核電廠系統(tǒng)及設(shè)備培訓(xùn)講義課件

核電廠系統(tǒng)及設(shè)備

第七講（2011—2012學(xué)年第2學(xué)期）

主講：田麗霞1核電廠系統(tǒng)及設(shè)備

第七講（2011—2012學(xué)年第2學(xué)期）1核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)在核電廠的設(shè)計、建造和運行過程中，必須堅持和確保安全第一的原則。三哩島和切爾諾貝利兩次重大事故的發(fā)生，使人們對反應(yīng)堆安全性提出了更高的要求。提出應(yīng)以固有安全（InherentSafety）概念貫穿于核電廠設(shè)計安全的新論點。21核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)在核電廠的設(shè)計、建造和運行過程中，必須確保反應(yīng)堆安全的四種安全性要素自然的安全性只取決于內(nèi)在負(fù)反應(yīng)性系數(shù)、多普勒效應(yīng)、控制棒藉助重力落入堆芯等自然科學(xué)法則的安全性，事故時能控制反應(yīng)堆反應(yīng)性或自動終止裂變，確保堆芯不熔化。非能動的安全性建立在慣性原理（如泵惰轉(zhuǎn)）、重力法則（如位差）、熱傳遞法則等基礎(chǔ)上的非能動設(shè)備（無源設(shè)備）的安全性，即安全功能的實現(xiàn)毋需依賴外來的動力。3確保反應(yīng)堆安全的四種安全性要素3能動的安全性必須依靠能動設(shè)備（有源設(shè)備），即需由外部條件加以保證的安全性。后備的安全性指由冗余系統(tǒng)的可靠度或阻止放射性物質(zhì)逸出的多道屏障提供的安全性保證。4能動的安全性必須依靠能動設(shè)備（有源設(shè)備），即需由外部條件加固有安全性定義為：當(dāng)反應(yīng)堆出現(xiàn)異常工況時，不依靠人為操作或外部設(shè)備的強制性干預(yù)，只是由堆的自然安全性和非能動的安全性，控制反應(yīng)性或移出堆芯熱量，使反應(yīng)堆趨于正常運行和安全停閉。5固有安全性定義為：當(dāng)反應(yīng)堆出現(xiàn)異常工況時，不依靠人為操作或外具備有這種能力的反應(yīng)堆，即主要依賴于自然的安全性，非能動的安全性和后備反應(yīng)性的反應(yīng)堆體系被稱為固有安全堆。先進核反應(yīng)堆有:池式快堆IFR，模塊式高溫氣冷堆MHTGR，過程固有最終安全反應(yīng)堆PIUS。6具備有這種能力的反應(yīng)堆，即主要依賴于自然的安全性，非能動的安反應(yīng)堆安全設(shè)施有特定的安全功能7反應(yīng)堆安全設(shè)施有特定的安全功能7

事故工況下投入的系統(tǒng)或裝置第一道屏障：反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)第二道屏障：穩(wěn)壓器安全閥第三道屏障：則有以下系統(tǒng)或裝置動作：安全殼自動隔離；安全殼噴淋系統(tǒng)，用于降低安全殼內(nèi)壓和減少放射性碘；8事故工況下投入的系統(tǒng)或裝置第一道屏障：反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)8氫氣復(fù)合裝置，消除失水事故情況下產(chǎn)生的氫氣，防止可能出現(xiàn)的氫爆；砂堆過濾器，防止安全殼超壓；安全殼內(nèi)廢液及廢氣的外泄漏分別由碘過濾器及核島排氣及疏水系統(tǒng)收集后重新送回安全殼。9氫氣復(fù)合裝置，消除失水事故情況下產(chǎn)生的氫氣，防止可能出現(xiàn)的氫核電站以可能性極小的、假象的最嚴(yán)重事故作為安全設(shè)計的依據(jù)，這種最嚴(yán)重事故是指一回路大破口時的冷卻劑喪失（LOCA）事故。一旦一回路管道大破裂，冷卻劑就會噴流而出，造成反應(yīng)堆失水。如果堆芯失去冷卻而燒毀，則大量放射性物質(zhì)就可能釋放到安全殼內(nèi)。10核電站以可能性極小的、假象的最嚴(yán)重事故作為安全設(shè)計的依據(jù)，這11112專設(shè)安全設(shè)施專設(shè)安全設(shè)施本身是指：安全注射系統(tǒng)（RIS）安全殼安全殼噴淋系統(tǒng)（EAS）安全殼隔離系統(tǒng)（EIE）安全殼消氫系統(tǒng)輔助給水系統(tǒng)（ASG）122專設(shè)安全設(shè)施專設(shè)安全設(shè)施本身是指：12有些系統(tǒng)雖不是專設(shè)安全設(shè)施，但協(xié)助完成專設(shè)安全設(shè)施功能，或為保證專設(shè)安全設(shè)施的運行提供必要的條件：通風(fēng)，為專設(shè)安全設(shè)施的良好運行提供必要的條件，使事故工況下的放射性后果限制在可接受的范圍，保持控制室在事故工況下的可居留性。供給冷卻水，排出由專設(shè)安全設(shè)施排出的熱量。給能動部件提供動力源，包括電源和壓縮空氣。13有些系統(tǒng)雖不是專設(shè)安全設(shè)施，但協(xié)助完成專132.1專設(shè)安全設(shè)施的功能防止放射性物質(zhì)擴散，保持環(huán)境，保護公眾和核電廠工作人員的安全。在電站出現(xiàn)三、四類事故時，保證反應(yīng)堆余熱的排出，并盡可能地限制包容裂變產(chǎn)物的設(shè)備與系統(tǒng)的損壞。142.1專設(shè)安全設(shè)施的功能防止放射性物質(zhì)擴散，保持環(huán)境，保護具體說是：發(fā)生失水事故時，向堆芯注入含硼水；阻止放射性物質(zhì)向大氣釋放；阻止安全殼中氫濃集；向蒸汽發(fā)生器事故供水。15具體說是：152.2專設(shè)安全設(shè)施設(shè)計原則設(shè)計原則設(shè)備高度可靠；系統(tǒng)具有多重性；系統(tǒng)相互獨立；系統(tǒng)定期檢驗；具備可靠電源；具有足夠的水源。162.2專設(shè)安全設(shè)施設(shè)計原則設(shè)計原則16按NRC規(guī)定，系統(tǒng)按設(shè)計基準(zhǔn)事故確定的冷卻性能須滿足：燃料包殼最高溫度保持低于1204℃；最大包殼氧化程度不超過包殼總厚度的17%，最大產(chǎn)氫量不超過包殼－水化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)氫量的1%；安全殼內(nèi)壓力保持在設(shè)計壓力以下；可允許失去正常電源。17按NRC規(guī)定，系統(tǒng)按設(shè)計基準(zhǔn)事故確定的冷卻172.3安全注入系統(tǒng)RIS

（應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)）主要功能：一回路小破口失水事故或二回路蒸汽管道破裂造成一回路平均溫度降低而引起冷卻劑收縮時，RIS用來向一回路補水，以重新建立穩(wěn)壓器水位；在一回路大破口失水事故時，RIS向堆芯注水，以重新淹沒并冷卻堆芯，限制燃料元件溫度的上升；182.3安全注入系統(tǒng)RIS

