壓水堆核電廠反應堆硼和水補給系統(tǒng)REA

1、反應堆硼和水補給系統(tǒng)（REA）反應堆硼和水補給系統(tǒng)（REA）是化學和容積控制系統(tǒng)（RCV）的支持系統(tǒng)，為化學 和容枳控制系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)起輔助作用；同時，反應堆硼和水補給系統(tǒng)（REA）還有 多項附加功能。一、系統(tǒng)功能1. 主要功能REA為RCV系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)起支持作用：（1）容積控制：REA為反應堆冷卻劑系統(tǒng)提供所需的除氧除鹽含硼水。（2）化學控制：REA為RCV制備和注入聯(lián)氨（N?H4）、氫氧化鋰等化學藥劑。（3）反應性控制：為改變RCP含硼水濃度，REA可提供硼酸溶液或除氧除鹽水。2. 輔助功能（1）為冷卻劑泵第三道軸封的立管供水；（2）提供穩(wěn)床器卸壓箱的噴淋水。（3）為PTR系統(tǒng)換

2、料水箱（PTR 001 BA）初始充水和補水（含硼濃度 2100±100ppm ）o（4）為RIS系統(tǒng)硼注入箱（RIS021 BA）初始充水和補水（含硼濃度21000ppm）o（5）為RCV容控箱（RCV002BA）充水，以便清掃氫氣。（6）穩(wěn)床器和RRA系統(tǒng)先導式卸壓閥充水。84W>S S £tssSs 一芒m«是as6jKSDSWHtllT I-tftNbANUS-NWR-：l£ADm手A審匯至芒£-rib-亠 Ttrlv事>>««ImEWJwnTHAKIVD.1K3Q§ 2鳥S3fi3.&#

3、187;一 xs s?s!szsz二. 系統(tǒng)的組成1. 補水回路補給水由硼回收系統(tǒng)（TEP）供給，此水經過凈化和除氣，儲存在兩個容積各為300m3 的水箱（9REA 001 BA, 9REA 002 BA）中，為兩臺機組共用。正常運行時，一個箱對 兩臺機組供水，另一箱則處于充水或備用狀態(tài)。一個水箱的容量（300 1£）足以保證機 組在壽期末（50ppm）從冷停堆狀態(tài)啟動至額定功率時稀釋所需的水最。當水箱初次充 水或TEP供水不足時，核島除鹽水分配系統(tǒng)經輔助給水系統(tǒng)（ASG）的除氧器除氣后供 給。為避免箱內除鹽除氧水與空氣接觸再氧化，水箱頂蓋采用浮頂式結構。兩個水箱均 配有監(jiān)測水位、溫

4、度的測量儀表。REA系統(tǒng)為每臺機組配有兩臺離心 泵（1-2REA001, 002PO）,每臺泵的額定 流量為30.3 m3/h （最大流量34.1 m3/h）保 證用于以下3種情況下的供水：（1）一回路水稀釋，此流最同樣可 用作一回路補給水，以補償機組冷停堆時 水的冷縮。（2）主泵3號密封圈清洗2X101/11 ）o（3）主泵2號密封圈平衡管供水圖3REA浮頂水箱（可忽略不計）。2. 硼補充回路（1）貯存4%硼濃度（7000ppm）的硼溶液儲存在三個箱內。其中一個儲存箱為兩臺機組共用 （9REA003BA）,另外兩個儲存箱則每臺機組分別使用一個（1-2REA004BA）o每個儲存箱的有效容量為

5、81 m3o兩個箱的總容量足以同時保證一個機組在壽期初 冷停堆要求的硼酸溶液（36.73m3）和另一個機組在壽期木的換料冷停堆所要求的硼酸溶 液（78.88m3）o4%硼濃度（7000ppm）的硼酸溶液來白硼回收系統(tǒng)（TEP）或者由硼酸溶液配制（9REA005BA）提供。為防止硼溶液中混入溶解氣體（O?或CO?）貯存箱保持在氮圧下，充注壓力在 0.12Mpa.a 至 0.17Mpa.a 之間。（2）充注酸貯存箱內充注4%的硼酸，通常是由硼回收系統(tǒng)（TEP）的蒸發(fā)器對一回路含氫廢 液濃縮后,所得到盤硼酸的再循環(huán)來實現(xiàn)的，不足時可由005BA貯存箱制備的4%硼酸 新溶液作為補充。（3）水供應每臺機

