【核电站】RCP（第2部分）

1、安全阀整定压力：阀 门开启关闭rcp017vp 隔离阀rcp018vp 隔离阀rcp019vp 隔离阀rcp020vp 保护阀rcp021vp 保护阀rcp022vp 保护阀14.614.614.616.617.017.213.9 mpa(abs)13.9 mpa(abs)13.9 mpa(abs)16.0 mpa(abs)16.4 mpa(abs)16.6 mpa(abs)（1）安全阀的结构稳压器安全阀是先导式阀门。每一台安全阀由两个主要部分组成：阀门的先导部分和主阀部分。如图1-30和1-31所示。图 1-30 先导式安全阀组图 1-31 先导式安全阀运行原理主阀部分是一个液压启动阀，提供

2、卸压功能。它包括：1）一个装有喷嘴的下阀体，主阀瓣就座在喷嘴上。2）一个装有活塞的上阀体，活塞使阀瓣压到喷嘴上，而且活塞的表面积比阀瓣的表面积大。阀门的先导部分起压力传感和控制的作用。它由受稳压器压力作用的活塞构成。活塞自身又启动一根由一个调节弹簧定位的传动杆，而传动杆借助于一个凸轮启动两个先导阀盘r1和 r2。阀门的先导部分与主阀部分及稳压器实体隔离。它由脉冲及先导管线与稳压器和主阀连接，在稳压器与先导阀之间装有一个冷凝罐，保护先导阀不受高温蒸汽的影响。在先导阀的底部装有一个电磁线圈，它直接作用在传动杆和凸轮上，而凸轮用于操纵两个脉冲阀。这个电磁线圈提供一种使先导阀头直接卸压的方法，以便远距

3、离手动强制开启阀门。（2）安全阀运行原理当稳压器压力低于先导阀的整定压力时，先导阀的传动杆在上面位置，先导盘r1开启，使主阀活塞上部与稳压器接通，由于主阀活塞的表面积比阀瓣的大，因此安全阀关闭。当稳压器压力升高时，它作用在先导活塞上，并且使先导传动杆向下，先导盘r1使主阀活塞与稳压器隔离，此时安全阀仍保持关闭。当稳压器压力达到先导阀的整定压力时，先导传动杆进一步向下，先导盘r2开启，主阀活塞上部容纳的流体排出，作用在主阀阀瓣上的稳压器压力使安全阀开启。当稳压器压力降低时，先导传动杆上升，首先关闭先导盘r2，开启先导盘r1，然后使主阀活塞上部与稳压器接通，于是安全阀关闭。安全阀在低于其整定压力下

4、，通过使电磁线圈通电，可以强迫“开启”。如果先导盘r1处于开启位置（即压力低于先导盘r1的整定压力），通过使电磁线圈断电，在主阀活塞上可以重新建立压力并关闭安全阀。相反，如果先导盘r1维持关闭（压力高于r1的整定压力），则不能重新建立压力，而且安全阀维持开启状态。三、稳压器的压力调节核电厂正常运行时，稳压器内液相与汽相处于平衡状态。因而，稳压器中的压力等于该时刻温度下水的饱和蒸汽压力（图32）。运行时，为避免冷却水在一回路内产生沸腾，冷却水温度应低于稳压器饱和蒸汽温度，因而，prcp = ppzrtav tpzr 冷却剂平均温度由下式得出:从图132水的饱和蒸汽曲线可知，稳压器内的水用加热器加

5、热时，水的汽化将会使压力增加（图上第一个方法）；而当冷管段引来的冷水向蒸汽喷淋时，水的降温（冷凝）使压力降低（第二个方法）。汽 相液 相第一种方法，加热的效应t稳压器t热段t平均t冷段第二种方法，喷淋效应p (bar)20015050图1-32 稳压器的作用100 50 100 150 200 250 300 350 t 当稳压器的蒸汽空间存在时，由稳压器压力控制系统控制反应堆冷却剂系统压力。外负荷的变化会引起反应堆功率和汽轮机负荷之间失配，从而引起水容积膨胀或收缩。如果反应堆功率超过汽轮机负荷，则水容积膨胀并压缩蒸汽，引起的波动将由下述措施补偿： 热段来的冷波动水； 冷管段引来的喷淋水通过喷

