(shí)，主泵強(qiáng)迫冷卻劑在壓力殼及環(huán)路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。被堆芯加熱的冷卻劑從壓力殼出口接管流出，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，將熱量傳遞給二回路介質(zhì)，然后通過(guò)主泵將冷卻劑由壓力殼入口接管壓入堆芯，如此重復(fù)循環(huán)。位于壓力殼出口和蒸汽發(fā)生器入口之間的管段稱(chēng)為環(huán)路熱段，主泵與壓力殼入口之間的管段為環(huán)路冷段。蒸汽發(fā)生器與主泵間的管段為過(guò)渡段。rcp系統(tǒng)還包括一個(gè)穩(wěn)壓器及其與之相關(guān)的卸壓箱和冷卻劑壓力控制、超壓保護(hù)設(shè)備。穩(wěn)壓器通過(guò)波動(dòng)管接到1號(hào)環(huán)路的熱段（圖21）。三、 rcp系統(tǒng)運(yùn)行工況大亞灣核

7、電站壓水堆運(yùn)行工況有冷停堆、中間停堆、熱停堆、熱備用和功率運(yùn)行五種。其中冷停堆又可分為換料冷停堆、維修冷停堆和正常冷停堆三種；中間停堆可分為單相中間停堆、兩相中間停堆和正常中間停堆三種。因此也可以認(rèn)為其運(yùn)行工況共有九種。各種運(yùn)行工況分類(lèi)主要受反應(yīng)堆臨界狀態(tài)、rcp系統(tǒng)運(yùn)行方式、反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)冷卻劑溫度、壓力等條件制約。 運(yùn)行工況 1、換料冷停堆換料冷停堆是指反應(yīng)堆更換核燃料操作時(shí)的停堆運(yùn)行方式，部分一回路壓力邊界維修也可在此時(shí)進(jìn)行。此工況的反應(yīng)堆處于次臨界，停堆深度大于5000 pcm，冷卻劑硼濃度不小于2100 ppm，所有控制棒插入堆芯。壓力殼頂蓋打開(kāi)，堆內(nèi)上部構(gòu)件移出。一回路冷卻劑壓

8、力為大氣壓，溫度在1060 之間。設(shè)置溫度低限是為了避免冷卻劑內(nèi)硼酸結(jié)晶；高限是為了便于堆頂裝卸料操作。冷卻劑溫度控制及硼濃度均勻化由rra系統(tǒng)進(jìn)行（至少投入一臺(tái)泵和一臺(tái)熱交換器），ptr系統(tǒng)作備用。冷卻劑化學(xué)和容積控制由rcv、rea及ptr系統(tǒng)完成。換料水池水位高于壓力殼法蘭面8.5 m，以保證換料過(guò)程有足夠的生物屏蔽。已采取防硼酸稀釋隔離措施。停堆狀態(tài)中子通量高報(bào)警系統(tǒng)投入，其報(bào)警定值為停堆測(cè)量值的23倍。2、維修冷停堆維修冷停堆是指允許對(duì)一回路部分設(shè)備進(jìn)行維修的停堆運(yùn)行方式。此工況一回路打開(kāi)（穩(wěn)壓器人孔打開(kāi)作為標(biāo)志），壓力等于大氣壓。冷卻劑平均溫度在1070 之間?；芈肪S修部分根據(jù)需要

9、水被排空，但rcp系統(tǒng)水位不能低于保證rra系統(tǒng)泵正常運(yùn)行所要求的低限值。在接近低水位限值狀態(tài)時(shí)，冷卻劑最高溫度被限制在60 。其余要求條件與換料冷停堆工況相同。3、正常冷停堆此工況要求反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)，停堆深度大于1000 pcm，除停堆棒組（s棒組）和溫度棒組（r棒組）外，其余控制棒組插入堆芯5步處。rcp系統(tǒng)封閉（穩(wěn)壓器人孔已蓋封，但排氣疏水系統(tǒng)（rpe）可投用），壓力在30 bar（abs）以下。冷卻劑平均溫度在1090 之間。一回路壓力低于5.5 bar（abs），則s、r棒組也需插入堆芯5步處，且要求冷卻劑硼濃度大于2100 ppm。這是因?yàn)閴毫Φ蜁r(shí)，冷卻劑對(duì)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤(rùn)

10、滑不充分，有可能會(huì)發(fā)生卡棒；2100 ppm的硼濃度要求是為了保證有足夠的停堆余度。冷卻劑平均溫度大于70 時(shí)必須有一臺(tái)主泵運(yùn)行，這是為了避免70 以上啟動(dòng)第一臺(tái)主泵可能會(huì)造成超壓。冷卻劑溫度控制及硼濃度均勻化由rra系統(tǒng)進(jìn)行，蒸汽發(fā)生器可投用。系統(tǒng)壓力由rcv系統(tǒng)控制，由rra系統(tǒng)安全閥提供超壓保護(hù)，一組穩(wěn)壓器安全閥作備用。rcp系統(tǒng)充水、補(bǔ)水、凈化由rcv、rea及rtr系統(tǒng)進(jìn)行。4、單相中間停堆單相中間停堆是指一回路充水排氣后穩(wěn)壓器充滿(mǎn)水（單相）的運(yùn)行方式。此工況要求rcp系統(tǒng)冷卻劑溫度控制在90180 之間，壓力控制在2430 bar（abs）之間，至少有一臺(tái)主泵投運(yùn)。rcp系統(tǒng)由rc

11、v和rea系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水和凈化。其余要求條件與正常冷停堆工況相同。5、 兩相中間停堆兩相中間停堆是指rcp系統(tǒng)的穩(wěn)壓器由單相向兩相過(guò)渡，rcp系統(tǒng)冷卻劑壓力由rcv系統(tǒng)控制向rcp系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制過(guò)渡的過(guò)渡運(yùn)行方式（或者向反方向過(guò)渡）。此工況反應(yīng)堆處于次臨界，停堆深度大于1000 pcm，除停堆棒組（s棒組）和溫度棒組（r棒組）外，其余控制棒組插入堆芯5步處。rcp系統(tǒng)壓力在2430 bar（abs）之間，冷卻劑溫度在120180 之間。120 為在穩(wěn)壓器中建立汽腔的最低溫度。當(dāng)穩(wěn)壓器汽腔形成時(shí)，rcv系統(tǒng)對(duì)冷卻劑壓力控制已變得困難，所以當(dāng)較為穩(wěn)定的穩(wěn)壓器汽腔形成后，應(yīng)盡快轉(zhuǎn)入由穩(wěn)壓器控制系