6、組有兩臺酸泵（1-2REA003-004PO）向RCV提供硼酸，額定流量為16.6 nF/h, 該泵除正常電源外，還有柴汕機應急備用電源。3. 硼酸配制回路4%和12%濃度的硼酸溶液是在兩個機組共用的硼酸溶液配制箱（9REA005 BA）中 配制的。配制的方法是將結晶狀的硼酸（H3BO3）同來核島補給水系統(tǒng)（SED）的水相 混（用攪拌器攪拌）。硼酸在水中的溶解是隨溫度的增大而增大的。所以為了配制和儲存4%和12%溶液, 必須將水或溶液加熱到對應的溶解溫度以上。硼酸配制罐裝有電加熱器，在可能容納12% 濃度的硼酸溶液所有管道、閥門、部件與儀表接管都用硼加熱系統(tǒng)（RRB）進行電加熱 骼跟蹤和保溫，

7、以防止硼酸析出。容納4%濃度的硼酸溶液的管線僅進行熱跟蹤和保溫。4. 化學添加劑制備回路在反應堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）啟動和運行過程中需要通過RCV輸入聯(lián)氨以除氧和輸 入氫氧化鋰以調節(jié)RCP水的PH值。為此，REA系統(tǒng)中每臺機組各有一個化學添加箱 （1-2REA006BA）,其容積為 0.02 m'。需添加化學藥物時，將化學藥物手動倒入容器內，然后用REA的除鹽除氧水沖到 RCV上充泵的入口，由上充泵打入RCP系統(tǒng)。所用氫.氧化鋰一7同位素的豐度必須超過99.9%。表1為圧水堆核電廠各主輔系統(tǒng)對水和硼酸的需求情況。表1水和硼酸的需求系統(tǒng)最終用戶功能流體流量頻率要求（每次運行RCP反應堆冷

8、卻劑系統(tǒng)燈次充水2000ppm硼酸溶液27. 2 m7h247. 5 m3穩(wěn)壓器卸壓箱首次充水水37 m3噴淋約 13. 6m7h15次/年約 13. 6m3反應堆冷卻劑密封補給水約 0. 003m7h600次/年REA硼酸儲箱首次充水7000ppm硼酸溶液兩個機組210 J補給例外充水在TEP故障時化學混合罐啟堆水+LiOH+聯(lián)氨3次/年約 WO. 23m，PTR換料水箱 (PTR OO1BA)左次充水2200 ppm硼酸溶液約 27 m'/h1700 m3補水例外約 30 m3RIS硼注入箱與再循環(huán) 回路忡次充水2100 ppm硼酸涪液4.5 ms補水3次/年4.5 m3安注HI首

9、次充水2200 ppm硼酸溶液來自 PTR 001BA6 m'/h補水例外約 1.5 maRCV容控箱和到RCP的 上充泵吸入口負荷 日循環(huán)水27. 2 J/h每年7000 ppm 硼酸換料水27. 2 J/h每年三。系統(tǒng)的運行方式a）系統(tǒng)的備用狀態(tài)和泵的啟動在反應堆啟動之前，REA系統(tǒng)已經處于備用狀態(tài)。1. 一臺除鹽水泵和一臺硼酸泵選擇在“AUTO”（自動）方式（接收到補給命令時 才運轉），另臺除鹽水泵和另 臺硼酸泵都在“MANUAL"（手動）方式：2. REA015VD、016VD、065VB、018VB 都處于“自動”方式，RCV154VP 處于 “手動”關閉位置；3.