6、淋而使蒸汽凝结；当超压时，由稳压器安全阀组，卸压箱和反应堆高压停堆提供超压保护。如果汽轮机负荷超过反应堆功率，则容积收缩且稳压器蒸汽空间扩大，引起的降压将由电加热器的投入使水蒸发加以补偿，直至压力整定值的重新建立。如果超过稳压器的低压停堆整定值，就要停堆。在稳态运行过程中，可调式加热器是工作的，以补偿连续喷淋和稳压器的热损失。当稳压器注满水时，由化学和容积控制系统低压下泄阀控制其压力。 稳压器压力控制回路（表16）包括：1 压力变送器 rcp005、006、013、014mp；2 比例-积分-微分压力控制器 rcp401rg；3 稳压器和加热器组 rcp001、002、003、004、005、

7、006rs；4 喷淋控制阀 rcp001、002vp； 稳压器压力由压力变送器rcp005mp、006mp、013mp和014mp测量 。来自压力变送器的测量信号经控制室的切换开关选择其中一路至pid控制器中，然后输出信号送到四个函数发生器：用于启动比例功率输出加热器组的两个相同的函数发生器（rcp404mr gd1和gd2功能块）；用于启动喷淋阀的另两个相同的函数发生器（rcp402和403rg）。每个喷淋阀配有一个手动操作站。在低压时，控制器的信号还用来接通恒定功率输出加热器组（rcp001、002、005和006rs）。图1-33表示rcp005mp,006mp,013mp,014mp测

8、量通道的作用。反应堆冷却剂压力（mpa）(绝对)高3高2报警1 rcp001vp/002vp变送器位号反应堆紧急停堆rcp446aa与p7信号同时有效时反应堆事故停堆量程（mpa）rcp111vyrcp111vyrcp444aa允许信号p11报警低2喷雾阀（rcp001vp/002vp）启动稳压器喷雾阀关闭稳压器泄压阀关闭-116.2基准定值低1报警，备用加热器投入低3低416.5516.115.215.514.913.913.111.93.02.82.4比例输出电加热器（rcp03/04rs）投入安全注射打开rra吸水隔离阀连锁在反应堆冷却剂泵运行中低压报警在rra系统运行中高压报警rcp0

9、06mprcp013 mp 11.018.0rcp005；006mprcp013；014mprcp005mprcp014mprcp039mprcp037mp 11.018.0 11.018.0 020.0 020.04取2 高3rcp445aa4取22 rra504aa+1.7 rcp530aa4取2rra001vprcp212vprra002vp3 rcp215vprcp443aa4取2+5.2+1不能与控制信号同时+6-1.7p-prefp-pref选取一台变送器位号表1-6 反应堆冷却剂压力对应电信号的整定值rcp005mprcp006mprcp013mprcp014mp320cc稳压器

10、压力rcp401rcrcp401rgpidgd2gd1+rcp01/02/05/06rs关rcp01vp/02vp关rcp111vy关rcp001/002vp的极化运行-rcp001vp通断式加热器rcp404mrrcp430xu2rcp003rs/004rsrcp430xu1rcp402rg手动/自动控制站rcp403rc稳压器排气管扫氢阀喷雾调节阀比例电加热器rcp002vprcp403rg手动/自动控制站rcp402rc图1-33 稳压器压力控制原理图喷雾调节阀四、稳压器的水位调节核电厂正常运行工况下，一回路平均温度的变化，将引起稳压器水位的变化。而引起一回路平均温度变化的因素很多。如功

11、率运行时二回路系统热功率的变化，蒸汽发生器二次侧给水的突然增加或减少，反应堆功率控制系统的超调；当反应堆启动或者停闭时，一回路水温由60升到290.8（或由290.8降到60），就要引起一回路水容积的变化；当反应堆从热备用到功率运行，一回路平均温度从290.8提高到310，也要引起一回路水容积的变化。当稳压器内水位过高时，稳压器将失去对一回路系统压力控制的能力，而且有安全阀组进水的危险；如果水位过低，加热器电阻加热元件有裸露于空气中的危险。为此，必须对稳压器进行水位调节，以保持稳压器的水位在正常的运行范围内。稳压器水位整定值与一回路平均温度成线性关系：即水位从290.8时的25.3%变到310

12、时的59.6% ，如图34。整定值是在化学和容积控制系统没有下泄流量和当功率负荷从0变到100%额定功率的条件下，使稳压器能承受一回路水容积的变化而计算确定的。稳压器上装有四个水位测量线路（图35）一个测量通道（012mn）是在冷态下标定，只适用于反应堆启动和停堆。它的测量结果被传送到控制室的控制台p9上，用指示仪441id显示。其它的三个测量通道（007mn，008mn 及011mn ）用于水位调节和反应堆保护。对于某一个给定的功率负荷（它包括在零到额定功率pn之间），调节系统计算出水位整定值nref，并且用调节rcv系统上充流量的方法来保护水位在这一整定值。如果水位超过整定值nref，从（