（應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)）主要功能：1在二回路蒸汽管道破裂時，向一回路注入高濃度硼酸溶液，以補償由于一回路冷卻劑連續(xù)過冷而引起的正反應(yīng)性，防止堆芯重返臨界。在蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故，反應(yīng)堆冷卻劑從蒸汽發(fā)生器一次側(cè)泄漏到二次側(cè)，直到一次側(cè)的壓力與二次側(cè)壓力平衡。在這種事故，安全注射系統(tǒng)補償因泄漏造成的冷卻劑量的減少。19在二回路蒸汽管道破裂時，向一回路注入高濃度硼酸溶液，以補償由安全注入系統(tǒng)通常分三個子系統(tǒng)：高壓安全注入系統(tǒng)、蓄壓箱注入系統(tǒng)和低壓安全注入系統(tǒng)。安注過程包括：直接注入階段，再循環(huán)注入階段。當(dāng)換料水箱水位達到低3信號且安注信號依然存在時，開始再循環(huán)注入。低壓安注泵從安全殼地坑吸水。20安全注入系統(tǒng)通常分三個子系統(tǒng)：高壓安全注入系統(tǒng)、蓄壓箱注入系當(dāng)P≤119bar時，高壓安注系統(tǒng)投入當(dāng)P≤42.5bar時，中壓安注系統(tǒng)自動投入當(dāng)P<10bar時，低壓安注系統(tǒng)投入102030時間（s）一回路壓力（bar)150100500一回路破口后的壓力變化21當(dāng)P≤119bar時，高壓安注系統(tǒng)投入當(dāng)P≤42.5ba高、低壓安注示意中壓安注示意LOCA時的安注過程22高、低壓安注示意中壓安注示意LOCA時的安注過程22高低壓安注系統(tǒng)流程圖23高低壓安注系統(tǒng)流程圖23高壓安全注入系統(tǒng)一回路小的泄漏或發(fā)生主蒸汽管道破裂事故引起一回路溫度和壓力下降到一定值時，高壓安全注入系統(tǒng)投入，從換料水箱通過硼注入箱向一回路注入含硼水。高壓安全注入系統(tǒng)由換料水箱、三臺高壓安注泵、濃硼酸再循環(huán)回路（包括硼注入箱、硼注入箱再循環(huán)泵和緩沖箱）和通往一回路的注入管線及相關(guān)閥門的管道組成。24高壓安全注入系統(tǒng)一回路小的泄漏或發(fā)生主蒸汽管道破裂事故引起一高壓安全注入系統(tǒng)由兩個系列A和B組成。每個系列提供百分之百的應(yīng)急冷卻水。高壓安注系統(tǒng)的工作分為直接注入和再循環(huán)注入階。25高壓安全注入系統(tǒng)由兩個系列A和B組成。每個系列提供百分之百的中壓安注系統(tǒng)流程圖26中壓安注系統(tǒng)流程圖26中壓安注系統(tǒng)（蓄壓箱注入系統(tǒng)）蓄壓箱注入系統(tǒng)由安全殼內(nèi)的三個蓄壓箱及其與一回路冷管段相連的管道和閥門組成。是一個非能動系統(tǒng)。不用安注信號啟動任何電氣設(shè)備。在失水事故情況下，一旦一回路系統(tǒng)的壓力低于蓄壓箱的注入壓力時，蓄壓箱內(nèi)氮氣壓力使逆止閥打開，蓄壓箱內(nèi)的含硼水迅速注入堆芯，每個蓄壓箱的水量可淹沒半個堆芯。27中壓安注系統(tǒng)（蓄壓箱注入系統(tǒng)）蓄壓箱注入系統(tǒng)由安全殼內(nèi)的三個在發(fā)生大破口失水事故時，一回路壓力大幅度下降，應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)的三個子系統(tǒng)將全部投入。啟動高壓安注泵和低壓安注泵有時間延遲，且流量也受限制，蓄壓箱注入系統(tǒng)可靠、迅速地向堆芯注入大量含硼水，保證堆芯得到及時冷卻。28在發(fā)生大破口失水事故時，一回路壓力大幅度下降，應(yīng)急堆芯冷卻系中壓安注箱29中壓安注箱29低壓安注系統(tǒng)低壓安注系統(tǒng)包括兩個獨立的系列。每個系列由一臺低壓安注泵、通往換料水箱和安全殼地坑的吸水管道和一回路冷、熱管段的注入管道和閥門組成。低壓安注泵在直接注入階段從換料水箱吸水，再循環(huán)注入階段從安全殼地坑吸水，排出的水送到高壓安注泵入口，或當(dāng)泵出口壓力高于一回路壓力時直接注入一回路。30低壓安注系統(tǒng)低壓安注系統(tǒng)包括兩個獨立的系列。每個系列由一臺低安全注入系統(tǒng)的主要參數(shù)31安全注入系統(tǒng)的主要參數(shù)31安注啟動信號高壓和低壓安注系統(tǒng)的觸發(fā)信號由反應(yīng)堆保護系統(tǒng)給出。如果自動控制電路故障，可由控制室手動啟動。中壓安注系統(tǒng)不需要外電源或啟動信號就能快速響應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)堆冷卻劑壓力低于安注箱的壓力時就開始向一回路系統(tǒng)的冷段注水，保證快速冷卻堆芯。32安注啟動信號高壓和低壓安注系統(tǒng)的觸發(fā)信號由反應(yīng)堆保護系統(tǒng)給出安注信號可由下面任一信號觸發(fā)：穩(wěn)壓器壓力低（11.9MPa）；兩臺蒸汽發(fā)生器蒸汽流量高且蒸汽管道壓力低（低達3.55MPa）；兩臺蒸汽發(fā)生器蒸汽流量高且冷卻劑平均溫度低到284℃；蒸汽管道間主蒸汽壓差高（ΔP=0.7MPa）；安全殼內(nèi)壓力高（0.14MPa）；手動啟動。33安注信號可由下面任一信號觸發(fā)：33啟動信號觸發(fā)后的保護動作安注信號除立即啟動RIS系統(tǒng)執(zhí)行安注過程外，還實施下列保護動作，包括：反應(yīng)堆緊急停堆（實際上應(yīng)已停堆，這里是為了確認(rèn)），汽輪機脫扣；啟動應(yīng)急柴油發(fā)電機；隔離主給水系統(tǒng)（ARE），并停運主給水泵；啟動電動輔助給水泵；34啟動信號觸發(fā)后的保護動作安注信號除立即啟動RIS系統(tǒng)執(zhí)行安注啟動設(shè)備冷卻水泵（RRI）和重要廠用水泵（SEC）；啟動上充泵房應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)（DVH）；啟動安全殼換氣通風(fēng)系統(tǒng)（EBA），并將核燃料廠房通風(fēng)系統(tǒng)（DVK）切換到碘過濾器；將安全殼環(huán)廊房間通風(fēng)系統(tǒng)（DVW）切換到碘過濾器；觸發(fā)安全殼隔離（階段A）。35啟動設(shè)備冷卻水泵（RRI）和重要廠用水泵（SEC）；35安注系統(tǒng)綜述關(guān)于硼注入罐，早期高壓安注系統(tǒng)設(shè)有硼注入罐，硼注入罐內(nèi)盛放約3.4m3的21000×10-6的含硼水。安注信號發(fā)生后，將濃硼酸水注入堆芯，目的是補償因溫度下降而引入的正反應(yīng)性?，F(xiàn)在分析表明，靠換料水箱的硼濃度就可防止重返臨界，NRC已批準(zhǔn)取消這個系統(tǒng)。我國秦山核電廠就沒有采用濃硼酸注入系統(tǒng)。36安注系統(tǒng)綜述關(guān)于硼注入罐，早期高壓安注系統(tǒng)設(shè)有硼注入罐，硼注系統(tǒng)間的設(shè)備兼容，兼容會減少設(shè)備，簡化設(shè)計，降低投資，但帶來了運行中運行方式切換的問題，會增加系統(tǒng)的失效率。因而，有將安全相關(guān)系統(tǒng)與一般系統(tǒng)分開的趨勢。我國秦山核電廠則將化容系統(tǒng)上充泵在事故時作安注使用，同時還專設(shè)了兩臺高壓安注泵。大亞灣核電廠的余熱去除系統(tǒng)只起余熱排出作用，與低壓安注分開了。37系統(tǒng)間的設(shè)備兼容，兼容會減少設(shè)備，簡化設(shè)計，降低投資，但帶來“N＋2”準(zhǔn)則，KWU提出安注系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)置采用“N＋2”準(zhǔn)則，N為必須運行的設(shè)備臺數(shù)，1為備用，1為檢修。38“N＋2”準(zhǔn)則，KWU提出安注系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)置采用“N＋2”準(zhǔn)2.4安全殼系統(tǒng)安全殼是包容反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的氣密承壓構(gòu)筑物。392.4安全殼系統(tǒng)安全殼是包容反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的氣密承壓構(gòu)筑主要功能：在發(fā)生失水事故和主蒸汽管道破裂事故時承受內(nèi)壓，容納噴射出的汽水混合物，防止或減少放射性物質(zhì)向環(huán)境的釋放，作為放射性物質(zhì)與環(huán)境之間的第三道屏障。對反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的放射性輻射提供生物屏蔽，并限制污染氣體的泄漏。對外部事件（如飛機撞擊、龍卷風(fēng)）進行防護。40主要功能：40安全殼有多種形式，主要有：（1）帶密封鋼襯的預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼，（2）雙層安全殼，（3）負(fù)壓安全殼。從幾何形狀上有圓柱形的和球形的。41安全殼有多種形式，主要有：（1）帶密封鋼襯的預(yù)應(yīng)力混凝土安全預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼大亞灣核電站所采用的是帶密封鋼襯里的單層預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼。底部用鋼筋混凝土底板封閉，頂部用準(zhǔn)球形的預(yù)應(yīng)力混凝土穹頂封閉，其內(nèi)表面由一層6mm厚，由焊接鋼板組件制成的金屬襯里覆蓋。安全殼尺寸取決于堆功率，由滿足能量釋放所需的凈自由容積決定的，最小內(nèi)部高度通常由設(shè)備裝卸的空間決定。42預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼大亞灣核電站所采用的是帶密封鋼襯里的單層預(yù)大亞灣安全殼整體尺寸如下：筒體混凝土壁厚0.9m，襯里內(nèi)徑37m，高為56.68m。內(nèi)部有效空間約49000m3。安全殼的設(shè)計（絕對）壓力為0.52MPa，設(shè)計溫度為145℃，允許每24小時的（質(zhì)量）泄漏量為0.1%。43大亞灣安全殼整體尺寸如下：434444雙層安全殼德國采用的雙層球形安全殼設(shè)計，內(nèi)層為承壓的球形鋼殼，外層為半球形混凝土殼。田灣與EPR是雙層安全殼。在雙層安全殼中設(shè)置了空氣再循環(huán)系統(tǒng)，它由排風(fēng)機、冷卻器、除濕器、高效率粒子過濾器和碘過濾器組成。工作時，能使環(huán)形空間保持負(fù)壓，起到雙層包容的作用。同時也使環(huán)形空間內(nèi)的氣體通過碘過濾器進行再循環(huán)，降低安全殼泄出氣體中放射性物質(zhì)濃度，使放射性對電廠周圍的影響降低到最低限度。45雙層安全殼德國采用的雙層球形安全殼設(shè)計，內(nèi)層為承壓的球形鋼殼EPR堆芯熔融物收集系統(tǒng)（捕集器）46EPR堆芯熔融物收集系統(tǒng)（捕集器）46AP1000的安全殼安全殼由4個環(huán)段和上下封頭組成。直徑為39.6m，圓柱段是7.77m。壁厚4.44cm，設(shè)計壓力4.07bar。環(huán)段和容器封頭用鋼板構(gòu)成，事先在工廠加工成型，在現(xiàn)場安裝。最大環(huán)段（包括支撐）重658t，2個封頭每個重500t。47AP1000的安全殼安全殼由4個環(huán)段和上下封頭組成。直徑為32.5安全殼噴淋系統(tǒng)（EAS）主要功能：從安全殼頂部空間噴灑冷卻水，為安全殼氣空間降溫降壓，限制事故后安全殼內(nèi)的峰值壓力，保證安全殼完整性。在再循環(huán)安注模式下，安全殼地坑的水需冷卻時，由安全殼噴淋系統(tǒng)的熱交換器冷卻后再注入堆芯，安全殼噴淋系統(tǒng)是在設(shè)計基準(zhǔn)事故下可以排除安全殼內(nèi)熱量的唯一系統(tǒng)。482.5安全殼噴淋系統(tǒng)（EAS）主要功能：48在反應(yīng)堆處在冷停堆工況時，如反應(yīng)堆大廳內(nèi)發(fā)生大面積火災(zāi)，安全殼噴淋系統(tǒng)可用作火災(zāi)消防。一回路發(fā)生失水事故時，為了減少放射性物質(zhì)外泄，在噴淋液中添加定量的NaOH，用以除去安全殼大氣中的放射性碘。49在反應(yīng)堆處在冷停堆工況時，如反應(yīng)堆大廳內(nèi)發(fā)生大面積火災(zāi)，安全50505151安全殼噴淋系統(tǒng)52安全殼噴淋系統(tǒng)52系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則在發(fā)生失水事故時，40秒內(nèi)噴淋泵能投入運行（每臺泵流量為450m3/h）。