核电站原理与系统

1、 第五章专设安全设施第五章专设安全设施 当当RCPRCP系统发生失水事故或二回路的汽水回路发系统发生失水事故或二回路的汽水回路发 生破裂或失效时，必须生破裂或失效时，必须确保反应堆紧急停堆、堆芯确保反应堆紧急停堆、堆芯 热量的排出和安全壳的完整性，热量的排出和安全壳的完整性，限制事故的发展和限制事故的发展和 减轻事故的后果。减轻事故的后果。 5.1 概述概述 5.2 安全注入系统（安全注入系统（RIS） 5.3 安全壳系统安全壳系统 5.4 安全壳喷淋系统（安全壳喷淋系统（EAS） 5.5 安全壳隔离系统（安全壳隔离系统（EIE） 5.6 辅助给水系统（辅助给水系统（ASG） 一、核安全三要素

2、：一、核安全三要素：反应性控制反应性控制、堆芯冷却堆芯冷却和和 放射性产物的包容。放射性产物的包容。 三要素是保护核电站工作人员、居民和环三要素是保护核电站工作人员、居民和环 境免受放射性危害的根本。境免受放射性危害的根本。 二、核电厂安全的总目标二、核电厂安全的总目标：建立并维持一套有：建立并维持一套有 效的防护措施，以保证电站工作人员、居民效的防护措施，以保证电站工作人员、居民 和环境免遭放射性危害。和环境免遭放射性危害。 （1）辐射防护目标：控制放射性照射程度；辐射防护目标：控制放射性照射程度； （2）技术安全目标：防止发生事故，减少严技术安全目标：防止发生事故，减少严 重事故发生的后果

3、及其概率。重事故发生的后果及其概率。 5.1 概述概述 2021-7-223 二、专设安全设施的功能：二、专设安全设施的功能： （l l）防止放射性物质扩散，保持环境，保护防止放射性物质扩散，保持环境，保护 居民和电站工作人员的安全；居民和电站工作人员的安全； （2 2）当电站出现第三、四类事故（不常见事当电站出现第三、四类事故（不常见事 故、极限事故）时，保证反应堆余热的排出，故、极限事故）时，保证反应堆余热的排出， 并尽可能地限制裂变产物包容设备及系统的并尽可能地限制裂变产物包容设备及系统的 损坏；损坏； （3 3）发生失水事故时，向堆芯注入含硼水；发生失水事故时，向堆芯注入含硼水； （4

4、 4）阻止放射性物质向大气释放；阻止放射性物质向大气释放； （5 5）阻止安全壳中氢气浓集；阻止安全壳中氢气浓集； （6 6）向蒸汽发生器事故供水。向蒸汽发生器事故供水。 2021-7-224 5.2.1 RIS系统功能 一、主要功能一、主要功能 1 1、一回路小破口（当量直径一回路小破口（当量直径 9.59.525mm25mm）或二）或二 回路蒸汽管道破裂回路蒸汽管道破裂造成一回路平均温度降低造成一回路平均温度降低 而引起冷却剂收缩时而引起冷却剂收缩时，向一回路补水，重新，向一回路补水，重新 建立稳压器水位。建立稳压器水位。 2 2、一回路大破口（大于一回路大破口（大于345mm345mm）

5、失水事故时，）失水事故时， 向堆芯注水，以重新淹没并冷却堆芯向堆芯注水，以重新淹没并冷却堆芯, ,限制燃限制燃 料元件温度上升。料元件温度上升。 主管道突然产生脆性断裂是典型的大破口主管道突然产生脆性断裂是典型的大破口 失水事故。这是专设安全系统的设计基准事失水事故。这是专设安全系统的设计基准事 故之一。故之一。 5.2 安全注入系统安全注入系统 （RIS） 2021-7-225 3 3、二回路蒸汽管道破裂时，向一回路注入高二回路蒸汽管道破裂时，向一回路注入高 浓度硼酸溶液，补偿冷却剂连续过冷而引浓度硼酸溶液，补偿冷却剂连续过冷而引 起的正反应性。（必要时应停堆）起的正反应性。（必要时应停堆）