13、nref+5%）开始，加热器投入运行，用以加热一部分冷水，并发出451aa“稳压器的水位比整定值大5%”白色报警信号。稳压器水位大于70%时，称为高2报警，水位大于86%时，为高3报警信号，由反应堆保护系统发出的信号使反应堆紧急停堆。如果水位低于整定值nref，从（nref -5%）开始，发出报警信号450aa “稳压器的水位比整定值小5%”。稳压器水位降到14%，低2水位，发出白色报警信号447aa“稳压器低水位”，全部加热器切除关闭。稳压器水位降到10%，低3水位时，发出白色报警信号，这时，下泄管线隔离阀（rcv002vp、003vp）以及下泄孔板隔离阀（rcv007、008和009vp）

14、被关闭。容积 m3高度 m量程 % 整定值 动作最大脉冲选出的tavg 289.5 290.8 0%pn 100%pn 310 311 0101008670高1（偏差）+5%-5%低1（偏差）14低3（定值）报警，下泄管路隔离高2（定值）高3（定值）低2（定值）报警，切除全部电加热器，切除rcp001/002vp报警基准整定值与p7信号同时有效时反应堆紧急停堆报警，投入备用加热器报警3.92-5.06-4.216.237.41-3.8723.025.3+0.8923.8928.59+2.55+3.44+32.711.79%/图1-34 稳压器水位整定值与一回路平均温度的关系59.661.4rc

15、v来rcv02vprcv03vp上充下泄rcv07vprcv08vprcv09vp去rcv08mn11mn水位调节rcv46vp控制rcv上充流量通断式加热器可调式加热器应急电源低3水位保护低2水位保护高于5%水位整定值保护图1-35 稳压器水位调节原理rcv01ex07mn一、稳压器主要参数表7 稳压器主要参数 主 要 参 数数 值设计压力设计温度运行压力运行温度额定功率下蒸汽容积额定功率下水容积淹没加热器要求的水容积稳压器总容积喷淋速率波动速率连续喷淋流量辅助喷淋流量17.2 mpa(abs)360 15.5 mpa(abs)345 14.4 m321.6 m35.32 m336 m315

16、1 m3/h到200m3/h3010 m3/h230 l/h9.5 m3/h稳压器喷淋控制阀(rcp001vp/002vp):设计压力设计温度运行压力运行温度特性曲线名义流量名义流量下的压降启动时间失效安全位置 17.2 mpa(abs)360 15.5 mpa(abs)292 等百分比72 m3/h0.07 mpa(abs)3秒关闭（在连续喷淋的下挡块上）稳压器加热器:总数加热器功率1组（恒定输出）2组（恒定输出）3组（比例输出）4组（比例输出）5组（恒定输出）6组（恒定输出60根（安装63根，其中3根备用）1440 kw216 kw216 kw216 kw216 kw288 kw288 k

17、w稳压器安全阀:保护阀rcp020vp/021vp/022vp隔离阀rcp017vp/018vp/019vp设计压力设计温度在17.2mpa(绝对)压力下的名义流量 （一个串联阀组）17.2 mpa(abs)360 170 t/h安全阀组整定压力开启关闭rcp017vp（隔离阀）rcp018vp（隔离阀）rcp019vp（隔离阀）rcp020vp（保护阀）rcp021vp（保护阀）rcp022vp（保护阀）14.6+0.1-0.214.6+0.1-0.214.6+0.1-0.216.6+0.1-0.217.00.117.20.113.90.2mpa(abs)13.90.2mpa(abs)13.

18、90.2mpa(abs)16.0+0.3-0.1mpa(abs)16.0+0.3-0.1mpa(abs)16.6+0.3-0.1mpa(abs)1.1.6卸压箱一、 作用及设计考虑当稳压器超压时，卸压箱接收通过安全阀排放的蒸汽，使之冷凝和降温，以确保一回路压力边界的完整性，防止一回路流体对反应堆安全壳造成污染。同时也用于收集冷凝rra系统安全阀，rcv系统安全阀的排放物和一回路阀门的阀杆填料装置的泄漏物。卸压箱的原理如图36所示。从稳压器排放的蒸汽，排放到卸压箱的冷水中而冷凝。在蒸汽排放之前，卸压箱内水温被维持在40，在蒸汽排放之后，水温增加，但不会超过93。卸压箱内的冷凝水，由下列方式降温：