本系統(tǒng)按核安全二級設(shè)計（除了NaOH添加回路為核3級外）。所有系統(tǒng)和設(shè)備均按抗震SSE設(shè)計。本系統(tǒng)能承受各種事故工況，包括安全停堆時地震，而不喪失其排熱功能。53系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則在發(fā)生失水事故時，40秒內(nèi)噴淋泵能投入運行（每臺安全殼噴淋系統(tǒng)的設(shè)計能使安全殼內(nèi)的溫度和壓力變化滿足安全殼瞬態(tài)的要求。在外電源故障同時發(fā)生單個柴油機故障情況下，本系統(tǒng)即使在這樣的單一故障條件下仍能保持其噴淋的功能。在核電站正常運行時，系統(tǒng)主要的設(shè)備對于定期檢查來說均是可接近的。本系統(tǒng)采用各種措施，以使系統(tǒng)的所有設(shè)備能完成其代表性試驗。54安全殼噴淋系統(tǒng)的設(shè)計能使安全殼內(nèi)的溫度和壓力變化滿足安全殼瞬設(shè)備設(shè)計準(zhǔn)則(1)NaOH添加將NaOH溶液加入到硼水中，用來增加PH值。以保持安全殼內(nèi)碘的吸收，并使換料水箱水的酸性所引起的金屬腐蝕減到最小。這樣能使噴淋時所產(chǎn)生的氫氣保持在低于可允許值內(nèi)。55設(shè)備設(shè)計準(zhǔn)則(1)NaOH添加55(2)安全殼隔離 設(shè)計安全殼貫穿應(yīng)符合：ANSI/ANS56.2安全殼隔離準(zhǔn)則，因為系統(tǒng)是直接同安全殼大氣相通，根據(jù)安全殼密封隔離的要求，它在貫穿安全殼的兩側(cè)均設(shè)置有隔離閥。56(2)安全殼隔離56(3)放射性釋放 本系統(tǒng)的設(shè)計能使釋放到環(huán)境中的放射性減到最小。(4)泵的凈正吸入壓頭 本系統(tǒng)的噴淋泵設(shè)計成，即使泵的凈正吸入壓頭相當(dāng)于液體已達到失水事故后的最高溫度時，仍能使泵運行。57(3)放射性釋放57(5)熱交換器 安全殼噴淋熱交換器（即余熱排出熱交換器）的排熱能力，在失水事故后能為安全殼提供足夠的冷卻，并限制其壓力瞬態(tài)不超過可接受的值。(6)安全殼再循環(huán)地坑58(5)熱交換器58安全殼噴淋系統(tǒng)的組成系統(tǒng)由容量相同的兩個系列組成，每個系列都能單獨滿足系統(tǒng)要求。每一系列由一臺噴淋泵，一臺熱交換器、一臺噴射器、噴淋管線和閥門組成。換料水箱和氫氧化鈉循環(huán)系統(tǒng)是共用的。59安全殼噴淋系統(tǒng)的組成系統(tǒng)由容量相同的兩個系列組成，每個系列都四條環(huán)形噴淋管（每個系列兩條）以安全殼中心線為中心固定在安全殼頂部，共計506只噴頭，噴出水滴平均直徑0.27mm，噴頭的定位和配置保證每一系列噴灑的冷卻水能復(fù)蓋安全殼整個空間。噴射器與噴淋泵并聯(lián)，靠噴淋泵的回流通過噴射器時，將氫氧化鈉吸入并與噴淋水混合后送入噴淋泵入口，含有氫氧化鈉的噴淋液經(jīng)泵升壓后噴出。60四條環(huán)形噴淋管（每個系列兩條）以安全殼中心線為中心固定在安全氫氧化鈉添加回路氫氧化鈉添加回路由一個化學(xué)添加罐、一臺化學(xué)添加劑循環(huán)泵和兩臺位于噴淋泵旁路管線上的噴射器及相應(yīng)的閥門管道組成?；瘜W(xué)添加罐內(nèi)裝有30%重量濃度的氫氧化鈉。61氫氧化鈉添加回路氫氧化鈉添加回路由一個化學(xué)添加罐、一臺化學(xué)添噴淋液的pH值維持在9.9~10.5之間，低限是為了保證除碘效果，高限是考慮到噴淋液與其所接觸材料的化學(xué)相容性。注入氫氧化鈉可以提高pH值。為了防止空氣進入化學(xué)添加罐生成碳酸鈉堵塞噴頭，化學(xué)添加罐用氮氣覆蓋。62噴淋液的pH值維持在9.9~10.5之間，低限是為了保證除碘原理如下：2NaOH+I2=NaI+NaIO+H2ONaI和NaIO都溶于水，因此，加入NaOH可使游離的單質(zhì)放射性碘溶于水，從而限制碘的釋放。63原理如下：63EAS熱交換器和堿罐64EAS熱交換器和堿罐64安全殼噴淋系統(tǒng)的運行電廠正常運行時，EAS處于備用狀態(tài)，氫氧化鈉再循環(huán)回路的循環(huán)泵，每八小時運行20分鐘，以保證箱內(nèi)溶液均勻。啟動信號安全殼內(nèi)四個壓力測量元件中兩個達到0.24MPa時，EAS自動啟動。EAS也可在控制室手動啟動。系統(tǒng)的運行分為兩個階段：直接噴淋再循環(huán)噴淋65安全殼噴淋系統(tǒng)的運行電廠正常運行時，EAS處于備用狀態(tài)，氫氧直接噴淋出現(xiàn)噴淋信號時，兩臺噴淋泵自動啟動，并自動打開通往換料水箱的隔離閥及安全殼噴淋熱交換器的設(shè)備冷卻水供水閥。噴淋系統(tǒng)啟動后延遲5分鐘注入氫氧化鈉，5分鐘的延遲供操作員考慮是否需要添加氫氧化鈉，操縱員可以關(guān)閉氫氧化鈉添加管線上的隔離閥以避免氫氧化鈉誤加入。66直接噴淋出現(xiàn)噴淋信號時，兩臺噴淋泵自動啟動，并自動打開通再循環(huán)噴淋噴淋水和從一回路泄漏到安全殼內(nèi)的水被收集在安全殼地坑中，當(dāng)換料水箱內(nèi)的水位達到低3（2.1m）且安噴信號仍存在時，自動從直接噴淋過渡到再循環(huán)噴淋，噴淋泵從安全殼地坑汲水，經(jīng)熱交換器冷卻后噴入安全殼空間。67再循環(huán)噴淋噴淋水和從一回路泄漏到安全殼內(nèi)的水被收集在安全2.6安全殼隔離系統(tǒng)(EIE)安全殼隔離系統(tǒng)在反應(yīng)堆失水事故發(fā)生后，為安全殼提供隔離手段，維護安全殼密封的完整性、阻止放射性裂變產(chǎn)物向安全殼外釋放。682.6安全殼隔離系統(tǒng)(EIE)安全殼隔離系統(tǒng)在反應(yīng)堆失水安全殼隔離系統(tǒng)具有以下安全功能：在電站發(fā)生設(shè)計基準(zhǔn)事故時，及時有效地隔離與反應(yīng)堆安全無關(guān)的所有貫穿安全殼的工藝系統(tǒng)。允許在事故工況下實施安全功能的系統(tǒng)的流體在正常或應(yīng)急情況下均能通過安全殼邊界。作為安全殼隔離屏障的所有隔離閥具有密閉、試驗、檢查和維修的能力。69安全殼隔離系統(tǒng)具有以下安全功能：692.6.1安全殼隔離系統(tǒng)設(shè)計安全殼隔離閥及其所屬管道如果構(gòu)成反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的一部分，則應(yīng)按核安全一級設(shè)計，其余至少按核安全二級設(shè)計。所有安全殼隔離設(shè)施均按抗震SSE設(shè)計。安全隔離設(shè)施的設(shè)計應(yīng)能承受失水事故后安全殼內(nèi)最高溫度和壓力。702.6.1安全殼隔離系統(tǒng)設(shè)計安全殼隔離閥及其所屬管道如果構(gòu)貫穿安全殼所有貫穿件、隔離閥的綜合泄漏率應(yīng)低于每天0.06%安全殼容積。安全殼內(nèi)側(cè)所有隔離設(shè)施的累積輻射劑量不應(yīng)超過2×105Gy。安全殼內(nèi)外側(cè)的電動隔離閥應(yīng)有來自不同母線供電的應(yīng)急電源。71貫穿安全殼所有貫穿件、隔離閥的綜合泄漏率應(yīng)低于每天0.06%在安全殼內(nèi)的隔離閥要求能承受安全殼內(nèi)失水事故造成的最高溫度和最高壓力，或者安全殼結(jié)構(gòu)完整性試驗時的壓力和各種設(shè)計條件的合理組合。根據(jù)工藝系統(tǒng)的要求，隔離閥的形式有閘閥、截止閥、隔膜閥、波紋管閥、止回閥(僅用于安全殼內(nèi)輸入管線上)和卸壓閥。72在安全殼內(nèi)的隔離閥要求能承受安全殼內(nèi)失水事故造成的最高溫度和接受安全殼隔離信號的動力操作隔離閥自動操作將是優(yōu)先，而其次才考慮在主控室遠距離手動操作。遠距離手動操作方式不能超越自動隔離訊號。對有可能使放射性介質(zhì)排放到環(huán)境中去的開式管路，其隔離閥的關(guān)閉時間應(yīng)小于5秒，對閉式管路，其隔離閥的關(guān)閉時間應(yīng)小于60秒。73接受安全殼隔離信號的動力操作隔離閥自動操作將是優(yōu)先，而其次才貫穿件設(shè)計所有穿過安全殼的貫穿件能滿足與安全殼結(jié)構(gòu)相同的設(shè)計要求，并能承受管道位移所產(chǎn)生的作用力、噴射力和管道甩動引起的事故載荷。貫穿件還應(yīng)根據(jù)其所貫穿的工藝管道的特性，滿足充當(dāng)泄漏屏障，管道錨固，隔熱及密封試驗的能力。74貫穿件設(shè)計742.6.2主要設(shè)備1.貫穿件工藝管道在穿過安全殼處設(shè)有密封貫穿件，將工藝管道封閉在套管內(nèi)。該套管預(yù)埋在安全殼混凝土墻內(nèi)，并與安全殼襯里鋼板相焊接，安全殼內(nèi)側(cè)的封頭與工藝管道焊接，以防止放射性氣體外漏。752.6.2主要設(shè)備1.貫穿件75按工藝管道內(nèi)介質(zhì)的溫度和管徑大小。貫穿件結(jié)構(gòu)有五種形式。(1)隔熱套管貫穿件該型式適用于介質(zhì)溫度大于200℃的工藝管道。如主蒸汽、主給水管道。工藝管與套管之間設(shè)置保溫層，也可設(shè)置盤管冷卻水套。76按工藝管道內(nèi)介質(zhì)的溫度和管徑大小。貫穿76(2)熱貫穿件該型式適用于介質(zhì)溫度100℃～200℃的工藝管道。工藝管道與套管之間設(shè)置保溫層。(3)普通冷貫穿件該型式適用于介質(zhì)溫度小于100℃的工藝管道。工藝管道與套管之間不設(shè)保溫層。77(2)熱貫穿件77(4)多管貫穿件該型式適用于小管徑的工藝管道，如取樣管。貫穿管數(shù)可為2～7根。(5)帶波紋管貫穿件該型式適用于距貫穿安全殼壁處固定點位置很近的地方又設(shè)置的固定點，且無補償手段工藝管道。如再循環(huán)地坑管。78(4)多管貫穿件782.隔離閥貫穿安全殼的工藝管道通常需在安全殼內(nèi)、外兩側(cè)各設(shè)置一只隔離閥，構(gòu)成雙重隔離屏障。這樣提高了隔離系統(tǒng)的密封性能。792.隔離閥793.地坑隔離閥保護箱安注系統(tǒng)兩根再循環(huán)包容在套管和密封箱內(nèi)，即地坑隔離閥保護箱內(nèi)，此箱及套管分別與地坑管的貫穿件相焊接，以防止再循環(huán)地坑管斷裂時，地坑水的大量流失。803.地坑隔離閥保護箱802.6.3運行方式在核電站正常運行期間，安全殼隔離系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。安全殼隔離閥的開關(guān)位置取決于各工藝系統(tǒng)的要求。一般來說，維持電站正常運行的系統(tǒng)其隔離閥保持開啟狀態(tài)；間斷投入運行的系統(tǒng)其隔離閥保持關(guān)閉狀態(tài)。812.6.3運行方式在核電站正常運行期間，安全殼隔離系統(tǒng)處于在核電站發(fā)生設(shè)計基準(zhǔn)事故后，安全殼隔離功能由安全殼隔離信號啟動實施。安全殼隔離閥的開關(guān)位置取決于事故后各工藝系統(tǒng)的要求。接受安全殼隔離信號的安全殼隔離閥伴隨安注信號和噴淋信號進行第一階段和第二階段隔離。82在核電站發(fā)生設(shè)計基準(zhǔn)事故后，安全殼隔離功能由安全殼隔離信號啟安全殼隔離信號伴隨安注動作自動發(fā)出時,安全殼隔離系統(tǒng)進行第一階段隔離。所有貫穿安全殼但與反應(yīng)堆安全無關(guān)的工藝系統(tǒng)隔離閥迅速關(guān)閉。能觸發(fā)第一階段隔離信號(即安注信號)的有：安全殼內(nèi)高壓力；主蒸汽管道低壓；穩(wěn)壓器低壓；手動操作。83安全殼隔離信號伴隨安注動作自動發(fā)出時,安全殼隔離系統(tǒng)進行第一安全殼隔離信號伴隨噴淋動作自動發(fā)出時，安全殼隔離系統(tǒng)進行第二階段隔離。所有不屬于專設(shè)安全設(shè)施，但在第一階段隔離時不得不運行的所有工藝管道隔離閥迅速關(guān)閉。能觸發(fā)第二階段隔離信號(即安全殼噴淋信號)的有：安全殼內(nèi)高高壓；手動操作。84安全殼隔離信號伴隨噴淋動作自動發(fā)出時，安全殼隔離系統(tǒng)進行第二專設(shè)安全設(shè)施的安全殼隔離閥在事故發(fā)生后因系統(tǒng)需要執(zhí)行安全功能，其閥位可以處于開啟狀態(tài)。當(dāng)安全功能執(zhí)行完畢后由操作員在主控室遠距離手動關(guān)閉該系統(tǒng)的安全殼隔離閥。85專設(shè)安全設(shè)施的安全殼隔離閥在事故發(fā)生后因系統(tǒng)需要執(zhí)行安全功能2.7可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)用來監(jiān)測、控制安全殼氣空間的氫氣體積分?jǐn)?shù)，防止失水事故后安全殼內(nèi)氫氣積累到超過燃燒或爆炸限值水平。