12、統(tǒng)壓力。穩(wěn)壓器水位由水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。至少有一臺(tái)主泵投運(yùn)，有二臺(tái)蒸汽發(fā)生器可以投用。rcv和rea系統(tǒng)正常運(yùn)行，運(yùn)行的rra系統(tǒng)準(zhǔn)備退出運(yùn)行（或者相反，停運(yùn)的rra系統(tǒng)已準(zhǔn)備好，即將投入運(yùn)行）。在此工況下，如果三臺(tái)主泵均不能投運(yùn)時(shí)，反應(yīng)堆停堆深度必須大于3200pcm。rcp系統(tǒng)冷卻劑溫度180 是rra系統(tǒng)運(yùn)行的最高溫度極限。6、正常中間停堆當(dāng)rra系統(tǒng)與rcp系統(tǒng)完成隔離后，反應(yīng)堆就由兩相中間停堆進(jìn)入到正常中間停堆運(yùn)行方式。此工況反應(yīng)堆處于次臨界，停堆深度大于1000 pcm，控制棒位置狀態(tài)同上。rcp系統(tǒng)壓力由穩(wěn)壓器控制在24155 bar（abs）之間，冷卻劑溫度在160291.4 之

13、間。穩(wěn)壓器水位維持在零負(fù)荷整定值上。冷卻劑溫度至少由2臺(tái)蒸汽發(fā)生器控制，至少2臺(tái)主泵投運(yùn)。rcv、rea系統(tǒng)和s.g gct系統(tǒng)及are或asg在運(yùn)行中。應(yīng)急安全設(shè)施已準(zhǔn)備好。7、熱停堆此工況反應(yīng)堆處于次臨界，要求停堆深度在10001770 pcm之間（相對(duì)應(yīng)于冷卻劑硼濃度6900 ppm，大于690 ppm時(shí)，停堆深度在1000pcm），除s棒組外，其余控制棒組插入堆芯5步處。rcp系統(tǒng)壓力由穩(wěn)壓器控制在155 bar（abs）。冷卻劑溫度在291.4 ，由蒸汽發(fā)生器gct系統(tǒng)控制（排向大氣或冷凝器）。穩(wěn)壓器水位維持在零負(fù)荷整定值上。至少有二臺(tái)主泵二臺(tái)蒸汽發(fā)生器運(yùn)行，其中一組為1號(hào)環(huán)路。蒸汽

14、發(fā)生器給水由asg或are系統(tǒng)供給。rcp系統(tǒng)化容控制由rcv和rea系統(tǒng)進(jìn)行。在此工況下如果三臺(tái)主泵均不能投運(yùn)或僅一臺(tái)主泵運(yùn)行超過(guò)24小時(shí)，則要求反應(yīng)堆停堆深度大于3200 pcm或者使反應(yīng)堆轉(zhuǎn)入冷停堆運(yùn)行方式。8、熱備用此工況反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)，堆功率2 %額定功率（主要受asg供水限制）。s棒組位于堆頂，r棒組件位于調(diào)節(jié)帶，g棒組處于整定棒位上。三個(gè)環(huán)路的主泵和蒸汽發(fā)生器均投入運(yùn)行。其余運(yùn)行條件要求同熱停堆運(yùn)行方式。反應(yīng)堆在計(jì)劃降負(fù)荷后或在換料后的物理試驗(yàn)期間，均要經(jīng)過(guò)熱備用狀態(tài)。9、功率運(yùn)行此工況反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)，堆功率在2 %100 %額定功率之間，控制棒位置同上（其中堆功率在2

15、%15 %額定功率之間也可稱(chēng)為低功率運(yùn)行工況）。此時(shí)rcp系統(tǒng)冷段溫度、熱段溫度、平均溫度及蒸汽溫度與負(fù)荷之間的關(guān)系如圖233。穩(wěn)壓器維持rcp系統(tǒng)壓力155 bar（abs），穩(wěn)壓器水位在20.4 %64.3 %（相應(yīng)飽和溫度291.4310 ）之間變化。此時(shí)主給水系統(tǒng)（are）和主蒸汽系統(tǒng)（vvp）正常運(yùn)行，蒸汽旁路系統(tǒng)（gct）處于備用。rcp系統(tǒng)三個(gè)環(huán)路同時(shí)運(yùn)行。九個(gè)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行工況的主要參數(shù)和條件列于表26。表26 標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行工況序號(hào)運(yùn)行方式次臨界度控制棒位堆功率一回路平均均溫度tav一回路壓力/bar(abs)穩(wěn)壓器狀態(tài)溫度控制壓力控制 主泵運(yùn) 行 數(shù)1換料冷停堆5000 pcm所有棒在

16、堆內(nèi)源量程10tav60大氣壓排空rraptr備用/無(wú)2維修冷停堆5000 pcm所有棒在堆內(nèi)源量程10tav70大氣壓排空rraptr備用/無(wú)3正常冷停堆1000 pcm g棒在堆內(nèi) s、r棒在堆外源量程10tav9030單相rrasg備用rcv13vptav70時(shí)至少一臺(tái)4單相中間停堆1000 pcmg棒在堆內(nèi)s、r棒在堆外源量程90tav18024p30單相rrasg備用rcv13vp15兩相中間停堆1000 pcmg棒在堆內(nèi) s、r棒在堆外源量程120tav18024p30汽水兩相rrasg備用穩(wěn)壓器或rcv13vp16正常中間停堆1000 pcmg棒在堆內(nèi) s、r棒在堆外源量程160

17、tav291.424p155汽水兩相s.ggctasg或are穩(wěn)壓器27熱停堆圖14.2的限制線(xiàn)r、g棒在堆內(nèi) s、棒在堆外源量程291.4155汽水兩相s.ggctasg或are穩(wěn)壓器28熱備用0s棒在堆外r棒在調(diào)節(jié)帶g棒在整定棒位上中間量程10-5p2%pn291.4155汽水兩相s.ggctasg或are穩(wěn)壓器39功率運(yùn)行0同上2%p100%pn291.4tav310155汽水兩相s.ggct/汽機(jī)are穩(wěn)壓器3四、rcp系統(tǒng)溫度、壓力限制反應(yīng)堆標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行工況的溫度、壓力限制標(biāo)注在圖234上。1飽和曲線(xiàn)圖上飽和曲線(xiàn)的上方為液態(tài)，下方為汽態(tài)，rcp系統(tǒng)冷卻劑在任何情況下都應(yīng)工作在飽和曲線(xiàn)的上