10、 與正常補給相關的手動閥門都打開，通向RCP和RRA系統(tǒng)的管線也開通，而 補給旁路管線和PTR的連接管線被隔離，REA210VB和120VD等也關閉。選擇在“自動”方式的除鹽水泵在以下四個信號作用下自動啟動：（1）要求“稀釋”的信號；（2）由RCV002BA低水位觸發(fā)的“ H動補給”信號；（3）要求“手動補給”的信號；（4）RCP主泵軸封立管低水位信號。選擇在“自動”方式的棚酸泵在以下三個信號作用下自動啟動：（1）由RCV002BA低水位觸發(fā)的“白動補給”信號：(2) 要求“手動補給”的信號；(3) 要求“硼化”的信號。2o五種正常補給的操作方式五種正常補給的操作方式的是：慢稀釋、快稀釋、硼化

11、、白動補給和手動補給。如圖2所示。排出體積為V的含注入體積 為V的純排出體積為V的含注入體積為V的高加硼91下泄f002B< CB XREA硼水的補充上充V（濃度與一冋路相同自動補給REA的操作方式為了降低一回路的硼濃度，以便增加反應性，將硼酸補給管線隔離（PEA065VB 關閉），用等量的除鹽除氧水代替一回路水，這就是“稀釋”。如果將水補充到容控箱中 （RCV154VP打開，REA018VB關閉），這就是“慢稀釋”。如果將水同時從容控箱的上 游和下游注入到RCV系統(tǒng)，以獲得盡可能快的響應，這就是“快稀釋”方式?，F(xiàn)在大 亞灣核電站只有一種方式，RCV154VP手動隔離。如果將除鹽除氧水管

12、線隔離，而只讓700ppm的硼酸溶液注入到上充泵入口 （RCV154VP關閉），以增加一回路的硼酸濃度，這就是“硼化”方式。若容控箱RCV002BA水位低，要求補給與一回路相同濃度的硼水，而且補給的啟 動和停止都由容控箱水位控制，這就是“自動補給”方式。為了給換料水貯存箱PTR001BA充水或補水，或者為了提高容控箱RCV002BA的 水位，以便排放箱內的氣體，操縱員手動給定鹽水和硼酸的流量及容量，由操縱員發(fā)出 指令啟動，補給達到預調的容積時白動停止，或者由操縱員停止。這就是“手動補給” 方式。在主控室的P9控制盤上設有下列按紐，可以選擇五種補給方式中的一種：（!） REA017TO 選擇 “

13、DILUTION”，即“慢稀釋”：（2） REA018TO 選擇 “ALTERNATE DILUTION ”，即“快稀釋”；（3） REA019TO選擇“AUTO”，即“自動補給”;(4) REA020TO 選擇 “BORATE”，即“硼化”；(5) REA021TO 選擇 “MANUAL”，即“手動補給”;(6) REA016TO 發(fā)出 “START”，即“啟動”指令；(7) REA015TO 發(fā)出 “STOP”,即“停止”指令:017TO至021TO中的一個按紐被子按下之后，再按016TO,所選擇的方式才有效“自動補給還需容控箱低水位信號更換方式之前須按015TO按鈕解除原有方式。REA0

14、14TO發(fā)出“LAMP TEST”，即“燈的試驗”指令；用于進行17TO到21TO的指示燈的試驗。3。慢稀釋操縱員根據(jù)一回路原有的硼濃度和盂要降低的屋，計算出需要注入的除鹽除氧水 最。根據(jù)稀釋速率的要求，計算出注入水的流量，然后按下REA017TO和016 TO,發(fā) 出“慢稀釋”的指令，以下動作便自動而且同時進行：i. 啟動一臺除鹽除氧水泵（REA001或002PO）；ii. REA015VD達到全開位置后，發(fā)出允許打開REA016VD的信號，其調節(jié)器 自動比較流量整定值與010MD測得的實際流最值，調節(jié)016VD的開度；iii. 打開 RCV154VP；iv. 發(fā)出關閉REA065VB的指令