6、 二、辅助功能二、辅助功能 1、换料停堆期间，用低压安注泵为反应堆水换料停堆期间，用低压安注泵为反应堆水 池充水；池充水； 2、用水压试验泵进行用水压试验泵进行RCP系统的水压试验；系统的水压试验； 3、失去全部电源时，用水压试验泵（应急电失去全部电源时，用水压试验泵（应急电 源）为惰转的主泵提供轴封水；源）为惰转的主泵提供轴封水； 2021-7-226 5.2.2 系统的组成 RIS分为三个子系统：分为三个子系统： 1 1、高压安全注入系统高压安全注入系统（HHSI） 2 2、低压安全注入系统低压安全注入系统（LHSI） 以上为能动安全注入系统，需要以上为能动安全注入系统，需要使用泵作为注入

7、使用泵作为注入 动力动力。 3 3、中压安全注入系统中压安全注入系统（MHSI） 为非能动安全注入系统，利用预先充填的氮气为非能动安全注入系统，利用预先充填的氮气 压力实现安注。压力实现安注。 2021-7-227 一、高压安全注入系统（一、高压安全注入系统（HHSIHHSI） 1、作用：、作用：由于一回路系统由于一回路系统RCP破口而使压力降破口而使压力降 到到11.9MPa，或者主蒸汽管道发生破裂使冷却，或者主蒸汽管道发生破裂使冷却 剂平均温度明显降低时，剂平均温度明显降低时，HHSI立即向堆芯注入立即向堆芯注入 高浓度硼酸水，补偿泄漏、淹没堆芯，使反应高浓度硼酸水，补偿泄漏、淹没堆芯，使

8、反应 堆维持在次临界。堆维持在次临界。 HHSI利用化学和容积控制系统利用化学和容积控制系统RCV的三台上充的三台上充 泵作为高压安注泵。在泵作为高压安注泵。在电厂电厂正常运行时正常运行时，它们，它们 作为作为RCVRCV系统的上充泵用于向一回路反应堆冷却系统的上充泵用于向一回路反应堆冷却 剂系统正常充水，其一台运行、一台备用。另剂系统正常充水，其一台运行、一台备用。另 一台电源连锁。一台电源连锁。 在在事故工况时事故工况时，成为高压安注泵，成为高压安注泵，由两台泵运由两台泵运 行，行，向一回路注入硼水。向一回路注入硼水。 （1 1）吸水管线）吸水管线 高压安注泵有两条吸水管线，高压安注泵有两

9、条吸水管线， A A、直接从换料水箱直接从换料水箱PTR001BAPTR001BA来的吸水管线来的吸水管线 B B、与低压安注泵出口连接的增压管线。与低压安注泵出口连接的增压管线。 由于换料水箱与高压安注泵入口之间的管道由于换料水箱与高压安注泵入口之间的管道 上有逆止阀，在低压安注泵出口压力的作用上有逆止阀，在低压安注泵出口压力的作用 下自动关闭，因此仅在低压安注泵增压失效下自动关闭，因此仅在低压安注泵增压失效 时高压安注泵才直接从换料水箱吸水。时高压安注泵才直接从换料水箱吸水。 泵出口设置了一个泵出口设置了一个最小流量旁路管线最小流量旁路管线，在正，在正 常运行期间此最小流量经轴封水热交换器

10、冷常运行期间此最小流量经轴封水热交换器冷 却后再循环到泵的吸入口。三台泵共用的最却后再循环到泵的吸入口。三台泵共用的最 小流量旁路管线装有两只隔离阀，当接到安小流量旁路管线装有两只隔离阀，当接到安 全注入信号时关闭这两个阀门。全注入信号时关闭这两个阀门。 （2 2）注入管线）注入管线 HHSIHHSI泵可通过泵可通过四条管线四条管线将含硼水输送到将含硼水输送到 RCPRCP系系 统。统。 通过浓硼酸注入箱通过浓硼酸注入箱 RIS004BARIS004BA的管线的管线 这条管这条管 线由安注信号启动投入运行，线由安注信号启动投入运行，HHSIHHSI泵出口的泵出口的 水流过浓硼酸注入箱，将浓硼酸