18、方并保持一定距離。只有穩(wěn)壓器內(nèi)冷卻劑工作在飽和曲線(xiàn)上。蒸汽發(fā)生器二回路側(cè)冷卻介質(zhì)大多數(shù)情況下工作在飽和曲線(xiàn)上，靜態(tài)時(shí)該冷卻介質(zhì)溫度與rcp系統(tǒng)冷卻劑溫度相等，壓力為此溫度下的飽和壓力。2rcp系統(tǒng)運(yùn)行溫度上限線(xiàn)從核安全角度考慮，除穩(wěn)壓器外，rcp系統(tǒng)任何部位都不允許出現(xiàn)冷卻劑沸騰，尤其是在燃料元件表面。另外也要避免主泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泵吸入口局部汽化，造成主泵葉片汽蝕。故rcp系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)限制最高堆入口溫度應(yīng)比運(yùn)行壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度低50 。實(shí)際限制冷卻劑平均溫度比相應(yīng)飽和溫度低50 。這樣在帶功率狀態(tài)，堆入口冷卻劑溫度被限制得更低，是安全的。3rcp系統(tǒng)運(yùn)行溫度下限線(xiàn)穩(wěn)壓器作為rcp系統(tǒng)壓力控制設(shè)備時(shí)

19、，穩(wěn)壓器內(nèi)冷卻劑溫度大于其他部位冷卻劑溫度。穩(wěn)壓器與一回路管道之間連接波動(dòng)管的熱應(yīng)力隨上述兩者間的溫度差增大而加大。為限制熱應(yīng)力給波動(dòng)管造成損害，規(guī)定一回路冷卻劑平均溫度最低不得低于運(yùn)行壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度（即穩(wěn)壓器內(nèi)冷卻劑溫度）110。4rcp系統(tǒng)額定運(yùn)行壓力線(xiàn)rcp系統(tǒng)額定運(yùn)行壓力為155bar（abs），它受回路設(shè)計(jì)的機(jī)械強(qiáng)度的限制。為防止系統(tǒng)超壓對(duì)設(shè)備造成破壞，穩(wěn)壓器上設(shè)有三個(gè)安全閥組，其動(dòng)作壓力分別整定在166、170、172 bar（abs）。5蒸汽發(fā)生器管板兩側(cè)最大壓差限制線(xiàn)蒸汽發(fā)生器管板是一塊開(kāi)有許多孔的平板，由于受機(jī)械強(qiáng)度和應(yīng)力的限制，管板兩側(cè)壓差被限制在110 bar。管板一

20、回路側(cè)為rcp系統(tǒng)壓力（prcp），二回路側(cè)為rcp系統(tǒng)冷卻劑溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓力（psat，蒸汽發(fā)生器無(wú)功率輸出時(shí)），所以rcp系統(tǒng)壓力應(yīng)限制在系統(tǒng)溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力再加上110 bar的壓力以?xún)?nèi)。6主泵運(yùn)行最低壓力限制線(xiàn)主泵的最低啟動(dòng)運(yùn)行壓力規(guī)定大于24bar（abs），以抬起1號(hào)軸封動(dòng)環(huán)，使1號(hào)軸封動(dòng)、靜環(huán)間隙進(jìn)入可調(diào)節(jié)狀態(tài)，這樣也能有效避免主泵葉輪汽蝕。同時(shí)要求rcv系統(tǒng)使1號(hào)軸封兩端壓差大于19bar，在主泵啟動(dòng)前使軸封兩端面分離，使1號(hào)軸封泄漏量大于50l/h，達(dá)到潤(rùn)滑、冷卻目的。7rra系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)限制線(xiàn)rra系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最高運(yùn)行溫度為180，最高運(yùn)行壓力為30 bar（abs

21、）。因此，在rcp系統(tǒng)升溫、升壓時(shí)，rra系統(tǒng)必須在此限值之前隔離、退出運(yùn)行。同時(shí)，rra系統(tǒng)還規(guī)定了最低投入溫度為160 ，這是為了防止反應(yīng)堆壓力殼在整個(gè)壽期內(nèi)發(fā)生脆性斷裂。因?yàn)閞cp系統(tǒng)冷卻劑溫度在160 以下如果仍未投入rra系統(tǒng)，那么rcp系統(tǒng)壓力發(fā)生意外升高時(shí)，壓力保護(hù)只能依靠穩(wěn)壓器安全閥組（最低動(dòng)作壓力整定值為166 bar（abs），這在壓力殼壽期末是很危險(xiǎn)的。而此時(shí)如果已投入rra系統(tǒng)，則該系統(tǒng)有二個(gè)不同定值的安全閥進(jìn)行超壓保護(hù)，它們的壓力定值分別為40和45 bar（abs），這樣就消除了壓力殼發(fā)生脆性斷裂的可能。8gct系統(tǒng)大汽排放閥整定值限制線(xiàn)蒸汽發(fā)生器二回路側(cè)的運(yùn)行狀態(tài)

22、直接影響著一回路。二回路側(cè)最大運(yùn)行壓力為76 bar（abs），這是由gct系統(tǒng)的大氣排放閥整定值來(lái)保證的，其對(duì)應(yīng)的飽和溫度即是291.4 。9硼結(jié)晶溫度限制線(xiàn)硼酸在水中的溶解度隨溫度升高而增加，為防止低溫時(shí)一回路水中的硼酸結(jié)晶析出，限制一回路冷卻劑溫度不得低于10 。10主泵啟動(dòng)溫度限制線(xiàn)rcp系統(tǒng)冷卻劑溫度超過(guò)70時(shí)，要求至少要有一臺(tái)主泵投入運(yùn)行，以避免啟動(dòng)第一臺(tái)主泵時(shí)造成rcp系統(tǒng)超壓。這是因?yàn)閬?lái)自rcv系統(tǒng)的冷的軸封注水，約有1.12 m3/h通過(guò)泵軸承進(jìn)入并滯留在泵腔及其附近的管道內(nèi)，當(dāng)在冷卻劑溫度70 以上啟動(dòng)主泵時(shí)，這部分冷水將會(huì)在堆芯、蒸汽發(fā)生器及管路內(nèi)與高溫水混合、加熱膨脹，

23、從而使rcp系統(tǒng)超壓（此時(shí)穩(wěn)壓器為單相），導(dǎo)致rra系統(tǒng)安全閥開(kāi)啟。冷水進(jìn)入堆芯，同時(shí)還存在反應(yīng)堆引入正反應(yīng)性的危險(xiǎn)。第二章 一回路輔助系統(tǒng)化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（rcv）一、化學(xué)和容積控制系統(tǒng)的功能化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（rcv）是反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（rcp）的主要輔助系統(tǒng)，它是一個(gè)封閉的加壓的系統(tǒng)。rcv系統(tǒng)的主要功能是：1容積控制，用以保持反應(yīng)堆rcp系統(tǒng)內(nèi)的水容積，吸收穩(wěn)壓器吸收不了的水容積變化，使穩(wěn)壓器水位維持在隨冷卻劑溫度而變化的水位整定值上。利用rcv系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)、補(bǔ)償rcp系統(tǒng)冷卻劑因溫度變化、向系統(tǒng)外泄漏或上充（包括軸封注水）和下泄流量不平衡導(dǎo)致的水容積變化；2反應(yīng)性控制，與反應(yīng)堆硼和水