862.7可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)用來監(jiān)測、控制安全殼在核電站失水事故發(fā)生后，下列幾種反應(yīng)能產(chǎn)生氣態(tài)的氫氣。高溫時，燃料包殼金屬鋯和反應(yīng)堆冷卻劑之間發(fā)生鋯水反應(yīng)產(chǎn)生自由氫氣。

Zr+2H2O=ZrO2+2H2↑事故后，應(yīng)急冷卻液的輻照分解。

2H2O=2H2+O2↑水溶液與鋁鋅等金屬反應(yīng)如：

6H2O+2AL=2AL（OH）3+3H2↑87在核電站失水事故發(fā)生后，下列幾種反應(yīng)能產(chǎn)生氣態(tài)的氫氣。87由反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)之內(nèi)流失到安全殼內(nèi)的冷卻劑由于壓力的降低而釋放出其溶解的氫氣。上述幾種反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣，均聚集在安全殼內(nèi)。一旦安全殼大氣的含氫氣的體積濃度超過4%，有可能產(chǎn)生氫氧結(jié)合而發(fā)生爆炸。這種爆炸將會破壞堆本體結(jié)構(gòu)，安全殼及其中的設(shè)備和管道。88由反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)之內(nèi)流失到安全殼內(nèi)的冷卻劑由于壓力的降低而安全殼消氫系統(tǒng)的作用是，一旦核電站發(fā)生失水事故時，監(jiān)測安全殼大氣的氫濃度，并消除氫氣，使安全殼大氣的氫濃度保持在較低的數(shù)值（<4%）,避免氫—氧混合著火或爆炸保證安全殼結(jié)構(gòu)的完整性。89安全殼消氫系統(tǒng)的作用是，一旦核電站發(fā)生失水事故時，監(jiān)測安全殼2.7.1設(shè)備設(shè)計本系統(tǒng)的功能是在核電站發(fā)生失水事故后測量安全殼大氣的氫濃度并利用氫—氧復(fù)合的原理去除安全殼大氣中的氫氣，使其氫濃度低于4.0%(體積濃度)。本系統(tǒng)由兩個獨立回路組成，每個回路包括一臺空氣洗滌器、一臺風(fēng)機、一臺消氫器、一臺測氫儀以及相應(yīng)的管道儀表。回路的流量為150m3/h。902.7.1設(shè)備設(shè)計本系統(tǒng)的功能是在核電站發(fā)生失水事故后測量9191本系統(tǒng)分別從安全殼四個不同高度及可能積聚氫氣的房間吸入安全殼大氣。其中一個吸入口在安全殼穹頂中央，其它三個在側(cè)壁上。吸入的大氣經(jīng)進風(fēng)管穿過安全殼進入輔助廠房消氫設(shè)備室。92本系統(tǒng)分別從安全殼四個不同高度及可能積聚氫氣的房間吸入安全殼9393在消氫設(shè)備室內(nèi)，首先由空氣洗滌器去除可溶性放射性微塵以及懸浮在大氣中的氫氧化鈉和硼酸等雜質(zhì)。再由風(fēng)機把從洗滌器出來的氣體加壓送至消氫器。在消氫器內(nèi)，安全殼大氣首先被電加熱器加熱到320℃。然后進入催化床，在重金屬鈀催化劑的作用下進行氫氧合成水的反應(yīng)：2H2+O2→2H2O94在消氫設(shè)備室內(nèi)，首先由空氣洗滌器去除可溶性放射性微塵以及懸浮9595這是個放熱反應(yīng)，反應(yīng)生成的水蒸汽溫度高達400-500℃。這種高溫氣體由空氣冷卻器冷卻到小于50℃，再送回安全殼，從而達到消氫的目的。在每個系統(tǒng)的進風(fēng)管和回風(fēng)管上分別引一根小管接氫氣分析器，進行濃度分析，以此監(jiān)視消氫效率。從分析器出來的氣體送回鼓風(fēng)機入口。96這是個放熱反應(yīng)，反應(yīng)生成的水蒸汽溫度高達400-500℃。這97972.7.2主要設(shè)備1.空氣洗滌器空氣洗滌器為逆流填料塔。填料采用不銹鋼鮑爾環(huán)(無規(guī)則堆放)，填料高度700mm。用于去除懸浮于抽取的安全殼大氣中的氫氧化鈉、硼酸以及放射性碘等雜質(zhì)，采用硼回系統(tǒng)來的反應(yīng)堆補水為洗滌水，并排放到廢液系統(tǒng)。洗滌效率為：NaOH≥90%，H3BO3≥90%，I2≥70%。982.7.2主要設(shè)備1.空氣洗滌器982.風(fēng)機風(fēng)機用于對安全殼大氣進行增壓，本系統(tǒng)采用羅茨風(fēng)機，為核電站專用，具有良好的密封性能，流量150m3/h，風(fēng)壓1.96Kpa，電動機功率2.2kw。992.風(fēng)機993.消氫器消氫器為立式組合式反應(yīng)器，由空氣加熱器、催化劑床及空氣冷卻器三部分組成?？諝饧訜崞鳛殡姛崾郊訜崞鳎姽β蕿?1千瓦。催化劑為核電站專用的消氫催化劑，能有效地抵抗失水事故后存在于安全殼大氣中的各種有害雜質(zhì)的干擾。1003.消氫器100其主要組分為以金屬鈀為活化劑、氧化鋁為載體的球狀催化劑。消氫器的催化劑裝量約為11公斤?？諝饫鋮s器為水冷列管式熱交換器，具有足夠的傳熱面積，使反應(yīng)后的安全殼大氣冷卻到50℃。冷卻水由電站設(shè)備冷卻水系統(tǒng)提供。機組消氫效率≥95%(消氫器進口氣體的氫體積濃度為2%)。101其主要組分為以金屬鈀為活化劑、氧化鋁為載體的球狀催化劑。消氫4.安全殼隔離閥每個回路設(shè)7只安全殼隔離閥，其中5只安裝在安全殼內(nèi)，為電動波紋管截止閥，能承受失水事故后安全殼內(nèi)環(huán)境的溫度、壓力條件，另外兩只安裝于安全殼外，為電動隔膜閥，這些閥門在電站正常運行時處于關(guān)閉狀態(tài)，本系統(tǒng)需投入運行時可在主控室手動開啟。1024.安全殼隔離閥1022.7.3設(shè)備運行本系統(tǒng)在電站啟動，正常運行和停堆時均不投入運行。只在失水事故發(fā)生后才投入運行。1.在假定的失水事故后安全殼大氣的特性：在幾秒鐘后達到峰值壓力和溫度，大約30分鐘，大氣溫度降到約95℃。大約一天后，其數(shù)值約為70℃，安全殼大氣中含高放射性物質(zhì)。這些放射性物質(zhì)由于失水事故被釋放到安全殼內(nèi)。1032.7.3設(shè)備運行本系統(tǒng)在電站啟動，正常運行和停堆時均不投2.系統(tǒng)投入運行的條件(1)取樣測氫運行在事故后30分鐘啟動風(fēng)機，利用消氫器的旁路系統(tǒng)及測氫儀，測量安全殼大氣的氫濃度。(2)消氫運行視取樣分析的結(jié)果而定，一般在事故后24小時以后氫濃度在1.5～3%時，投入消氫運行，用以降低安全殼大氣的氫濃度，系統(tǒng)設(shè)備能在失水事故條件下連續(xù)運行500小時以上。1042.系統(tǒng)投入運行的條件1042.8安全殼疏排水系統(tǒng)