11、溶液（硼浓水流过浓硼酸注入箱，将浓硼酸溶液（硼浓 度约度约7 000g7 000gg g）带入）带入RCPRCP冷管段，冷管段，以便迅以便迅 速向堆芯提供负反应性。该管线平常由入口阀速向堆芯提供负反应性。该管线平常由入口阀 门门 RIS032VPRIS032VP，033VP033VP和出口阀门和出口阀门 034VP034VP， 035VP035VP，036VP036VP保持隔离，这些隔离阀在接到保持隔离，这些隔离阀在接到 安注信号后立即开启（安注信号后立即开启（RIS036VPRIS036VP除外）。除外）。 在冷、热管段同时注入时，为了限制注入量在冷、热管段同时注入时，为了限制注入量 打开阀

12、打开阀036VP036VP并关闭并关闭034034，035VP035VP，含硼水从带，含硼水从带 有流量孔板的出口隔离阀旁路管线进入有流量孔板的出口隔离阀旁路管线进入RCPRCP冷冷 段，可限制它的注入流量。段，可限制它的注入流量。 硼注入箱旁路管线硼注入箱旁路管线 这条管线在通过硼注入这条管线在通过硼注入 箱的管线发生故障的情况下才使用，正常情箱的管线发生故障的情况下才使用，正常情 况下是关闭的。况下是关闭的。 当硼注入管线出现故障时，在控制室手动打当硼注入管线出现故障时，在控制室手动打 开隔离阀开隔离阀RIS020VPRIS020VP，通过此管线将，通过此管线将PTR001BAPTR001

13、BA 的硼水注入的硼水注入RCPRCP冷管段。冷管段。 与隔离阀与隔离阀RIS020VPRIS020VP并联安装的阀并联安装的阀029VP029VP的管线的管线 上带有节流孔板，它用于在冷、热管段同时上带有节流孔板，它用于在冷、热管段同时 注入阶段以小流量向冷管段注入。注入阶段以小流量向冷管段注入。 在在 RCVRCV正常上充不可用时，可利用正常上充不可用时，可利用 RIS029VPRIS029VP的管线代替，这时的管线代替，这时 020VP020VP处于关闭处于关闭 状态。状态。 两条并联的热段注入管线两条并联的热段注入管线 这两条管线是在这两条管线是在 冷、热段同时注入阶段时使用。冷、热段

14、同时注入阶段时使用。每一条管线每一条管线 分别向两个环路热管段注入。分别向两个环路热管段注入。 隔离阀隔离阀RIS021VPRIS021VP，023VP023VP分别由系列分别由系列A A和系列和系列B B 母线供电，它们正常是关闭的，并由控制室母线供电，它们正常是关闭的，并由控制室 手动操作。手动操作。 硼酸再循环回路硼酸再循环回路 为为防止硼注入箱防止硼注入箱RIS004BARIS004BA 中的硼酸结晶中的硼酸结晶，在高压安注泵的排出管设置，在高压安注泵的排出管设置 了硼酸再循环回路，将浓硼酸不断地再循环。了硼酸再循环回路，将浓硼酸不断地再循环。 两台并联的硼注入箱再循环泵两台并联的硼注

15、入箱再循环泵RIS021PORIS021PO， 022PO022PO由两条独立的电源系列供电，它们将浓由两条独立的电源系列供电，它们将浓 硼酸（硼浓度约硼酸（硼浓度约 7 000g7 000gg g ）在装有电加）在装有电加 热管道中再循环。热管道中再循环。 硼酸经由气动阀硼酸经由气动阀RIS206VPRIS206VP排放到硼注入箱排放到硼注入箱 RIS004BARIS004BA的入口的入口，通过通过RIS004BARIS004BA后再经由后再经由 串联设置的气动阀串联设置的气动阀RIS208VPRIS208VP，209VP209VP返回到返回到 缓冲箱。缓冲箱。 正常运行时，一台连续运行而另