15、（實際上己在關閉位置）；V.水表REA001QD經過復零后開始累加注入的水量。稀釋所盂水量的計算見圖3。圖表的使用方法是：由Ci和（Ci Cf）的值確定一 條直線，該直線與水容積刻度線的交點對應的讀數(shù)就是所求的容積。但公式V=202hifj 及其圖表只能適用于熱停堆到滿功率階段，其它工況下的計算結果要乘以表2所列的修 正系數(shù)K。表2RCP和RCV系統(tǒng)水質量的修正系數(shù)電廠工況穩(wěn)壓器水位修正系數(shù)K壓力Mpa.a平均溫度c15.5290.8310正常功率運行111.1260沒有負荷1.052.6180沒有負荷1.182.6150沒有負荷1.202.6150水充滿1.352.693水充滿1.432.6

16、38水充滿1.484.快稀釋快稀釋的邏輯控制原理與慢稀釋方式相比，只是在按下REA018TO和016TO之 后,REA018VB與RCV154VP同時打開，以獲得更快的響應，其它動作都一樣。在使用快稀 釋方式時，應密切監(jiān)視一回路水的氫濃度。因為木經過容控箱的那部分水不含有溶解氫, 使一回跑水的氫濃度逐漸降低。5硼化操縱員根據(jù)一回路硼化后預期的硼濃度和原有的硼濃度以及REA硼酸貯存箱中的 硼濃度計算出需要注入到一回路的硼酸容積，根據(jù)砌化速率的要求計算出硼酸注入的流 屋，然后按下REA020TO和016TO,發(fā)出“硼化”的指令，以下動作便自動且同時地進 行： 啟動一臺硼酸輸送泵（REA003或00

17、4PO）； 發(fā)出允許打開REA065VB的指令，其調節(jié)器便比較流最整定值與 059MD測得的實際流屋值，調節(jié)其開度； 打開REA018VB： 根據(jù)流量計059MO的輸出計算硼酸注入量的儀器開始工作。與稀釋過程相似，當注入的硼酸容積達到預定值時，硼到輸送泵自動停運， REA018VB和065VB也自動關閉。操縱員也可以通過按REA015TO （停止）按鈕來提 前結束硼化過程。92lQ-i50-200-400-600-800-1000-1200-1400-1600-1800-2000-Ci (ppm)硼化后期望得到的一回路硼濃度700-t 600- 500-400-300-200-100-V=20

18、21n30-r20-16-14-12-10-5-4-30-20-2.0-1.6-1.2-10-0.5-10-1 C= C fCi(pprn)一回路硼濃度的增最0.3 V (m3)需要注入一回路的硼酸7000Ci7000Cf圖4硼化過程硼酸容積的計算硼化所需的硼酸容積的計算見圖示4,使用方法與圖示3相同,同樣，在其他工況下的計算結果也要乘以農2中所列的修正系數(shù)K。1056. 自動補給選擇“自動補給”方式時，除鹽除氧水的流最是恒定的，當一回路的硼濃度大于 500ppm時，水的流最整定值是20m3/li,而一回路的硼濃度小J* 500ppm時，水的流量整 定值是27.2m%,操縱員根據(jù)當時一回路的硼

19、酸濃度和REA硼酸貯存箱的硼濃度，計算出需要注入 的硼酸流量，以便得到與一回路濃度相等的補給濃度，然后按下REA019TO和016TO。 當RCV012MN測得的容控箱RCV002BA水位低到23%時，下列動作自動而且同時地進 行：（1）啟動一臺除鹽水泵（REA001或004PO）；（2）啟動一臺硼酸輸送泵（REA003或004PO）：（3）打開 REA015VD、018VB 和 RCV154VP：（4）發(fā)出允許打開REA065VB的指令，其調節(jié)器比較流量整定值和059MD測得 的實際流最值，調節(jié)其開度：（5）REA015VD達到全開位位置后，發(fā)出允許打開REA016VD指令，其調節(jié)器 比較流

20、帚整定值和010MD測得的實際流量值，調節(jié)其開度。當RCV012MN測得的容控箱RCV002BA水位高到35.5%«寸，水泵和硼泵都門動 停運，REA015VD. 016VD、018VB. 065VB和RCV154VP也同時自動關閉。操縱員也 可以通過按REA015TO （停止）按鈕來提前停止H動補給方式。自動補給方式的硼酸注 入流量計算見圖5和圖6。9 -r2400-17700-17600-7500-7400-7300-720(k71097000-B (ppm)REA硼酸溶液儲存絵中的硼濃度2000-1800-1600-1400-1300-1200-1000-900-800-700