24、補(bǔ)給系統(tǒng)（rea）相配合，通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻劑硼濃度來(lái)控制反應(yīng)堆內(nèi)反應(yīng)性的變化，以及保證足夠的停堆深度；3化學(xué)控制，通過(guò)凈化處理，去除冷卻劑中裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物，從而控制一回路的放射性水平，提高冷卻劑水質(zhì)。與反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（rea）配合，通過(guò)給冷卻劑加藥，用以給冷卻劑除氧、調(diào)整ph值。rcv系統(tǒng)的輔助功能是：1為冷卻劑泵提供經(jīng)過(guò)過(guò)濾、冷卻的軸封水和水泵軸承冷卻、潤(rùn)滑水；2為穩(wěn)壓器提供輔助噴淋冷水；3為反應(yīng)堆及rcp系統(tǒng)進(jìn)行充水排氣及打壓檢漏試驗(yàn)；4在穩(wěn)壓器充滿(mǎn)水單相運(yùn)行時(shí)，控制rcp系統(tǒng)的壓力；5接收rcp系統(tǒng)運(yùn)行中冷卻劑水的過(guò)剩下泄；6在余熱排放系統(tǒng)（rra）準(zhǔn)備投入前，通過(guò)向rcv系統(tǒng)下泄

25、，以加熱rra系統(tǒng)介質(zhì)。rcv系統(tǒng)的安全功能是：1在rcp系統(tǒng)發(fā)生小破口事故時(shí)，rcv系統(tǒng)能維持rcp系統(tǒng)的水裝量；2在正常停堆或發(fā)生卡棒、彈棒等反應(yīng)性事故時(shí)，與rea系統(tǒng)配合，共同確保反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)；3在安全注入系統(tǒng)（ris）投入向堆芯注水時(shí)，rcv系統(tǒng)向rcp系統(tǒng)緊急注入硼酸溶液。此時(shí)rcv系統(tǒng)上充泵作為高壓安全注入泵投入運(yùn)行。二、化學(xué)和容積控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)1、容積控制反應(yīng)堆按規(guī)定的速率升、降溫或改變功率時(shí)，rcv系統(tǒng)應(yīng)能維持rcp系統(tǒng)有合適的水裝量；應(yīng)能承擔(dān)rcp系統(tǒng)從冷態(tài)到熱態(tài)的啟動(dòng)過(guò)程，或從熱態(tài)到冷態(tài)的停閉過(guò)程中以最大速率升、降溫而產(chǎn)生的最大的冷卻劑體積變化速率；應(yīng)有足夠的能

26、力補(bǔ)償rcp系統(tǒng)小破口泄漏，并仍有能力足以保持rcp系統(tǒng)合適的水容積。2、反應(yīng)性控制rc系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)壓水堆運(yùn)行要求，改變冷卻劑中硼的濃度，配合控制棒組件控制反應(yīng)性較慢的變化。rcv系統(tǒng)控制的反應(yīng)性應(yīng)包括，在首次裝料時(shí)與可燃毒物一起控制堆芯的全部后備反應(yīng)性；補(bǔ)償由于慢化劑和燃料溫度變化而引起的堆芯反應(yīng)性的變化；補(bǔ)償運(yùn)行中裂變產(chǎn)物氙和釤積累及負(fù)荷變化或停堆引起氙濃度變化而導(dǎo)致的反應(yīng)性變化；維持反應(yīng)堆停堆檢修、換料操作中應(yīng)具有的足夠的停堆深度。rcv系統(tǒng)還應(yīng)做到在反應(yīng)堆壽期的任何時(shí)候，不依靠控制棒組件能獨(dú)立地停堆，并繼續(xù)向冷卻劑中注入足夠的硼酸，以補(bǔ)償氙的衰變、冷卻劑降溫引起的反應(yīng)性增加，以維持足夠的

27、停堆深度。另外，還需考慮堆芯冷卻劑因溫度升高，水體積膨脹會(huì)引起部分含硼冷卻劑被擠出，堆芯硼含量相應(yīng)下降而造成反應(yīng)性增加。這種正反應(yīng)性變化必須小于慢化劑及燃料溫度升高造成的負(fù)反應(yīng)性變化。為此，冷卻劑硼濃度一般應(yīng)控制在11001200 ppm之下，以維持反應(yīng)堆綜合的反應(yīng)性溫度效應(yīng)仍為負(fù)。3、 水質(zhì)控制冷卻劑的水質(zhì)控制包括化學(xué)水質(zhì)控制和放射性水平控制。rcv系統(tǒng)除需保證冷卻劑正常運(yùn)行中的水質(zhì)指標(biāo)外，還要滿(mǎn)足在規(guī)定的允許燃料包殼破損率下仍能保持冷卻劑達(dá)到規(guī)定的放射性水平和水質(zhì)指標(biāo)。冷卻劑的放射性來(lái)自水及其雜質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物、化學(xué)添加劑吸收中子被活化，以及從燃料包殼內(nèi)釋放出的裂變產(chǎn)物。其中絕大部分來(lái)自裂變產(chǎn)

28、物，小部分來(lái)自被活化的腐蝕產(chǎn)物。裂變產(chǎn)物中惰性氣體氪（kr）、氙（xe）占總放射性的90 %以上，碘（i）占3 %，銣（rb）、鉬（mo）各占1 %，銫（cs）占0.7 %。一個(gè)100萬(wàn)kw級(jí)壓水堆在1 %燃料包殼破損后，其在冷卻劑中總的放射性比活度約為0.2 ci/l。在這種情況下，rcv系統(tǒng)應(yīng)能使冷卻劑達(dá)到壓水堆電站對(duì)冷卻劑總放射性規(guī)定10-510-6 ci/l量級(jí)的指標(biāo)?；瘜W(xué)和容積控制系統(tǒng)應(yīng)能使冷卻劑保持在規(guī)定的化學(xué)水質(zhì)指標(biāo)范圍內(nèi)，以控制對(duì)材料的腐蝕速率，減少腐蝕產(chǎn)物積累，保障設(shè)備使用壽命。rcv系統(tǒng)所設(shè)置的過(guò)濾、凈化裝置用以去除冷卻劑中的有害雜質(zhì)，添加聯(lián)氨以去除水中溶解氧，添加氫以抑制

29、堆芯冷卻劑水的輻照分解，添加lioh以控制調(diào)節(jié)ph值。rcv系統(tǒng)凈化用離子交換樹(shù)脂有效地將冷卻劑電導(dǎo)率降低一個(gè)量級(jí)以上，但是離子交換樹(shù)脂的工作溫度必須在60 以下，需要嚴(yán)格控制以避免樹(shù)脂在高溫下破壞失效。凈化系統(tǒng)又處在常壓下運(yùn)行，所以還需在rcv系統(tǒng)下泄水從292 降溫至45 后將下泄流壓力從155bar（abs）降壓至（25）bar（abs）。相反，在上充至rcp系統(tǒng)前，事先升壓升溫。三、化學(xué)和容積控制系統(tǒng)基本控制原理1、容積控制原理rcv系統(tǒng)容積控制是為了保持rcp系統(tǒng)的水容積，吸收掉穩(wěn)壓器吸收不了的水容積的變化，使穩(wěn)壓器水位維持在其隨冷卻劑平均溫度而設(shè)定的整定值上。rcv系統(tǒng)容積控制需要