安全殼疏排水系統(tǒng)收集反應(yīng)堆廠房內(nèi)所有的液體廢物：正常運行；換料或維修的停堆以及隨后的啟堆；設(shè)備檢修前的疏水；事故泄漏。本系統(tǒng)將氣體和液體廢物輸送至設(shè)在核輔助廠房內(nèi)的廢氣系統(tǒng)、廢液系統(tǒng)和硼回系統(tǒng)。1052.8安全殼疏排水系統(tǒng)安全殼疏排水系統(tǒng)收集反應(yīng)堆廠房內(nèi)所全殼疏排水系統(tǒng)與反應(yīng)堆運行的安全無關(guān)，但本系統(tǒng)用于收集放射性廢物，所以它在保持環(huán)境安全方面起著一部分作用。正常運行期間，疏排水系統(tǒng)收集安全殼內(nèi)有關(guān)設(shè)備和閥門的密封引漏水。引漏水排至硼回混床，或者硼回暫存箱。106全殼疏排水系統(tǒng)與反應(yīng)堆運行的安全無關(guān)，但本系統(tǒng)用于收集放射性當(dāng)主系統(tǒng)壓力在16.1Mpa以上，穩(wěn)壓器的卸壓閥或（和）安全閥門卸壓閥箱排放蒸汽使卸壓箱溫度升高，卸壓箱內(nèi)的熱水將通過疏排水系統(tǒng)循環(huán)冷卻。在一定時間內(nèi)，將卸壓箱內(nèi)熱水冷卻到安全殼內(nèi)的環(huán)境溫度。107當(dāng)主系統(tǒng)壓力在16.1Mpa以上，穩(wěn)壓器的卸壓閥或（和）安全停堆檢修期間，疏排水系統(tǒng)將對安全殼內(nèi)要進行檢修，在役檢查的設(shè)備進行排水。主管道的低位疏水，所要檢修的設(shè)備去污液，沖洗水的排放都由本系統(tǒng)承擔(dān)。設(shè)備和管道疏水送回硼回混床或者硼回暫存箱，去污液和沖洗水送廢液系統(tǒng)T2水池。疏排水系統(tǒng)將安全殼污水坑和堆腔坑內(nèi)的廢液送輔助廠房廢液系統(tǒng)處理或排放。108停堆檢修期間，疏排水系統(tǒng)將對安全殼內(nèi)要進行檢修，在役檢查的設(shè)2.8.1系統(tǒng)的疏水來源主要疏水種類清潔疏水：化學(xué)物質(zhì)含量低的高放射性廢液；工藝疏水：化學(xué)物質(zhì)含量高的放射性廢液；地面疏水：化學(xué)物質(zhì)含量較雜的低放射性廢液（放射性水平低于排放標(biāo)準(zhǔn)）。1092.8.1系統(tǒng)的疏水來源主要疏水種類1092.8.2系統(tǒng)流程反應(yīng)堆正常運行期間，有些疏水收集在疏排水箱。當(dāng)疏排水箱液位達到800mm時，自動開啟一臺疏水泵和排放管上的出口閥，此時，若箱內(nèi)疏水溫度又大于45℃，則疏水由疏水泵吸入送往疏水冷卻器冷卻后，再排放至硼回系統(tǒng)，如果箱內(nèi)疏水小于45℃，可打開疏水冷卻器進口旁通閥，疏水可直接送到硼回系統(tǒng)。1102.8.2系統(tǒng)流程反應(yīng)堆正常運行期間，有些疏水收集在疏排水2.8.3主要設(shè)備1.疏排水箱疏排水箱型式為臥式園柱體橢園封頭。工作介質(zhì)為放射性液體，屬非核級設(shè)備。工作溫度150℃，工作壓力0.02Mpa，容積5.5m3，材料為不銹鋼，自重1.6噸，水約重5噸。箱體上部有氮氣復(fù)蓋，以維持疏排水箱0.02Mpa的壓力。1112.8.3主要設(shè)備1.疏排水箱1112.疏水泵和污水坑泵疏水泵為F50-40型離心泵。系統(tǒng)內(nèi)有2臺疏水泵。工作介質(zhì)為放射性液體，屬非核級設(shè)備，材料為不銹鋼。正常情況下，一臺泵工作，一臺泵備用。安全殼污水坑A、B各有二臺泵，一臺工作，一臺備用。堆腔坑也有二臺，一臺工作，一臺備用。1122.疏水泵和污水坑泵1123.疏水冷卻器疏水冷卻器一臺，臥式列管型，固定管板，屬非核級設(shè)備。換熱量2.6×109j/h，傳熱面積22m3。疏排水在管側(cè)流動，工作壓力0.45Mpa，工作溫度進口95℃，出口70℃。傳熱管材料為不銹鋼。殼側(cè)為設(shè)冷水，流量62.6m3/h，工作壓力0.75Mpa，進口35℃，出口45℃。殼體材料為碳鋼。1133.疏水冷卻器1134.污水坑監(jiān)測槽污水坑監(jiān)測槽為非核級設(shè)備，工作介質(zhì)為放射性液體，容積5m3材料為不銹鋼。工作壓力

0.3Mpa，工作溫度為常溫。1144.污水坑監(jiān)測槽1142.9輔助給水系統(tǒng)(ASG)主要功能：作為專設(shè)安全設(shè)施，在事故工況下，向蒸汽發(fā)生器應(yīng)急供水，排出堆芯余熱直至達到余熱排出系統(tǒng)投入的運行條件。在電廠啟動、熱備、熱停和從熱停向冷停堆過渡的第一階段，輔助給水系統(tǒng)代替主給水系統(tǒng)向蒸汽發(fā)生器二次側(cè)供水。1152.9輔助給水系統(tǒng)(ASG)主要功能：115輔助給水系統(tǒng)設(shè)計成兩個容量為100%的系列。一個系列是兩臺各為50%容量的電動輔助給水泵，可由不同的應(yīng)急母線供電；另一個系列是一臺100%容量的汽動輔助給水泵（或柴油機驅(qū)動泵）。系統(tǒng)主要由貯水箱、輔助給水泵和相關(guān)的管道閥門組成。此外，還有兩臺機組共用的一套除氣裝置。116輔助給水系統(tǒng)設(shè)計成兩個容量為100%的系列。一個系列是兩臺各1171171.貯水箱貯水箱是輔助給水系統(tǒng)的水源，水在氮氣復(fù)蓋下，氮氣壓力為0.01~0.012MPa表壓，以保證水質(zhì)。箱內(nèi)水溫保持在7℃~50℃之間。貯水箱容量是根據(jù)典型工況的安全分析得到的。大亞灣核電站貯水箱容量是790m3。水箱的充水和補水可由凝結(jié)水泵或脫氣裝置進行。在大亞灣電廠，脫氣裝置為兩臺機組共用。1181.貯水箱1181191192.輔助給水泵：兩臺電動泵是多級臥式離心泵，每臺提供50%額定流量（2×100T/h）。該流量可以使一回路在6小時從熱停堆狀態(tài)降到160－180oC。

一臺汽動泵，流量為100T/h，汽源來自主蒸汽隔離閥前的支管，控制調(diào)節(jié)閥保證速度調(diào)節(jié)，乏汽經(jīng)消音器排往大氣，驅(qū)動汽輪機能在8.6MPa~0.76MPa范圍內(nèi)運行，0.76MPa蒸汽壓力對應(yīng)于一回路可使余熱去除系統(tǒng)投入的溫度。在電廠正常運行時，輔助給水泵的驅(qū)動汽輪機的供汽管處于預(yù)熱狀態(tài)。1202.輔助給水泵：1203.除氣裝置為兩臺機組共用。包括一臺脫氣器、兩臺脫氣給水泵、一臺再生熱交換器。除氣裝置用于：對SER（常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)）的除鹽水（pH＝9）進行除氧后，向ASG貯水箱供水。當(dāng)貯水箱氧含量不合格時進行脫氣再處理。對SED（核島除鹽水分配系統(tǒng)）的除鹽水（pH＝7）進行除氣后，向REA（反應(yīng)堆硼和水的補給系統(tǒng)）貯水箱供水。1213.除氣裝置121122122第八講123第八講123核電廠系統(tǒng)及設(shè)備

第七講（2011—2012學(xué)年第2學(xué)期）

主講：田麗霞124核電廠系統(tǒng)及設(shè)備

第七講（2011—2012學(xué)年第2學(xué)期）1核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)在核電廠的設(shè)計、建造和運行過程中，必須堅持和確保安全第一的原則。三哩島和切爾諾貝利兩次重大事故的發(fā)生，使人們對反應(yīng)堆安全性提出了更高的要求。提出應(yīng)以固有安全（InherentSafety）概念貫穿于核電廠設(shè)計安全的新論點。1251核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)在核電廠的設(shè)計、建造和運行過程中，必須確保反應(yīng)堆安全的四種安全性要素自然的安全性只取決于內(nèi)在負(fù)反應(yīng)性系數(shù)、多普勒效應(yīng)、控制棒藉助重力落入堆芯等自然科學(xué)法則的安全性，事故時能控制反應(yīng)堆反應(yīng)性或自動終止裂變，確保堆芯不熔化。非能動的安全性建立在慣性原理（如泵惰轉(zhuǎn)）、重力法則（如位差）、熱傳遞法則等基礎(chǔ)上的非能動設(shè)備（無源設(shè)備）的安全性，即安全功能的實現(xiàn)毋需依賴外來的動力。126確保反應(yīng)堆安全的四種安全性要素3能動的安全性必須依靠能動設(shè)備（有源設(shè)備），即需由外部條件加以保證的安全性。后備的安全性指由冗余系統(tǒng)的可靠度或阻止放射性物質(zhì)逸出的多道屏障提供的安全性保證。127能動的安全性必須依靠能動設(shè)備（有源設(shè)備），即需由外部條件加固有安全性定義為：當(dāng)反應(yīng)堆出現(xiàn)異常工況時，不依靠人為操作或外部設(shè)備的強制性干預(yù)，只是由堆的自然安全性和非能動的安全性，控制反應(yīng)性或移出堆芯熱量，使反應(yīng)堆趨于正常運行和安全停閉。128固有安全性定義為：當(dāng)反應(yīng)堆出現(xiàn)異常工況時，不依靠人為操作或外具備有這種能力的反應(yīng)堆，即主要依賴于自然的安全性，非能動的安全性和后備反應(yīng)性的反應(yīng)堆體系被稱為固有安全堆。先進核反應(yīng)堆有:池式快堆IFR，模塊式高溫氣冷堆MHTGR，過程固有最終安全反應(yīng)堆PIUS。129具備有這種能力的反應(yīng)堆，即主要依賴于自然的安全性，非能動的安反應(yīng)堆安全設(shè)施有特定的安全功能130反應(yīng)堆安全設(shè)施有特定的安全功能7

事故工況下投入的系統(tǒng)或裝置第一道屏障：反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)第二道屏障：穩(wěn)壓器安全閥第三道屏障：則有以下系統(tǒng)或裝置動作：安全殼自動隔離；安全殼噴淋系統(tǒng)，用于降低安全殼內(nèi)壓和減少放射性碘；131事故工況下投入的系統(tǒng)或裝置第一道屏障：反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)8氫氣復(fù)合裝置，消除失水事故情況下產(chǎn)生的氫氣，防止可能出現(xiàn)的氫爆；砂堆過濾器，防止安全殼超壓；安全殼內(nèi)廢液及廢氣的外泄漏分別由碘過濾器及核島排氣及疏水系統(tǒng)收集后重新送回安全殼。132氫氣復(fù)合裝置，消除失水事故情況下產(chǎn)生的氫氣，防止可能出現(xiàn)的氫核電站以可能性極小的、假象的最嚴(yán)重事故作為安全設(shè)計的依據(jù)，這種最嚴(yán)重事故是指一回路大破口時的冷卻劑喪失（LOCA）事故。一旦一回路管道大破裂，冷卻劑就會噴流而出，造成反應(yīng)堆失水。如果堆芯失去冷卻而燒毀，則大量放射性物質(zhì)就可能釋放到安全殼內(nèi)。133核電站以可能性極小的、假象的最嚴(yán)重事故作為安全設(shè)計的依據(jù)，這134112專設(shè)安全設(shè)施專設(shè)安全設(shè)施本身是指：安全注射系統(tǒng)（RIS）安全殼安全殼噴淋系統(tǒng)（EAS）安全殼隔離系統(tǒng)（EIE）安全殼消氫系統(tǒng)輔助給水系統(tǒng)（ASG）1352專設(shè)安全設(shè)施專設(shè)安全設(shè)施本身是指：12有些系統(tǒng)雖不是專設(shè)安全設(shè)施，但協(xié)助完成專設(shè)安全設(shè)施功能，或為保證專設(shè)安全設(shè)施的運行提供必要的條件：通風(fēng)，為專設(shè)安全設(shè)施的良好運行提供必要的條件，使事故工況下的放射性后果限制在可接受的范圍，保持控制室在事故工況下的可居留性。供給冷卻水，排出由專設(shè)安全設(shè)施排出的熱量。給能動部件提供動力源，包括電源和壓縮空氣。136有些系統(tǒng)雖不是專設(shè)安全設(shè)施，但協(xié)助完成專132.1專設(shè)安全設(shè)施的功能防止放射性物質(zhì)擴散，保持環(huán)境，保護公眾和核電廠工作人員的安全。在電站出現(xiàn)三、四類事故時，保證反應(yīng)堆余熱的排出，并盡可能地限制包容裂變產(chǎn)物的設(shè)備與系統(tǒng)的損壞。1372.1專設(shè)安全設(shè)施的功能防止放射性物質(zhì)擴散，保持環(huán)境，保護具體說是：發(fā)生失水事故時，向堆芯注入含硼水；阻止放射性物質(zhì)向大氣釋放；阻止安全殼中氫濃集；向蒸汽發(fā)生器事故供水。138具體說是：152.2專設(shè)安全設(shè)施設(shè)計原則設(shè)計原則設(shè)備高度可靠；系統(tǒng)具有多重性；系統(tǒng)相互獨立；系統(tǒng)定期檢驗；具備可靠電源；具有足夠的水源。1392.2專設(shè)安全設(shè)施設(shè)計原則設(shè)計原則16按NRC規(guī)定，系統(tǒng)按設(shè)計基準(zhǔn)事故確定的冷卻性能須滿足：燃料包殼最高溫度保持低于1204℃；最大包殼氧化程度不超過包殼總厚度的17%，最大產(chǎn)氫量不超過包殼－水化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)氫量的1%；安全殼內(nèi)壓力保持在設(shè)計壓力以下；可允許失去正常電源。140按NRC規(guī)定，系統(tǒng)按設(shè)計基準(zhǔn)事故確定的冷卻172.3安全注入系統(tǒng)RIS