21、-60(H500-400-Z=BXT2300-JZ (ppm)本圖適用于水的流量等于20m3/h的情況一回路當時的硼濃度8 -7-6-5-4-45-3-25-15-1-X (m3/h)需要注入的硼酸流量圖5 門動補給方弍硼酸流量的計算7700-|7600-7500-7400-7300-7200-710Q-7000-B (ppm)REA硼酸溶液儲心箱中的硼濃度Z=DXX+27.21800-r1500-1000-900-800-700-600-50G-400-300-200-18Q-160-14(H12(U100-2-18-16-09-08-07-0 6-0.5-Z (ppm) o?H一回路當時

22、X (m3/h)的硼濃度需要注入的 硼酸流量圖6自動補給方式硼酸流量的計算(2)7. 手動補給手動補給方式在以下兩種情況下使用：為了提高容控箱RCV002BA的水位以進行排氣操作:換料水貯存箱PTR001BA補給或最初的充水。當給PTR001BA補水或充水時，操縱員根據(jù)需要注入的降鹽除氧水和硼酸的總量以 及各白的流最，關閉REAO18VB和RCV154VP,打開REA200VE和202VB,然后按下 REA021TO和016TO, 臺硼酸輸送泵和一臺除鹽水泵門動啟動，REA015VD、016VB 也自動打開，硼酸和水的累加器也開始累計注入的最。當水的容積達到預定值時，水的 補給門動停止，水泵口

23、動停運，REA015VD和016VD 口動關閉。當硼酸的容積達到值 時，硼酸的補給自動停止，硼泵自動停運，REA065VB也自動關閉。操縱員也可以通過 按REA015TO（停止）按鈕來提前結束硼酸和水的補給，然后關閉REA200VB和202VB。當給容控箱RCV002BA充水時，操縱員根據(jù)當時一回路的硼酸濃度和需要的補給 量，還有REA硼酸貯存箱中的硼濃度。計算出所需注入的水量和硼酸量以及兩考的流量, 以避免改變一回路的硼濃度。然后手動打開REA018VB和RCV154VP之中的一個，或 者兩個都打開，再按下REA021TO和016TO,泵和閥門的動作便與給PTR水箱補水時 一樣。補給的結束也

24、是門動的，或者由操縱員進行，然后關閉REA018VB或RCV154VP （若都是打開的，則一起關閉）。手動補給方式的除鹽除氧水的和硼酸的補給量及各門的流屋的計算見圖7。8 .其他運行如果電站帶功率運行時卸用箱RCP002BA中的水溫超過60°C可用REA的除鹽除 氧水進行噴淋冷卻。這個過程由操縱員執(zhí)行，沒有自動啟停信號。當RCP泵軸封水立管（RCP011BA> 021EA、031BA）三個之中的一個達到低水位 閾值時，一臺除鹽除氧水泵（REA001PO或002PO）白動啟動，REA015、016VD白動 打開，開始向RCP軸封水立管供水。當三個立管都達到高水位閾值時，REA水泵白動 停運，REA015、016VD也|動關閉。對一回路水直接硼化的操作見相應的規(guī)程。給穩(wěn)床器和RRA系統(tǒng)卸床閥的充水等 等，也見相應的規(guī)程。根據(jù)運行實踐經驗，大亞灣核電廠最近將RCV154VP置于手動狀態(tài)，電源開關斷 開且實施了行政隔離。若此項更改是永久性的，則五種正常補給的操作方式中，慢稀釋 方式將不再使用，快稀釋、自動補給和手動補給方式中有關RCV154VD的動作都不復存 在。這樣更改的目的是為了避免在進行稀釋操作之后轉為自動補給方式時，滯留在 RCV154VP所在管段中的除鹽除氧水（不含硼）進入一回路，產生意外的稀釋。當然， 在進行稀釋操作由此