30、一個(gè)連續(xù)流量的調(diào)節(jié)，這是因?yàn)槔鋮s劑泵需要衡定的軸承冷卻、潤(rùn)滑水和衡定的軸封注水；rcp系統(tǒng)負(fù)荷變化及冷卻劑溫度變化需要補(bǔ)償；rcp系統(tǒng)泄漏需要補(bǔ)償；化學(xué)控制需要連續(xù)凈化；反應(yīng)性控制需要進(jìn)行冷卻劑硼濃度調(diào)整，這些都是隨時(shí)需要進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的。容積控制原理如圖31。化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（rcv）從rcp系統(tǒng)冷段引出下泄流經(jīng)容積控制箱，再由上充泵把上充流打回rcp系統(tǒng)。反應(yīng)堆穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，上充流量與下泄流量相等，當(dāng)rcp系統(tǒng)內(nèi)冷卻劑體積發(fā)生變化時(shí)，穩(wěn)壓器水位發(fā)生變化，水位偏離整定值，調(diào)節(jié)上充流量，使穩(wěn)壓器水位恢復(fù)在整定水位上。但是，容積控制箱容積僅為8.9 m3，箱內(nèi)正常水位水容積為3.4 m3，因此容量

31、是有限的。在rcp系統(tǒng)升溫、降溫、或其他瞬態(tài)水體積有很大變化時(shí)，可由其他系統(tǒng)相配合，當(dāng)容積控制箱水位高時(shí)，可把水排放到硼回收系統(tǒng)（tep），當(dāng)容積控制箱水位低時(shí)，由硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（rea）按需要進(jìn)行補(bǔ)給。 2、化學(xué)控制原理為了把rcp系統(tǒng)所有部件的腐蝕限制在最低程度；避免雜質(zhì)沉積在系統(tǒng)內(nèi)，特別是在燃料元件表面而導(dǎo)致包殼傳熱惡化過(guò)熱損壞；避免rcp系統(tǒng)冷卻劑中被活化的腐蝕產(chǎn)物和裂變產(chǎn)物的積累，放射性水平增加，需要通過(guò)化學(xué)控制，維持冷卻劑水化學(xué)性質(zhì)在規(guī)定的限值之內(nèi)。核電站壓水堆建成投入運(yùn)行后，冷卻劑的水化學(xué)性質(zhì)的控制就成了防止rcp系統(tǒng)所有部件腐蝕，降低放射性本底的基本手段。引起腐蝕的主要因素是：

32、1) ph值冷卻劑水的ph值表示冷卻劑的酸堿度。室溫下（22 ）中性溶液ph值為7，酸性溶液ph值小于7，堿性溶液ph值大于7。ph值隨溫度而變化，高溫下中性溶液純水的ph值向7以下偏移。在壓水堆中，冷卻劑略偏堿性能提高不銹鋼和鎳基合金的耐腐蝕性。但對(duì)鋯合金，水質(zhì)偏堿ph值達(dá)到12時(shí)會(huì)導(dǎo)致腐蝕加快，因此壓水堆冷卻劑ph值以9.510.5為最佳。另外，在堿性溶液中腐蝕產(chǎn)物會(huì)從熱表面上溶解轉(zhuǎn)移到冷表面上沉積，這有利于防止rcp系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物向堆芯轉(zhuǎn)移，且能使沉積于堆芯的腐蝕產(chǎn)物向堆芯外轉(zhuǎn)移。rcp系統(tǒng)中，用于反應(yīng)性控制的硼酸會(huì)使冷卻劑呈弱酸性，所以要用添加ph值控制劑來(lái)提高冷卻劑的ph值。1) 水中

33、氧氧是活潑的腐蝕元素，它與多種元素結(jié)合生成氧化物。它還是其他元素侵蝕鋼材的催化劑。因此冷卻劑水中游離氧的存在是造成金屬結(jié)構(gòu)材料腐蝕的重要原因。氧在冷卻劑中的主要來(lái)源是來(lái)自rea系統(tǒng)經(jīng)熱力除氧后的補(bǔ)給水中仍殘留的溶解氧；冷卻劑在檢修、換料中與空氣中的氧直接接觸而溶入的氧；以及冷卻劑在堆芯輻照分解生成的氧。壓水堆運(yùn)行中氧的限值要求小于0.1 ppm。2) 水中氯奧氏體不銹鋼破壞的幾率隨冷卻劑水中氯離子濃度的增加而增大。在含氧量較高的水中則更為嚴(yán)重。冷卻劑水中溶解氧和氯離子共同作用是不銹鋼應(yīng)力腐蝕破裂的重要原因。這種腐蝕造成了核電站蒸汽發(fā)生器等主要設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。因此壓水堆正常運(yùn)行中規(guī)定冷卻劑水中的

34、氯含量應(yīng)小于0.15 ppm。3) 水中氟冷卻劑水中含有微量的氟會(huì)顯著增加鋯合金的初始腐蝕速率和增加鋯吸氫而造成鋯的氫脆。氟又能在氧的催化下引起不銹鋼的應(yīng)力腐蝕。壓水堆冷卻劑要求氟含量限值小于0.15 ppm。引起冷卻劑放射性增加的因素是：a) 裂變產(chǎn)物裂變產(chǎn)物對(duì)rcp系統(tǒng)冷卻劑污染的主要途徑是包殼破損放射性產(chǎn)物釋放。其次是包殼表面不可避免的微量鈾污染，造成運(yùn)行中鈾裂變釋放裂變產(chǎn)物；冷卻劑氫核吸收中子活化生成氚或有1 %的裂變產(chǎn)物氚穿過(guò)鋯包殼擴(kuò)散到冷卻劑中。b) 活化產(chǎn)物冷卻劑中雜質(zhì)、化學(xué)添加劑及腐蝕產(chǎn)物在堆芯內(nèi)吸收中子后活化產(chǎn)生放射性。如果堆芯燃料包殼不破損，則活化產(chǎn)物將是rcp系統(tǒng)冷卻劑放