19、1）在卸压箱的喷淋水来自rea系统，它是经过处理后的除盐水。（rcp038vd是在t12盘上手动控制的）。2） 卸压箱液体里的蛇形管，由rri系统提供冷却水（不间断地提供冷却水）。 卸压箱按照满功率运行工况下，能接收110%的稳压器蒸汽容积的蒸汽设计；但是卸压箱不能连续接收稳压器的蒸汽排放。卸压箱上部空间覆盖有氮气，氮气的容积按一次排放后限制最大压力达到0.45mpa.a。卸压箱上的爆破盘具有等于稳压器安全阀联合排放量的释放能力，卸压箱设计压力（即爆破盘的整定压力）为选定的氮气设计压力的两倍。rea稳压器排放的蒸汽喷淋管rri图1-36 卸压箱原理除盐水rri二、 设备描述1稳压器卸压箱的主要

20、特性总容积37m3水容积25.5m3气容积11.5m3运行压力0.120.45mpaa蒸汽排放后的压力0.45mpaa运行温度2093蒸汽排放后的温度93最大rea喷淋流量13.6m3/h2.温度测量装置022 mt(1) 作用 监测稳压器卸压箱的水温。 如果这个温度超过60则报警。 如果温度超过65，将阀门653 vp闭锁在关的状态，控制向rpe的排放，以保护rpe 001 ba，避免超温。（2）仪表 022mt的测量信号被送到主控室，在指示仪431id上显示（在仪表盘t11上）。 黄色报警信号如果温度超过60，则有黄色报警信号：440aa“稳压器卸压箱温度高”。3.水位测量装置023 mn

21、和080 sn（1） 作用 测量稳压器卸压箱内的水位。 如果水箱内水位过低或者过高时，则报警。（2） 仪表 测量装置080sn是就地测量。如果水位低于1.96m 或者高于2.42m的话，则黄色报警信号亮：441aa“稳压器卸压箱水位高或低”。 由传感器023mn所提供的测量信号被传送到控制室，在指示仪430id上显示（仪表盘t11上）。如果水位低于1.86m或者高于2.49m的话，则黄色信号441aa亮。4.压力测量装置 024mp（1） 作用 监督稳压器卸压箱内的压力。 如果压力超过0.05 mp(g)a时发出“rcp 002 ba压力高”报警442aa，并把排气阀rcp 652 vy闭锁在

22、关闭位置，该阀能控制向rpe系统排放蒸汽。事实上，在稳压器排放蒸汽的情况下，应该防止从稳压器来的蒸汽直接地通到rpe系统中去。如果这个压力超过0.20 mpa(g)，则发出报警信号。（2）仪表 在控制室的自动记录仪rcp407en上记录其压力值（在仪表盘t12上）。 如果压力超过0.15mpa(abs)，则发出黄色报警信号：442aa“稳压器卸压箱002ba压力高”。三、卸压箱的运行在正常状态下，卸压箱内水位为总高度的65%，箱内水温维持在40，水是经过处理的除盐水，由堆的硼和水补给系统（rea）供给，其余空间充满氮气，其额定压力是为了完全阻止空气的进入，防止排放的蒸汽中含有的氢气与空气中的氧

23、气形成爆炸，氮气由核岛氮气分配系统（raz）供给。当稳压器安全阀开启时，蒸汽经卸压管路进入卸压箱，从鼓泡管均匀喷入水中，被水冷却和混合。在这过程中，卸压箱中水升温，但不会超过93；水位增高，但不应超过总高度的90%；箱内压力增高，但不应超过0.8 mpaa 。当压力增加到一定值时，卸压箱的排放阀自动开启，将汽水混合物排放到rpe系统；如果压力继续增高到0.8 mpaa时，卸压箱上部的爆破盘爆破，直接将蒸汽排放到安全壳内，作为超压保护。为了恢复正常状态，使卸压箱降温，把来自rea系统的除盐水经喷射器喷入卸压箱内，其最大喷淋流量为13.6m3/h，卸压箱的水则同时由蛇形管内的设备冷却水不间断地进行

24、冷却，如水位过高，就打开卸压箱底部的疏水阀向rpe系统排水。由上述可见，机组从冷停堆状态启动时，卸压箱就应投入运行，当机组处于维修冷停堆或换料冷停堆时，卸压箱可退出运行。在退出运行之前或者在运行中卸压箱气体中的氢或氧的浓度超过限值时，必须进行排气。稳压器排放的蒸汽喷淋管rri图1-37 稳压器卸压箱除盐水rearperenrperazrpe653vprcvrrarcvrra阀杆泄漏回收80sn23mn24mp038vd22mtrri表1-8 稳压器卸压箱主要参数设计压力（内部） （外部）0.8mpa(abs)真空设计温度170运行压力0.12 到 0.45 mpa(abs)运行温度20 到 9