16、一台备正常运行时，一台连续运行而另一台备 用。用。 当安全注入启动时，再循环回路被隔离当安全注入启动时，再循环回路被隔离 （关闭（关闭RIS206RIS206，208208，209VP209VP）。）。 2021-7-2215 二、低压安全注入系统（二、低压安全注入系统（LHISLHIS） 由两条独立流道组成，每条流道有一台低压由两条独立流道组成，每条流道有一台低压 安注泵（安注泵（RIS001PORIS001PO或或002PO002PO）。）。 低压安注泵的出口有两条管线低压安注泵的出口有两条管线： （1 1）通过隔离阀接到高压安注泵吸入联箱上，通过隔离阀接到高压安注泵吸入联箱上， 为高压安

17、注泵为高压安注泵增压增压。 （2 2）低压安注泵与低压安注泵与RCPRCP的冷、热段也有连管的冷、热段也有连管 （与高压安注管线共用），其中两台低压安（与高压安注管线共用），其中两台低压安 注泵分别连到第二和第三环路的注泵分别连到第二和第三环路的热管段热管段。 当当RCPRCP系统压力低于低压安注泵压头时，低压系统压力低于低压安注泵压头时，低压 安注泵也直接向安注泵也直接向RCPRCP系统系统冷段或冷段或冷、热段注入。冷、热段注入。 2021-7-2216 低压安注泵有以下两条吸水管线：低压安注泵有以下两条吸水管线： （1 1）直接注入阶段）直接注入阶段，两台低压安注泵通过两条，两台低压安注泵

18、通过两条 独立管线独立管线从换料水箱抽水从换料水箱抽水； （2 2）再循环阶段）再循环阶段，两台低压安注泵通过两条独，两台低压安注泵通过两条独 立管线立管线从安全壳地坑抽水从安全壳地坑抽水。 反应堆正常运行时，反应堆正常运行时，两台低压安注泵是不工两台低压安注泵是不工 作的，此时热段注入管线的隔离阀处于关闭状作的，此时热段注入管线的隔离阀处于关闭状 态，而态，而冷段注入管线的隔离阀处于打开状态，冷段注入管线的隔离阀处于打开状态， 泵的进口隔离阀也处于打开状态泵的进口隔离阀也处于打开状态，相应管线由相应管线由 止回阀隔离，以便止回阀隔离，以便低压安注泵接到安注信号能低压安注泵接到安注信号能 迅速

19、启动迅速启动，从换料水箱抽水，并在，从换料水箱抽水，并在RCPRCP压力迅压力迅 速下降时能尽快直接向其大量注入。速下降时能尽快直接向其大量注入。 2021-7-2217 三、中压安全注入系统三、中压安全注入系统(MHIS)(MHIS) 中压安注系统主要由三个安注箱组成中压安注系统主要由三个安注箱组成 （RIS001RIS001，002002，003BA003BA），分别接到），分别接到 RCPRCP三三 个环路的冷管段上。为非能动系统，不用安个环路的冷管段上。为非能动系统，不用安 注信号启动。注信号启动。 安注箱内存安注箱内存 2 400g2 400gg g的含硼水，用绝对的含硼水，用绝对

20、压力约为压力约为 4.2 MPa4.2 MPa的氮气覆盖。的氮气覆盖。 当反应堆冷却机系统当反应堆冷却机系统RCPRCP压力降到安注箱压力压力降到安注箱压力 （4.2MPa4.2MPa）以下时，由氮气压将含硼水注入）以下时，由氮气压将含硼水注入 RCPRCP系统的冷段，能在短时间内淹没堆芯，避系统的冷段，能在短时间内淹没堆芯，避 免燃料棒熔化。免燃料棒熔化。 每个安注箱能提供淹没堆芯所需容积的每个安注箱能提供淹没堆芯所需容积的5050。 安注箱的隔离安注箱的隔离 由每条注入管线上的两个串由每条注入管线上的两个串 联的联的逆止阀来保证逆止阀来保证，为了对止回阀的泄漏进，为了对止回阀的泄漏进 行试