35、射性的主要來(lái)源?；瘜W(xué)控制的基本原理是凈化和加藥（圖32）：1) rcp系統(tǒng)啟動(dòng)升溫升壓過(guò)程中，通過(guò)rea系統(tǒng)化學(xué)添加箱，經(jīng)由rcv系統(tǒng)向rcp系統(tǒng)注入一定數(shù)量的聯(lián)氨（n2h4），以去除冷卻劑中的殘余氧。聯(lián)氨除氧化學(xué)方程為：n2h4o22h2on2用聯(lián)氨除氧的最佳溫度在90120 之間，此時(shí)反應(yīng)速率最快。溫度太高聯(lián)氨會(huì)分解，達(dá)不到除氧目的。因此要求冷卻劑溫度在接近90 時(shí)添加聯(lián)氨，在90120 間停留數(shù)小時(shí)，待冷卻劑中含氧量合格后繼續(xù)升溫。過(guò)量聯(lián)氨在額定溫度下將全部分解，不會(huì)造成不良后果。2) 壓水堆正常運(yùn)行時(shí)，向rcp系統(tǒng)加入過(guò)量的氫氣，可以減少冷卻劑在堆芯輻照分解產(chǎn)生的游離氧。一定濃度的氫含

36、量不但能抑制冷卻劑在堆芯的輻照分解，同時(shí)還有利于輻照合成氨（nh3），而除去冷卻劑中的氮?dú)?，避免氮在水中遇氧輻照下合成為硝酸（hno3）引起冷卻劑ph值下降。rcp系統(tǒng)冷卻劑中氫含量應(yīng)維持在2535 mg/g。3) 利用rcv系統(tǒng)化學(xué)添加箱向rcp系統(tǒng)注入ph值控制劑用以控制冷卻劑水的ph值呈偏堿性（9.510.5）?？刂苿?yīng)具有良好的ph控制能力；良好的核性能，盡量少產(chǎn)生感生放射性；良好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性；以及低廉的價(jià)格。氫氧化鋰（lioh）是一種較理想的ph值控制劑。由于天然鋰中含有7.52 %的6li，而6li的熱中子吸收截面很大，6li（n，t）4he反應(yīng)會(huì)生成大量的氚，故用天然的li

37、oh作為ph值控制劑將會(huì)給反應(yīng)堆運(yùn)行，維修和三廢處理帶來(lái)不利因素。用高純度7li（99.99 %）氫氧化物作ph值控制劑避免了上述缺陷，可使冷卻劑氚濃度由280 ci/l降至2 ci/l以下。采用高純7li氫氧化物作ph值控制劑，其ph控制能力強(qiáng)，中子吸收截面小，腐蝕性較小。其缺點(diǎn)是高純7li氫氧化物是一種非揮發(fā)性堿，會(huì)在rcp系統(tǒng)局部，特別是在堆芯結(jié)構(gòu)縫隙局部濃集，造成苛性腐蝕；價(jià)格昂貴不易得到。在壓水堆建成初期的運(yùn)行中，由于rcp系統(tǒng)冷卻劑采用很高的硼濃度用以控制新堆的后備反應(yīng)性，所以此時(shí)即使添加大量的lioh，其ph值一般也達(dá)不到9.5。4) 在下泄流凈化回路中設(shè)置過(guò)濾器，用以去除膠狀懸

38、浮物和大于5 m的固體顆料雜質(zhì)。5) 凈化系統(tǒng)兩臺(tái)并聯(lián)的混合床離子交換器，平時(shí)一臺(tái)運(yùn)行（另一臺(tái)備用），用以去除離子狀雜質(zhì)和大部分裂變產(chǎn)物。該離子交換器在燃料元件包殼1 %破損時(shí)，每個(gè)交換器的吸附容量均在三個(gè)月以上?；瘜W(xué)控制還包括通過(guò)掃氣，定期排放積聚在容積控制箱氣腔內(nèi)的裂變氣體；在設(shè)備預(yù)加熱操作時(shí)，用氮?dú)馇鍜咚信懦龅娜芙庋?；在壓水堆停閉時(shí)用氮?dú)饨档屠鋮s劑中釋放出的氫氣的濃度。3、反應(yīng)性控制原理利用調(diào)節(jié)rcp系統(tǒng)冷卻劑水中硼濃度來(lái)補(bǔ)償壓水堆運(yùn)行中反應(yīng)性的變化，用以確?？刂瓢粽{(diào)節(jié)組件位于正常使用的調(diào)節(jié)范圍，使反應(yīng)堆正常運(yùn)行；在壓水堆需要停堆時(shí)，獲得足夠的停堆深度。1) 加硼：加硼操作為手動(dòng)操作，

39、需要時(shí)由硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（rea）經(jīng)由上充泵吸入口，向rcv系統(tǒng)注入預(yù)先確定體積的高濃度硼水，上充給rcp系統(tǒng)。同時(shí)在下泄回路容積控制箱上部入口處向硼回收系統(tǒng)（tep）排掉等量的rcp系統(tǒng)冷卻劑，從而提高系統(tǒng)冷卻劑的含硼量使之達(dá)到預(yù)定值。加硼操作一般用在反應(yīng)堆因氙135消失，冷卻劑溫度下降等原因造成的反應(yīng)性增加時(shí)。操作中容積控制箱水位基本保持不變。加硼操作也可用于核電站停堆換料前，向rcp系統(tǒng)冷卻劑內(nèi)大量加硼，使硼濃度達(dá)到2100 ppm。2) 稀釋?zhuān)合♂尣僮饕矠槭謩?dòng)操作，需要時(shí)由rea系統(tǒng)經(jīng)由上充泵入口向rcv系統(tǒng)注入預(yù)先確定容積的純水，上充給rcp系統(tǒng)，同時(shí)在下泄回路容積控制箱上部入口處向硼

40、回收系統(tǒng)（tep）排放相同容積的rcp系統(tǒng)冷卻劑，從而使冷卻劑含硼濃度降低至某一所要求的值。稀釋操作通常用在補(bǔ)償壓水堆因燃耗、氙135濃度增加或冷卻劑溫度上升等原因造成的反應(yīng)性減少時(shí)。操作中容積控制箱水位基本不變。3) 除硼：除硼操作也為手動(dòng)操作，需要時(shí)將下泄流流經(jīng)硼回收系統(tǒng)（tep）中的除硼離子交換器，用以降低或除掉rcp系統(tǒng)冷卻劑中的含硼量。除硼后的冷卻劑再返回至rcv系統(tǒng)容積控制箱入口。除硼操作的目的、用途與稀釋操作相同，但除硼一般使用在壓水堆堆芯循環(huán)周期末，此時(shí)因rcp系統(tǒng)冷卻劑中含硼量較低（在300 ppm以下），若使用稀釋方法，排出的廢水量會(huì)很大。通過(guò)除硼操作降低硼濃度，就基本上不