25、3总容积37 m3正常水容积25.5 m3正常气容积11.5 m3喷淋系统（rea） 最大流量率 鼓泡压降13.6 m3/h0.5 mpa(abs)冷却系统（rri） 流量率 入口压力 出口温度1 m3/h3545爆破盘 数量 爆破压力 爆破压力下每个盘的释放能力2 个0.8 mpa(abs)280 t/h1.1.7 反应堆冷却剂系统（rcp）的测温旁路一、 作用用于温度测量的旁路可以测量每个环路的热段和冷段的流体温度。从这些测量中就能产生下列信号： tav : 主回路冷却剂平均温度。 t： 主回路冷却剂在热段与冷段间的温差 t=t 热段t 冷段为了反应堆的控制与保护，这些信号是必不可少的。二

26、、 温度测量（图1-38）1.描述设计了旁路管线以得到取样水，使采样水的温度能代表垂直于取样管嘴的一回路冷却剂的平均温度。在每一个热管段的一回路管道的一个截面上，有三个取样管嘴互相成1200，这三个管嘴能取得采样水。冷管段旁路管线的循环流量是在泵的出口端抽取（用主泵分流的方式）。为了测得有代表性的平均温度，利用泵出口端存在的涡流，在一回路管道上只用一个采样管嘴就能满足平均温度的测量。对于每一个环路，旁路的两条管线连接到位于蒸汽发生器和冷却剂泵间的公共返回管线上。为了得到小于1秒的传递时间（在采样管嘴和探测器之间）而研究了管线的布置和走向。2.测量点在每条环路的旁路上，设置了八个电阻式温度计，它

27、们是：四个热段的温度计（两个工作，两个备用），四个冷段的温度计（两个工作，两个备用）。为了能在一回路水不排空的情况下，更换温度计或者检修温度计，两个手动隔离阀串联地装在每条旁路管线上。为了能使旁路管线排空水，在每条管线上设计了向rpe系统的排放管线。温度测量不直接在控制室里记录，但它能用于产生几个使设备能良好运行的必要信号。三、 信号处理1、信号tav和t这些信号用于反应堆的控制和保护。从这些信号可以产生： 用于反应堆控制的信号：（tav）max和（t）max 用于反应堆保护的信号：超温t和超功率ta蒸汽发生器剖面a主泵热段36md反应堆冷段30mt33mt32mt31mt4554mt53mt

28、35mt34mt46474849505655rperperperpe51环路2图1-38 rcp测温旁路上测量点2.信号（tav）max和（t）max（tav）max表示最热的环路的冷却剂平均温度；这一数值用于：（a） 稳压器水位的调节，用于产生稳压器的水位整定值nref；（b） 控制棒束组件的控制；（c） 通向冷凝器的蒸汽旁路的调节（gct系统）；（t）max是二个环路的冷热段温差的最大值，这个数值用于计算控制棒束组件的插入极限值（rgl系统）。图1-39 测量信号的处理热段温度测量值冷段温度测量值tav；t（tav）max；t max；超温t，超功率t反应堆控制反应堆保护3.信号超温t和超

29、功率t测量线路（对于1号环路是rcp030mt和rcp033mt；rcp031mt和rcp034mt；对于2号环路是rcp045mt和rcp048mt；rcp046mt和rcp049mt；采用四取二模式）产生信号信号超温t和超功率t，这些信号为堆芯保护通道所使用。（1）超温t的定义及作用：根据一回路冷却剂的平均温度（tav），稳压器内的压力以及中子通量的分布形状，计算出温差整定值tc。该值是为了避免与燃料包壳表面接触的一回路水产生偏离泡核沸腾。计算器将测得的信号t（测量）与计算值相比较，如果t（测量）=tc （计算值），则反应堆要紧急停堆。（2）超功率t的定义及作用：超功率t通道产生了另一个t

30、的整定值tc，即与燃料线功率密度有关的超功率（tc），这个整定值用下列参数计算：.tav的变化速度.中子通量的分布形状.反应堆功率 该通道把整定值与测量值相比较，当超功率（tc）=（t）测量时，就阻止控制棒的进一步提升，进而反应堆紧急停堆。这样就避免了有害热点的产生，以保持燃料包壳的完整性。4.旁路管线上的流量测量在热管段的旁路和冷管段的旁路返回的公共管线上，流量测量线路发出一个能传递到控制室信号。来自流量传感器036md、051md（分别对应于环路1、环路2）的信号送到控制盘t12盘上，发出“环路测量旁路返回流量低”报警，并送到kit系统产生464ec、465ec。四、 在一回路上一些其他参数的测量1.温度测量除了在旁路上测量温度以外，在每条环路的主管道上直接测量热段