21、验，还设置了试验管线。每条管线上还行试验，还设置了试验管线。每条管线上还 设有一个电动隔离阀（设有一个电动隔离阀（RIS001RIS001，002002，003VP003VP） 正常运行时是打开的。正常运行时是打开的。 两机组共用的水压试验泵两机组共用的水压试验泵（9RIS0llPO9RIS0llPO）除）除 用于用于一回路水压试验一回路水压试验外，也用来外，也用来从换料水箱从换料水箱 向安注箱充水向安注箱充水。此外，在全厂断电的事故情。此外，在全厂断电的事故情 况下，试验泵还用于况下，试验泵还用于提供主泵的轴封水提供主泵的轴封水。 气动隔离阀气动隔离阀 RIS136RIS136，138138

22、，139139和和 140VB140VB在在 用水压试验泵给中压安注箱充水时才打开。用水压试验泵给中压安注箱充水时才打开。 RIS014RIS014，015015和和016VZ016VZ也仅在向中压安注箱充也仅在向中压安注箱充 氮气加压时才打开。氮气加压时才打开。 2021-7-2219 5.2.4 安注过程 一、失水事故（一、失水事故（LOCA）简述）简述 失水事故：失水事故：在一回路高压系统上有较大的破口，在一回路高压系统上有较大的破口， 反应堆冷却剂从破口流失，当一回路水的补反应堆冷却剂从破口流失，当一回路水的补 充能力不足以弥补漏流时，使堆芯逐渐失去充能力不足以弥补漏流时，使堆芯逐渐失

23、去 冷却，导致燃料棒包壳烧毁的事故。冷却，导致燃料棒包壳烧毁的事故。 这种破口可能是由于一回路主管道、或者与它这种破口可能是由于一回路主管道、或者与它 相连的辅助系统支管道在隔离阀前一段上发相连的辅助系统支管道在隔离阀前一段上发 生破裂；也可能是由于安装在高压系统上的生破裂；也可能是由于安装在高压系统上的 设备（如阀门）故障而引起。设备（如阀门）故障而引起。 2021-7-2220 事故的特征：事故的特征： 1小破口失水事故小破口失水事故 堆内冷却剂的流失量十分缓慢，堆内冷却剂的流失量十分缓慢，可以由化学可以由化学 和容积控制系统投入第二台上充泵，维持和容积控制系统投入第二台上充泵，维持 稳压

24、器水位，毋需启用安全注入系统。稳压器水位，毋需启用安全注入系统。 但是，由于冷却剂正在不断地从一回路系统但是，由于冷却剂正在不断地从一回路系统 向外流失，它所含有的裂变产物将释放到向外流失，它所含有的裂变产物将释放到 安全壳中，污染厂房。因此，必须及早查安全壳中，污染厂房。因此，必须及早查 明原因和泄漏部位，迅速采取相应措施。明原因和泄漏部位，迅速采取相应措施。 为了安全起见，核电站可按正常程序停止为了安全起见，核电站可按正常程序停止 运行。运行。 2021-7-2221 2 2中等破口失水事故中等破口失水事故 发生中等破口失水事故时，补水能力已不发生中等破口失水事故时，补水能力已不 足以弥补