41、產(chǎn)生廢水。由于除硼方式僅在下泄流管線(xiàn)上串接一個(gè)除硼離子交換器，因此除硼運(yùn)行中既無(wú)向tep系統(tǒng)的排放，容積控制箱水位也不會(huì)發(fā)生變化。4) 補(bǔ)給：補(bǔ)給操作處在自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，取決于容積控制箱內(nèi)的水位。當(dāng)容積控制箱水位低時(shí)，將由rea系統(tǒng)經(jīng)由上充泵吸入口向rcv系統(tǒng)注入與rcp系統(tǒng)冷卻劑硼濃度相等的含硼水。當(dāng)補(bǔ)水使容積控制箱水位達(dá)到正常運(yùn)行規(guī)定值范圍時(shí)，補(bǔ)給自動(dòng)停止。四、 rcv系統(tǒng)流程及設(shè)備化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（rcv）由下泄回路、凈化回路、上充回路、軸封注水及過(guò)剩下泄回路四部分組成（圖33）。1、 下泄回路壓水堆穩(wěn)態(tài)正常運(yùn)行時(shí)，冷卻劑從一條環(huán)路的冷段引出，經(jīng)兩個(gè)氣動(dòng)隔離閥（002、003vp）進(jìn)入再

42、生熱交換器殼側(cè)，被管側(cè)上充流冷卻。下泄流正常流量為13.6 m3/h，溫度由292 降至140 。由再生熱交換器引出的下泄流經(jīng)三組并聯(lián)的下泄孔板減壓（正常時(shí)一組運(yùn)行），使壓力由155bar（abs）降到24 bar（abs）。然后流出反應(yīng)堆廠房（安全殼），進(jìn)入設(shè)在核輔助廠房?jī)?nèi)的非再生下泄熱交換器管側(cè)，被殼側(cè)rri系統(tǒng)設(shè)備冷卻水冷卻，下泄流冷卻劑溫度由140 降至46 。由下泄熱交換器引出的下泄冷卻劑流經(jīng)壓力控制閥（013vp）進(jìn)行再次減壓。壓力由24 bar（abs）降至2.2 bar（abs）后進(jìn)入過(guò)濾器濾去冷卻劑中膠狀懸浮物和尺寸大于5m的固體顆粒雜質(zhì)。隨后經(jīng)017vp三通閥進(jìn)入容積控制箱

43、或凈化回路。從rcp系統(tǒng)引出的下泄流冷卻劑必須要降溫降壓，這是因?yàn)閮艋芈分须x子交換樹(shù)脂不能承受60 以上的高溫，所以必須要降溫至46 。為了充分的回收利用這部分熱量，rcv系統(tǒng)首先采用再生熱交換形式，在冷卻下泄流的同時(shí)，對(duì)上充回路經(jīng)凈化的冷水進(jìn)行加熱，以回收熱量。隨后再在下泄熱交換器中利用設(shè)備冷卻水將下泄流冷卻劑降溫至允許值。除了溫度問(wèn)題外，rcv系統(tǒng)凈化回路以及與rcv系統(tǒng)相連接的其他系統(tǒng)都處于低壓狀態(tài)，所以必須將下泄流壓力降至2.2 bar（abs）。為避免冷卻劑汽化，降壓只能在冷卻劑降溫后進(jìn)行，如同降溫冷卻分兩級(jí)進(jìn)行一樣，降壓也分兩級(jí)，即在每個(gè)冷卻段后進(jìn)行一次降壓。下泄流的降溫降壓過(guò)程

44、可用圖34來(lái)表示。在rra系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，rcp系統(tǒng)冷卻劑主要經(jīng)過(guò)rra系統(tǒng)引出，經(jīng)兩個(gè)隔離閥（310、082vp）到達(dá)下泄孔板的下游。這是因?yàn)橄滦箍装遄枇μ?，低壓狀態(tài)冷卻劑幾乎無(wú)法通過(guò)。1) 再生熱交換器001ex（圖35）再生熱交換器用于下泄流降壓前首次冷卻降溫。其熱量由上充流冷卻劑回收利用。再生熱交換器運(yùn)行參數(shù)如表31。表31 再生熱交換器運(yùn)行參數(shù)名稱(chēng)/單位數(shù)值設(shè)計(jì)壓力 bar（abs）設(shè)計(jì)溫度 運(yùn)行壓力bar（abs）流量 t/h入口溫度 出口溫度 壓降 bar傳熱量 kw下泄（殼側(cè)）172343上充（管側(cè)）190284額定16613.532921400.752610最大16627.

45、062921452.055070額定16710.15542660.252610最大16723.76542331.2050702) 下泄降壓孔板001、002、003di下泄降壓孔板用于下泄流第一級(jí)降溫后的首次降壓。三個(gè)孔板并聯(lián)安裝，分別由隔離閥（07、08、09vp）控制。正常運(yùn)行一路投入，需增加下泄流量時(shí)，可同時(shí)投入二路或三路孔板。下泄降壓孔板運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)32。表32 下泄降壓孔板運(yùn)行參數(shù)名稱(chēng)/單位數(shù)值設(shè)計(jì)壓力 bar（abs） 設(shè)計(jì)溫度 運(yùn)行入口壓力bar（abs） 運(yùn)行溫度 額定流量 t/h 額定流量下壓頭損失 bar172343159正常140 最大19313.61313) 非再生下泄熱

46、交換器002rf（圖36）非再生下泄熱交換器用于對(duì)下泄降壓孔板出口冷卻劑的再降溫冷卻，直到達(dá)到凈化回路離子交換樹(shù)脂所允許的溫度限值，防止在第二級(jí)降壓時(shí)冷卻劑汽化。冷卻水來(lái)自rri系統(tǒng)。熱交換器出口冷卻劑水溫由rri系統(tǒng)冷卻水流量調(diào)節(jié)閥控制。溫度信號(hào)取自熱交換器冷卻劑出口。002rf熱交換器運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表33。表33 下泄熱交換器運(yùn)行參數(shù)名稱(chēng)/單位數(shù)值設(shè)計(jì)壓力 bar（abs）設(shè)計(jì)溫度 運(yùn)行壓力bar（abs）流量 m3/h入口溫度 出口溫度 壓降 bar傳熱量 kw下泄（管側(cè)）50204冷卻水（殼側(cè)）11.393額定2813.53140461.01490最大2827.06145461.03140

47、額定8283578.51.11490最大81353555.01.131404) 壓力控制閥013vp013vp閥又稱(chēng)低壓降壓閥，用于下泄流第二級(jí)降壓，由壓力調(diào)節(jié)器控制，壓力信號(hào)在該控制閥前取出。013vp閥也可手動(dòng)操作。5) 凈化過(guò)濾器001fi（圖37）001fi過(guò)濾器用于過(guò)濾膠狀懸浮物和大于5 m的固體顆料雜質(zhì)，以保護(hù)凈化離子交換樹(shù)脂。過(guò)濾器濾芯可以更換。6) 凈化旁路三通閥017vp凈化離子交換樹(shù)脂的工作溫度為4662.5 ，如進(jìn)入凈化回路的冷卻劑溫度高于57 時(shí)，為防止樹(shù)脂高溫下破壞失效，017vp三通閥會(huì)自動(dòng)切換，旁通凈化回路，直接將下泄流導(dǎo)入容積控制箱002ba。2、凈化回路（圖3