（應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)）主要功能：一回路小破口失水事故或二回路蒸汽管道破裂造成一回路平均溫度降低而引起冷卻劑收縮時，RIS用來向一回路補水，以重新建立穩(wěn)壓器水位；在一回路大破口失水事故時，RIS向堆芯注水，以重新淹沒并冷卻堆芯，限制燃料元件溫度的上升；1412.3安全注入系統(tǒng)RIS

（應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)）主要功能：1在二回路蒸汽管道破裂時，向一回路注入高濃度硼酸溶液，以補償由于一回路冷卻劑連續(xù)過冷而引起的正反應(yīng)性，防止堆芯重返臨界。在蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故，反應(yīng)堆冷卻劑從蒸汽發(fā)生器一次側(cè)泄漏到二次側(cè)，直到一次側(cè)的壓力與二次側(cè)壓力平衡。在這種事故，安全注射系統(tǒng)補償因泄漏造成的冷卻劑量的減少。142在二回路蒸汽管道破裂時，向一回路注入高濃度硼酸溶液，以補償由安全注入系統(tǒng)通常分三個子系統(tǒng)：高壓安全注入系統(tǒng)、蓄壓箱注入系統(tǒng)和低壓安全注入系統(tǒng)。安注過程包括：直接注入階段，再循環(huán)注入階段。當(dāng)換料水箱水位達到低3信號且安注信號依然存在時，開始再循環(huán)注入。低壓安注泵從安全殼地坑吸水。143安全注入系統(tǒng)通常分三個子系統(tǒng)：高壓安全注入系統(tǒng)、蓄壓箱注入系當(dāng)P≤119bar時，高壓安注系統(tǒng)投入當(dāng)P≤42.5bar時，中壓安注系統(tǒng)自動投入當(dāng)P<10bar時，低壓安注系統(tǒng)投入102030時間（s）一回路壓力（bar)150100500一回路破口后的壓力變化144當(dāng)P≤119bar時，高壓安注系統(tǒng)投入當(dāng)P≤42.5ba高、低壓安注示意中壓安注示意LOCA時的安注過程145高、低壓安注示意中壓安注示意LOCA時的安注過程22高低壓安注系統(tǒng)流程圖146高低壓安注系統(tǒng)流程圖23高壓安全注入系統(tǒng)一回路小的泄漏或發(fā)生主蒸汽管道破裂事故引起一回路溫度和壓力下降到一定值時，高壓安全注入系統(tǒng)投入，從換料水箱通過硼注入箱向一回路注入含硼水。高壓安全注入系統(tǒng)由換料水箱、三臺高壓安注泵、濃硼酸再循環(huán)回路（包括硼注入箱、硼注入箱再循環(huán)泵和緩沖箱）和通往一回路的注入管線及相關(guān)閥門的管道組成。147高壓安全注入系統(tǒng)一回路小的泄漏或發(fā)生主蒸汽管道破裂事故引起一高壓安全注入系統(tǒng)由兩個系列A和B組成。每個系列提供百分之百的應(yīng)急冷卻水。高壓安注系統(tǒng)的工作分為直接注入和再循環(huán)注入階。148高壓安全注入系統(tǒng)由兩個系列A和B組成。每個系列提供百分之百的中壓安注系統(tǒng)流程圖149中壓安注系統(tǒng)流程圖26中壓安注系統(tǒng)（蓄壓箱注入系統(tǒng)）蓄壓箱注入系統(tǒng)由安全殼內(nèi)的三個蓄壓箱及其與一回路冷管段相連的管道和閥門組成。是一個非能動系統(tǒng)。不用安注信號啟動任何電氣設(shè)備。在失水事故情況下，一旦一回路系統(tǒng)的壓力低于蓄壓箱的注入壓力時，蓄壓箱內(nèi)氮氣壓力使逆止閥打開，蓄壓箱內(nèi)的含硼水迅速注入堆芯，每個蓄壓箱的水量可淹沒半個堆芯。150中壓安注系統(tǒng)（蓄壓箱注入系統(tǒng)）蓄壓箱注入系統(tǒng)由安全殼內(nèi)的三個在發(fā)生大破口失水事故時，一回路壓力大幅度下降，應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)的三個子系統(tǒng)將全部投入。啟動高壓安注泵和低壓安注泵有時間延遲，且流量也受限制，蓄壓箱注入系統(tǒng)可靠、迅速地向堆芯注入大量含硼水，保證堆芯得到及時冷卻。151在發(fā)生大破口失水事故時，一回路壓力大幅度下降，應(yīng)急堆芯冷卻系中壓安注箱152中壓安注箱29低壓安注系統(tǒng)低壓安注系統(tǒng)包括兩個獨立的系列。每個系列由一臺低壓安注泵、通往換料水箱和安全殼地坑的吸水管道和一回路冷、熱管段的注入管道和閥門組成。低壓安注泵在直接注入階段從換料水箱吸水，再循環(huán)注入階段從安全殼地坑吸水，排出的水送到高壓安注泵入口，或當(dāng)泵出口壓力高于一回路壓力時直接注入一回路。153低壓安注系統(tǒng)低壓安注系統(tǒng)包括兩個獨立的系列。每個系列由一臺低安全注入系統(tǒng)的主要參數(shù)154安全注入系統(tǒng)的主要參數(shù)31安注啟動信號高壓和低壓安注系統(tǒng)的觸發(fā)信號由反應(yīng)堆保護系統(tǒng)給出。如果自動控制電路故障，可由控制室手動啟動。中壓安注系統(tǒng)不需要外電源或啟動信號就能快速響應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)堆冷卻劑壓力低于安注箱的壓力時就開始向一回路系統(tǒng)的冷段注水，保證快速冷卻堆芯。155安注啟動信號高壓和低壓安注系統(tǒng)的觸發(fā)信號由反應(yīng)堆保護系統(tǒng)給出安注信號可由下面任一信號觸發(fā)：穩(wěn)壓器壓力低（11.9MPa）；兩臺蒸汽發(fā)生器蒸汽流量高且蒸汽管道壓力低（低達3.55MPa）；兩臺蒸汽發(fā)生器蒸汽流量高且冷卻劑平均溫度低到284℃；蒸汽管道間主蒸汽壓差高（ΔP=0.7MPa）；安全殼內(nèi)壓力高（0.14MPa）；手動啟動。156安注信號可由下面任一信號觸發(fā)：33啟動信號觸發(fā)后的保護動作安注信號除立即啟動RIS系統(tǒng)執(zhí)行安注過程外，還實施下列保護動作，包括：反應(yīng)堆緊急停堆（實際上應(yīng)已停堆，這里是為了確認(rèn)），汽輪機脫扣；啟動應(yīng)急柴油發(fā)電機；隔離主給水系統(tǒng)（ARE），并停運主給水泵；啟動電動輔助給水泵；157啟動信號觸發(fā)后的保護動作安注信號除立即啟動RIS系統(tǒng)執(zhí)行安注啟動設(shè)備冷卻水泵（RRI）和重要廠用水泵（SEC）；啟動上充泵房應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)（DVH）；啟動安全殼換氣通風(fēng)系統(tǒng)（EBA），并將核燃料廠房通風(fēng)系統(tǒng)（DVK）切換到碘過濾器；將安全殼環(huán)廊房間通風(fēng)系統(tǒng)（DVW）切換到碘過濾器；觸發(fā)安全殼隔離（階段A）。158啟動設(shè)備冷卻水泵（RRI）和重要廠用水泵（SEC）；35安注系統(tǒng)綜述關(guān)于硼注入罐，早期高壓安注系統(tǒng)設(shè)有硼注入罐，硼注入罐內(nèi)盛放約3.4m3的21000×10-6的含硼水。安注信號發(fā)生后，將濃硼酸水注入堆芯，目的是補償因溫度下降而引入的正反應(yīng)性?，F(xiàn)在分析表明，靠換料水箱的硼濃度就可防止重返臨界，NRC已批準(zhǔn)取消這個系統(tǒng)。我國秦山核電廠就沒有采用濃硼酸注入系統(tǒng)。159安注系統(tǒng)綜述關(guān)于硼注入罐，早期高壓安注系統(tǒng)設(shè)有硼注入罐，硼注系統(tǒng)間的設(shè)備兼容，兼容會減少設(shè)備，簡化設(shè)計，降低投資，但帶來了運行中運行方式切換的問題，會增加系統(tǒng)的失效率。因而，有將安全相關(guān)系統(tǒng)與一般系統(tǒng)分開的趨勢。我國秦山核電廠則將化容系統(tǒng)上充泵在事故時作安注使用，同時還專設(shè)了兩臺高壓安注泵。大亞灣核電廠的余熱去除系統(tǒng)只起余熱排出作用，與低壓安注分開了。160系統(tǒng)間的設(shè)備兼容，兼容會減少設(shè)備，簡化設(shè)計，降低投資，但帶來“N＋2”準(zhǔn)則，KWU提出安注系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)置采用“N＋2”準(zhǔn)則，N為必須運行的設(shè)備臺數(shù)，1為備用，1為檢修。161“N＋2”準(zhǔn)則，KWU提出安注系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)置采用“N＋2”準(zhǔn)2.4安全殼系統(tǒng)安全殼是包容反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的氣密承壓構(gòu)筑物。1622.4安全殼系統(tǒng)安全殼是包容反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的氣密承壓構(gòu)筑主要功能：在發(fā)生失水事故和主蒸汽管道破裂事故時承受內(nèi)壓，容納噴射出的汽水混合物，防止或減少放射性物質(zhì)向環(huán)境的釋放，作為放射性物質(zhì)與環(huán)境之間的第三道屏障。對反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的放射性輻射提供生物屏蔽，并限制污染氣體的泄漏。對外部事件（如飛機撞擊、龍卷風(fēng)）進行防護。163主要功能：40安全殼有多種形式，主要有：（1）帶密封鋼襯的預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼，（2）雙層安全殼，（3）負(fù)壓安全殼。從幾何形狀上有圓柱形的和球形的。164安全殼有多種形式，主要有：（1）帶密封鋼襯的預(yù)應(yīng)力混凝土安全預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼大亞灣核電站所采用的是帶密封鋼襯里的單層預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼。底部用鋼筋混凝土底板封閉，頂部用準(zhǔn)球形的預(yù)應(yīng)力混凝土穹頂封閉，其內(nèi)表面由一層6mm厚，由焊接鋼板組件制成的金屬襯里覆蓋。安全殼尺寸取決于堆功率，由滿足能量釋放所需的凈自由容積決定的，最小內(nèi)部高度通常由設(shè)備裝卸的空間決定。165預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼大亞灣核電站所采用的是帶密封鋼襯里的單層預(yù)大亞灣安全殼整體尺寸如下：筒體混凝土壁厚0.9m，襯里內(nèi)徑37m，高為56.68m。內(nèi)部有效空間約49000m3。安全殼的設(shè)計（絕對）壓力為0.52MPa，設(shè)計溫度為145℃，允許每24小時的（質(zhì)量）泄漏量為0.1%。166大亞灣安全殼整體尺寸如下：4316744雙層安全殼德國采用的雙層球形安全殼設(shè)計，內(nèi)層為承壓的球形鋼殼，外層為半球形混凝土殼。田灣與EPR是雙層安全殼。在雙層安全殼中設(shè)置了空氣再循環(huán)系統(tǒng)，它由排風(fēng)機、冷卻器、除濕器、高效率粒子過濾器和碘過濾器組成。工作時，能使環(huán)形空間保持負(fù)壓，起到雙層包容的作用。同時也使環(huán)形空間內(nèi)的氣體通過碘過濾器進行再循環(huán)，降低安全殼泄出氣體中放射性物質(zhì)濃度，使放射性對電廠周圍的影響降低到最低限度。168雙層安全殼德國采用的雙層球形安全殼設(shè)計，內(nèi)層為承壓的球形鋼殼EPR堆芯熔融物收集系統(tǒng)（捕集器）169EPR堆芯熔融物收集系統(tǒng)（捕集器）46AP1000的安全殼安全殼由4個環(huán)段和上下封頭組成。直徑為39.6m，圓柱段是7.77m。壁厚4.44cm，設(shè)計壓力4.07bar。環(huán)段和容器封頭用鋼板構(gòu)成，事先在工廠加工成型，在現(xiàn)場安裝。最大環(huán)段（包括支撐）重658t，2個封頭每個重500t。170AP1000的安全殼安全殼由4個環(huán)段和上下封頭組成。直徑為32.5安全殼噴淋系統(tǒng)（EAS）主要功能：從安全殼頂部空間噴灑冷卻水，為安全殼氣空間降溫降壓，限制事故后安全殼內(nèi)的峰值壓力，保證安全殼完整性。在再循環(huán)安注模式下，安全殼地坑的水需冷卻時，由安全殼噴淋系統(tǒng)的熱交換器冷卻后再注入堆芯，安全殼噴淋系統(tǒng)是在設(shè)計基準(zhǔn)事故下可以排除安全殼內(nèi)熱量的唯一系統(tǒng)。1712.5安全殼噴淋系統(tǒng)（EAS）主要功能：48在反應(yīng)堆處在冷停堆工況時，如反應(yīng)堆大廳內(nèi)發(fā)生大面積火災(zāi)，安全殼噴淋系統(tǒng)可用作火災(zāi)消防。一回路發(fā)生失水事故時，為了減少放射性物質(zhì)外泄，在噴淋液中添加定量的NaOH，用以除去安全殼大氣中的放射性碘。