48、8）冷卻劑經(jīng)三通閥017vp進(jìn)入兩臺(tái)并聯(lián)的混床離子交換器中的一臺(tái)，除去大多數(shù)離子狀態(tài)的裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物，然后進(jìn)入到間斷運(yùn)行的陽(yáng)床離子交換器進(jìn)行除銫（cs）和鋰（li）。凈化后的冷卻劑經(jīng)過(guò)過(guò)濾器002fi濾去破碎的樹(shù)脂后進(jìn)入容積控制箱002ba。陽(yáng)床離子交換器不投入運(yùn)行時(shí)則打開(kāi)旁路閥，將下泄冷卻劑直接引入過(guò)濾器002fi。1) 混床離子交換器001、002de混床離子交換器為其內(nèi)裝滿(mǎn)陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的凈化柱子，用來(lái)吸附下泄冷卻劑中各種離子狀雜質(zhì)?；齑搽x子交換器運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表34。表34 混床離子交換器運(yùn)行參數(shù)名稱(chēng)/單位數(shù)值設(shè)計(jì)壓力 bar（abs） 設(shè)計(jì)溫度 總?cè)莘e m3 樹(shù)脂容積 m3 樹(shù)脂

49、工作溫度 正常/最大流量 m3/h運(yùn)行壓力bar（abs） 壓頭損失 bar 床高度 m 床直徑 m阻擋樹(shù)脂的篩網(wǎng)目數(shù)14.81101.40.934662.513.6/27.211.31.131.680.84140（美國(guó)篩網(wǎng)目105m）2) 陽(yáng)床離子交換器003de陽(yáng)床離子交換器安裝在混床離子交換器之后，用來(lái)去除混床離子交換器吸附不了的放射性（137cs），使其在冷卻劑中的放射性比活度在1 ci/m3之下。同時(shí)還去除冷卻劑中10b（n，）7li核反應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)量鋰，以調(diào)整ph值。陽(yáng)床離子交換器以間斷方式運(yùn)行，不投入運(yùn)行期間用旁通閥將其旁路。陽(yáng)床離子交換器僅一個(gè)，要求其吸附容量能滿(mǎn)足一個(gè)堆芯循環(huán)使

50、用期。上述兩種離子交換器樹(shù)脂飽和后，其飽和樹(shù)脂將被沖排至固體廢物處理系統(tǒng)（tes），并由樹(shù)脂充填箱裝入新樹(shù)脂。陽(yáng)床離子交換器運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表35。表35 陽(yáng)床離子交換器運(yùn)行參數(shù)名稱(chēng)/單位數(shù)值設(shè)計(jì)壓力 bar（abs） 設(shè)計(jì)溫度 總?cè)莘e m3 樹(shù)脂容積 m3 樹(shù)脂工作溫度 最大流量 m3/h工作壓力bar（abs）14.81100.70.464662.513.611.33) 三通閥026vp三通閥026vp用于除硼操作，當(dāng)堆芯壽期末，rcp系統(tǒng)冷卻劑中硼濃度很低（300 ppm）情況下需要減硼時(shí)，可用此閥把下泄流冷卻劑導(dǎo)向硼回收系統(tǒng)（tep）的除硼離子交換器，用以除硼。除硼后的冷卻劑返回026vp三

51、通閥下游，凈化過(guò)濾器002fi的入口。026vp三通閥運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表36。表36 三通閥026vp運(yùn)行參數(shù)名稱(chēng)/單位數(shù)值最大工作壓力 bar（abs） 最大工作溫度 額定/最大流量 m3/h 工作溫度 156513.6/27.24662.54) 凈化過(guò)濾器002fi過(guò)濾器002fi被安裝在凈化離子交換器之后，用于濾除冷卻劑中可能存在的凈化樹(shù)脂碎片。過(guò)濾器濾芯同樣可以更換。過(guò)濾器運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表37。表37 凈化過(guò)濾器001、012fi運(yùn)行參數(shù)名稱(chēng)/單位數(shù)值設(shè)計(jì)壓力 bar（abs） 設(shè)計(jì)溫度 過(guò)濾顆粒直徑 m 過(guò)濾效率 %正常/最大流量 m3/h 運(yùn)行溫度 最大流量壓頭損失 bar11.393598

52、13.6/27.24662.5新0.33，更換前1.383、上充回路下泄流冷卻劑經(jīng)凈化過(guò)濾后首先進(jìn)入容積控制箱噴淋管，經(jīng)噴頭噴出、霧化，釋放出一部分裂變氣體，裂變氣體可由氫氣或氮?dú)鈹y帶排往rpe系統(tǒng)處理。容積控制箱下部空間內(nèi)存放經(jīng)過(guò)凈化和清除裂變氣體的冷卻劑。容積控制箱作為上充泵的貯水箱，給三臺(tái)上充泵提供水源。上充泵把水壓提高至177 bar（abs）后，一路經(jīng)上充流量調(diào)節(jié)閥046vp，穿過(guò)安全殼經(jīng)由再生熱交換器管側(cè)，進(jìn)入rcp系統(tǒng)冷管段和穩(wěn)壓器輔助噴淋管線(xiàn)；另一路則由主泵軸封水流量調(diào)節(jié)閥061vp進(jìn)入軸封水回路。1) 容積控制箱002ba（圖39）容積控制箱作為rcp系統(tǒng)的緩沖水箱，可以容納

53、穩(wěn)壓器吸收不了的冷卻劑水容積。雖然容積控制箱容量有限，但它可根據(jù)下泄流量的變化，容積控制箱水位的高低，與tep系統(tǒng)和rea系統(tǒng)配合來(lái)吸收或補(bǔ)充rcp系統(tǒng)冷卻劑體積的各種變化。當(dāng)容積控制箱水位增高時(shí)，三通閥030vp使冷卻劑流向硼回收系統(tǒng)（tep），水位恢復(fù)后則使其流向容積控制箱002ba。當(dāng)容積控制箱水位降低時(shí)，則由硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（rea）給予補(bǔ)水。補(bǔ)水可以手動(dòng)操作，在容積控制箱上游將水補(bǔ)入，與下泄流冷卻劑混合后一起噴淋入容積控制箱，以使冷卻劑和氫有效混合；也可在容積控制箱后由硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（rea）的018vb調(diào)節(jié)閥，根據(jù)容積控制箱水位信號(hào)自動(dòng)補(bǔ)給。為抑制冷卻劑在堆芯的輻照分解，控制分解氧的含量，需要由容積控制箱向rcp系統(tǒng)冷卻劑中