172在反應(yīng)堆處在冷停堆工況時，如反應(yīng)堆大廳內(nèi)發(fā)生大面積火災(zāi)，安全1735017451安全殼噴淋系統(tǒng)175安全殼噴淋系統(tǒng)52系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則在發(fā)生失水事故時，40秒內(nèi)噴淋泵能投入運行（每臺泵流量為450m3/h）。本系統(tǒng)按核安全二級設(shè)計（除了NaOH添加回路為核3級外）。所有系統(tǒng)和設(shè)備均按抗震SSE設(shè)計。本系統(tǒng)能承受各種事故工況，包括安全停堆時地震，而不喪失其排熱功能。176系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則在發(fā)生失水事故時，40秒內(nèi)噴淋泵能投入運行（每臺安全殼噴淋系統(tǒng)的設(shè)計能使安全殼內(nèi)的溫度和壓力變化滿足安全殼瞬態(tài)的要求。在外電源故障同時發(fā)生單個柴油機故障情況下，本系統(tǒng)即使在這樣的單一故障條件下仍能保持其噴淋的功能。在核電站正常運行時，系統(tǒng)主要的設(shè)備對于定期檢查來說均是可接近的。本系統(tǒng)采用各種措施，以使系統(tǒng)的所有設(shè)備能完成其代表性試驗。177安全殼噴淋系統(tǒng)的設(shè)計能使安全殼內(nèi)的溫度和壓力變化滿足安全殼瞬設(shè)備設(shè)計準(zhǔn)則(1)NaOH添加將NaOH溶液加入到硼水中，用來增加PH值。以保持安全殼內(nèi)碘的吸收，并使換料水箱水的酸性所引起的金屬腐蝕減到最小。這樣能使噴淋時所產(chǎn)生的氫氣保持在低于可允許值內(nèi)。178設(shè)備設(shè)計準(zhǔn)則(1)NaOH添加55(2)安全殼隔離 設(shè)計安全殼貫穿應(yīng)符合：ANSI/ANS56.2安全殼隔離準(zhǔn)則，因為系統(tǒng)是直接同安全殼大氣相通，根據(jù)安全殼密封隔離的要求，它在貫穿安全殼的兩側(cè)均設(shè)置有隔離閥。179(2)安全殼隔離56(3)放射性釋放 本系統(tǒng)的設(shè)計能使釋放到環(huán)境中的放射性減到最小。(4)泵的凈正吸入壓頭 本系統(tǒng)的噴淋泵設(shè)計成，即使泵的凈正吸入壓頭相當(dāng)于液體已達到失水事故后的最高溫度時，仍能使泵運行。180(3)放射性釋放57(5)熱交換器 安全殼噴淋熱交換器（即余熱排出熱交換器）的排熱能力，在失水事故后能為安全殼提供足夠的冷卻，并限制其壓力瞬態(tài)不超過可接受的值。(6)安全殼再循環(huán)地坑181(5)熱交換器58安全殼噴淋系統(tǒng)的組成系統(tǒng)由容量相同的兩個系列組成，每個系列都能單獨滿足系統(tǒng)要求。每一系列由一臺噴淋泵，一臺熱交換器、一臺噴射器、噴淋管線和閥門組成。換料水箱和氫氧化鈉循環(huán)系統(tǒng)是共用的。182安全殼噴淋系統(tǒng)的組成系統(tǒng)由容量相同的兩個系列組成，每個系列都四條環(huán)形噴淋管（每個系列兩條）以安全殼中心線為中心固定在安全殼頂部，共計506只噴頭，噴出水滴平均直徑0.27mm，噴頭的定位和配置保證每一系列噴灑的冷卻水能復(fù)蓋安全殼整個空間。噴射器與噴淋泵并聯(lián)，靠噴淋泵的回流通過噴射器時，將氫氧化鈉吸入并與噴淋水混合后送入噴淋泵入口，含有氫氧化鈉的噴淋液經(jīng)泵升壓后噴出。183四條環(huán)形噴淋管（每個系列兩條）以安全殼中心線為中心固定在安全氫氧化鈉添加回路氫氧化鈉添加回路由一個化學(xué)添加罐、一臺化學(xué)添加劑循環(huán)泵和兩臺位于噴淋泵旁路管線上的噴射器及相應(yīng)的閥門管道組成。化學(xué)添加罐內(nèi)裝有30%重量濃度的氫氧化鈉。184氫氧化鈉添加回路氫氧化鈉添加回路由一個化學(xué)添加罐、一臺化學(xué)添噴淋液的pH值維持在9.9~10.5之間，低限是為了保證除碘效果，高限是考慮到噴淋液與其所接觸材料的化學(xué)相容性。注入氫氧化鈉可以提高pH值。為了防止空氣進入化學(xué)添加罐生成碳酸鈉堵塞噴頭，化學(xué)添加罐用氮氣覆蓋。185噴淋液的pH值維持在9.9~10.5之間，低限是為了保證除碘原理如下：2NaOH+I2=NaI+NaIO+H2ONaI和NaIO都溶于水，因此，加入NaOH可使游離的單質(zhì)放射性碘溶于水，從而限制碘的釋放。186原理如下：63EAS熱交換器和堿罐187EAS熱交換器和堿罐64安全殼噴淋系統(tǒng)的運行電廠正常運行時，EAS處于備用狀態(tài)，氫氧化鈉再循環(huán)回路的循環(huán)泵，每八小時運行20分鐘，以保證箱內(nèi)溶液均勻。啟動信號安全殼內(nèi)四個壓力測量元件中兩個達到0.24MPa時，EAS自動啟動。EAS也可在控制室手動啟動。系統(tǒng)的運行分為兩個階段：直接噴淋再循環(huán)噴淋188安全殼噴淋系統(tǒng)的運行電廠正常運行時，EAS處于備用狀態(tài)，氫氧直接噴淋出現(xiàn)噴淋信號時，兩臺噴淋泵自動啟動，并自動打開通往換料水箱的隔離閥及安全殼噴淋熱交換器的設(shè)備冷卻水供水閥。噴淋系統(tǒng)啟動后延遲5分鐘注入氫氧化鈉，5分鐘的延遲供操作員考慮是否需要添加氫氧化鈉，操縱員可以關(guān)閉氫氧化鈉添加管線上的隔離閥以避免氫氧化鈉誤加入。189直接噴淋出現(xiàn)噴淋信號時，兩臺噴淋泵自動啟動，并自動打開通再循環(huán)噴淋噴淋水和從一回路泄漏到安全殼內(nèi)的水被收集在安全殼地坑中，當(dāng)換料水箱內(nèi)的水位達到低3（2.1m）且安噴信號仍存在時，自動從直接噴淋過渡到再循環(huán)噴淋，噴淋泵從安全殼地坑汲水，經(jīng)熱交換器冷卻后噴入安全殼空間。190再循環(huán)噴淋噴淋水和從一回路泄漏到安全殼內(nèi)的水被收集在安全2.6安全殼隔離系統(tǒng)(EIE)安全殼隔離系統(tǒng)在反應(yīng)堆失水事故發(fā)生后，為安全殼提供隔離手段，維護安全殼密封的完整性、阻止放射性裂變產(chǎn)物向安全殼外釋放。1912.6安全殼隔離系統(tǒng)(EIE)安全殼隔離系統(tǒng)在反應(yīng)堆失水安全殼隔離系統(tǒng)具有以下安全功能：在電站發(fā)生設(shè)計基準(zhǔn)事故時，及時有效地隔離與反應(yīng)堆安全無關(guān)的所有貫穿安全殼的工藝系統(tǒng)。允許在事故工況下實施安全功能的系統(tǒng)的流體在正?；驊?yīng)急情況下均能通過安全殼邊界。作為安全殼隔離屏障的所有隔離閥具有密閉、試驗、檢查和維修的能力。192安全殼隔離系統(tǒng)具有以下安全功能：692.6.1安全殼隔離系統(tǒng)設(shè)計安全殼隔離閥及其所屬管道如果構(gòu)成反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的一部分，則應(yīng)按核安全一級設(shè)計，其余至少按核安全二級設(shè)計。所有安全殼隔離設(shè)施均按抗震SSE設(shè)計。安全隔離設(shè)施的設(shè)計應(yīng)能承受失水事故后安全殼內(nèi)最高溫度和壓力。1932.6.1安全殼隔離系統(tǒng)設(shè)計安全殼隔離閥及其所屬管道如果構(gòu)貫穿安全殼所有貫穿件、隔離閥的綜合泄漏率應(yīng)低于每天0.06%安全殼容積。安全殼內(nèi)側(cè)所有隔離設(shè)施的累積輻射劑量不應(yīng)超過2×105Gy。安全殼內(nèi)外側(cè)的電動隔離閥應(yīng)有來自不同母線供電的應(yīng)急電源。194貫穿安全殼所有貫穿件、隔離閥的綜合泄漏率應(yīng)低于每天0.06%在安全殼內(nèi)的隔離閥要求能承受安全殼內(nèi)失水事故造成的最高溫度和最高壓力，或者安全殼結(jié)構(gòu)完整性試驗時的壓力和各種設(shè)計條件的合理組合。根據(jù)工藝系統(tǒng)的要求，隔離閥的形式有閘閥、截止閥、隔膜閥、波紋管閥、止回閥(僅用于安全殼內(nèi)輸入管線上)和卸壓閥。195在安全殼內(nèi)的隔離閥要求能承受安全殼內(nèi)失水事故造成的最高溫度和接受安全殼隔離信號的動力操作隔離閥自動操作將是優(yōu)先，而其次才考慮在主控室遠距離手動操作。遠距離手動操作方式不能超越自動隔離訊號。對有可能使放射性介質(zhì)排放到環(huán)境中去的開式管路，其隔離閥的關(guān)閉時間應(yīng)小于5秒，對閉式管路，其隔離閥的關(guān)閉時間應(yīng)小于60秒。196接受安全殼隔離信號的動力操作隔離閥自動操作將是優(yōu)先，而其次才貫穿件設(shè)計所有穿過安全殼的貫穿件能滿足與安全殼結(jié)構(gòu)相同的設(shè)計要求，并能承受管道位移所產(chǎn)生的作用力、噴射力和管道甩動引起的事故載荷。貫穿件還應(yīng)根據(jù)其所貫穿的工藝管道的特性，滿足充當(dāng)泄漏屏障，管道錨固，隔熱及密封試驗的能力。197貫穿件設(shè)計742.6.2主要設(shè)備1.貫穿件工藝管道在穿過安全殼處設(shè)有密封貫穿件，將工藝管道封閉在套管內(nèi)。該套管預(yù)埋在安全殼混凝土墻內(nèi)，并與安全殼襯里鋼板相焊接，安全殼內(nèi)側(cè)的封頭與工藝管道焊接，以防止放射性氣體外漏。1982.6.2主要設(shè)備1.貫穿件75按工藝管道內(nèi)介質(zhì)的溫度和管徑大小。貫穿件結(jié)構(gòu)有五種形式。(1)隔熱套管貫穿件該型式適用于介質(zhì)溫度大于200℃的工藝管道。如主蒸汽、主給水管道。工藝管與套管之間設(shè)置保溫層，也可設(shè)置盤管冷卻水套。199按工藝管道內(nèi)介質(zhì)的溫度和管徑大小。貫穿76(2)熱貫穿件該型式適用于介質(zhì)溫度100℃～200℃的工藝管道。工藝管道與套管之間設(shè)置保溫層。(3)普通冷貫穿件該型式適用于介質(zhì)溫度小于100℃的工藝管道。工藝管道與套管之間不設(shè)保溫層。200(2)熱貫穿件77(4)多管貫穿件該型式適用于小管徑的工藝管道，如取樣管。貫穿管數(shù)可為2～7根。(5)帶波紋管貫穿件該型式適用于距貫穿安全殼壁處固定點位置很近的地方又設(shè)置的固定點，且無補償手段工藝管道。如再循環(huán)地坑管。201(4)多管貫穿件782.隔離閥貫穿安全殼的工藝管道通常需在安全殼內(nèi)、外兩側(cè)各設(shè)置一只隔離閥，構(gòu)成雙重隔離屏障。這樣提高了隔離系統(tǒng)的密封性能。2022.隔離閥793.地坑隔離閥保護箱安注系統(tǒng)兩根再循環(huán)包容在套管和密封箱內(nèi)，即地坑隔離閥保護箱內(nèi)，此箱及套管分別與地坑管的貫穿件相焊接，以防止再循環(huán)地坑管斷裂時，地坑水的大量流失。2033.地坑隔離閥保護箱802.6.3運行方式在核電站正常運行期間，安全殼隔離系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。安全殼隔離閥的開關(guān)位置取決于各工藝系統(tǒng)的要求。一般來說，維持電站正常運行的系統(tǒng)其隔離閥保持開啟狀態(tài)；間斷投入運行的系統(tǒng)其隔離閥保持關(guān)閉狀態(tài)。2042.6.3運行方式在核電站正常運行期間，安全殼隔離系統(tǒng)處于在核電站發(fā)生設(shè)計基準(zhǔn)事故后，安全殼隔離功能由安全殼隔離信號啟動實施。安全殼隔離閥的開關(guān)位置取決于事故后各工藝系統(tǒng)的要求。接受安全殼隔離信號的安全殼隔離閥伴隨安注信號和噴淋信號進行第一階段和第二階段隔離。205在核電站發(fā)生設(shè)計基準(zhǔn)事故后，安全殼隔離功能由安全殼隔離信號啟安全殼隔離信號伴隨安注動作自動發(fā)出時,安全殼隔離系統(tǒng)進行第一階段隔離。所有貫穿安全殼但與反應(yīng)堆安全無關(guān)的工藝系統(tǒng)隔離閥迅速關(guān)閉。能觸發(fā)第一階段隔離信號(即安注信號)的有：安全殼內(nèi)高壓力；主蒸汽管道低壓；穩(wěn)壓器低壓；手動操作。206安全殼隔離信號伴隨安注動作自動發(fā)出時,安全殼隔離系統(tǒng)進行第一安全殼隔離信號伴隨噴淋動作自動發(fā)出時，安全殼隔離系統(tǒng)進行第二階段隔離。所有不屬于專設(shè)安全設(shè)施，但在第一階段隔離時不得不運行的所有工藝管道隔離閥迅速關(guān)閉。能觸發(fā)第二階段隔離信號(即安全殼噴淋信號)的有：安全殼內(nèi)高高壓；手動操作。207安全殼隔離信號伴隨噴淋動作自動發(fā)出時，安全殼隔離系統(tǒng)進行第二專設(shè)安全設(shè)施的安全殼隔離閥在事故發(fā)生后因系統(tǒng)需要執(zhí)行安全功能，其閥位可以處于開啟狀態(tài)。當(dāng)安全功能執(zhí)行完畢后由操作員在主控室遠距離手動關(guān)閉該系統(tǒng)的安全殼隔離閥。208專設(shè)安全設(shè)施的安全殼隔離閥在事故發(fā)生后因系統(tǒng)需要執(zhí)行安全功能2.7可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)用來監(jiān)測、控制安全殼氣空間的氫氣體積分?jǐn)?shù)，防止失水事故后安全殼內(nèi)氫氣積累到超過燃燒或爆炸限值水平。

2092.7可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)用來監(jiān)測、控制安全殼在核電站失水事故發(fā)生后，下列幾種反應(yīng)能產(chǎn)生氣態(tài)的氫氣。高溫時，燃料包殼金屬鋯和反應(yīng)堆冷卻劑之間發(fā)生鋯水反應(yīng)產(chǎn)生自由氫氣。

Zr+2H2O=ZrO2+2H2↑事故后，應(yīng)急冷卻液的輻照分解。

2H2O=2H2+O2↑水溶液與鋁鋅等金屬反應(yīng)如：

6H2O+2AL=2AL（OH）3+3H2↑210在核電站失水事故發(fā)生后，下列幾種反應(yīng)能產(chǎn)生氣態(tài)的氫氣。87由反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)之內(nèi)流失到安全殼內(nèi)的冷卻劑由于壓力的降低而釋放出其溶解的氫氣。上述幾種反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣，均聚集在安全殼內(nèi)。一旦安全殼大氣的含氫氣的體積濃度超過4%，有可能產(chǎn)生氫氧結(jié)合而發(fā)生爆炸。這種爆炸將會破壞堆本體結(jié)構(gòu)，安全殼及其中的設(shè)備和管道。211由反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)之內(nèi)流失到安全殼內(nèi)的冷卻劑由于壓力的降低而安全殼消氫系統(tǒng)的作用是，一旦核電站發(fā)生失水事故時，監(jiān)測安全殼大氣的氫濃度，并消除氫氣，使安全殼大氣的氫濃度保持在較低的數(shù)值（<4%）,避免氫—氧混合著火或爆炸保證安全殼結(jié)構(gòu)的完整性。212安全殼消氫系統(tǒng)的作用是，一旦核電站發(fā)生失水事故時，監(jiān)測安全殼2.7.1設(shè)備設(shè)計本系統(tǒng)的功能是在核電站發(fā)生失水事故后測量安全殼大氣的氫濃度并利用氫—氧復(fù)合的原理去除安全殼大氣中的氫氣，使其氫濃度低于4.0%(體積濃度)。本系統(tǒng)由兩個獨立回路組成，每個回路包括一臺空氣洗滌器、一臺風(fēng)機、一臺消氫器、一臺測氫儀以及相應(yīng)的管道儀表?；芈返牧髁繛?50m3/h。2132.7.1設(shè)備設(shè)計本系統(tǒng)的功能是在核電站發(fā)生失水事故后測量21491本系統(tǒng)分別從安全殼四個不同高度及可能積聚氫氣的房間吸入安全殼大氣。其中一個吸入口在安全殼穹頂中央，其它三個在側(cè)壁上。吸入的大氣經(jīng)進風(fēng)管穿過安全殼進入輔助廠房消氫設(shè)備室。215本系統(tǒng)分別從安全殼四個不同高度及可能積聚氫氣的房間吸入安全殼21693在消氫設(shè)備室內(nèi)，首先由空氣洗滌器去除可溶性放射性微塵以及懸浮在大氣中的氫氧化鈉和硼酸等雜質(zhì)。再由風(fēng)機把