25、冷却剂从破口的流失，一回路系统足以弥补冷却剂从破口的流失，一回路系统 压力下降，使稳压器中的水流向冷却剂系统，压力下降，使稳压器中的水流向冷却剂系统， 造成稳压器压力和水位同时降低（如果压力造成稳压器压力和水位同时降低（如果压力 下降较快时，由于堆内冷却剂大量汽化会发下降较快时，由于堆内冷却剂大量汽化会发 生水位的虚假上升）。并且，一回路系统高生水位的虚假上升）。并且，一回路系统高 温高压水喷出、迅速汽化，使安全壳内压力温高压水喷出、迅速汽化，使安全壳内压力 逐渐上升，当稳压器压力达到低压整定值或逐渐上升，当稳压器压力达到低压整定值或 安全壳出现高压信号后，反应堆紧急停闭。安全壳出现高压信号后

26、，反应堆紧急停闭。 2021-7-2222 3.3.大破口失水事故大破口失水事故 当一回路管道发生大破裂，特别是在冷当一回路管道发生大破裂，特别是在冷 却剂泵出口和压力壳进口之间管道完全断开却剂泵出口和压力壳进口之间管道完全断开 时，事故的发展过程就更为迅速，时，事故的发展过程就更为迅速，1 1秒钟内秒钟内稳稳 压器压力降到整定值压器压力降到整定值（11119 MPa9 MPa） ，反应，反应 堆紧急停闭并启动安全注入系统，堆内冷却堆紧急停闭并启动安全注入系统，堆内冷却 剂大量汽化，蒸汽替代了液体，空泡所产生剂大量汽化，蒸汽替代了液体，空泡所产生 的反应性负效应增加了停堆深度。的反应性负效应增

27、加了停堆深度。 1010秒钟左右秒钟左右，一回路系统压力降到，一回路系统压力降到4.2MPa4.2MPa， 中压注入系统启动，安注箱内中压注入系统启动，安注箱内2400ppm2400ppm的硼水的硼水 注入堆芯，当它从燃注入堆芯，当它从燃料棒底部上升时，受到料棒底部上升时，受到 加热而开始沸腾，随着水位的上升，加热而开始沸腾，随着水位的上升， 汽水混汽水混 合物将对水位以上的燃料棒表面进行有效的合物将对水位以上的燃料棒表面进行有效的 冷却。冷却。 2021-7-2223 在低压注入泵投入之前，保持堆内有一定在低压注入泵投入之前，保持堆内有一定 的水位高度。一回路系统压力降到的水位高度。一回路系

28、统压力降到0.7MPa0.7MPa时，时， 低压注入泵投入运行，与高压注入泵一起向低压注入泵投入运行，与高压注入泵一起向 堆芯注入换料水箱中堆芯注入换料水箱中2400ppm2400ppm硼水。硼水。 经过一定时间后，换料水箱中的硼水下降经过一定时间后，换料水箱中的硼水下降 到发出低水位报警（到发出低水位报警（5.9m）时，安全注入系）时，安全注入系 统由直接注入向统由直接注入向再循环工况再循环工况过渡，改从地坑过渡，改从地坑 汲水。汲水。 此时，如果一回路系统压力仍然比较高，此时，如果一回路系统压力仍然比较高， 可继续开动高压注入泵，或者打开低压注入可继续开动高压注入泵，或者打开低压注入 泵和

29、高压注入泵之间相串联的阀门，汲取由泵和高压注入泵之间相串联的阀门，汲取由 低压注入泵唧送过来的地坑水。低压注入泵唧送过来的地坑水。 (1ppm=0.001) 若一回路系统压力已经较低，就可关闭若一回路系统压力已经较低，就可关闭 高压注入泵，由低压注入泵向堆芯注水，高压注入泵，由低压注入泵向堆芯注水， 这个再循环过程持续到堆芯完全冷却为止。这个再循环过程持续到堆芯完全冷却为止。 称为称为再循环阶段。再循环阶段。 低压安注泵从换料水箱吸水经高压安注低压安注泵从换料水箱吸水经高压安注 泵注入称为泵注入称为直接注入阶段。直接注入阶段。 2021-7-2225 二、安注启动信号二、安注启动信号 高压和低

30、压安注系统高压和低压安注系统 在发生在发生冷却剂丧失冷却剂丧失 和和蒸汽管道破裂蒸汽管道破裂事故时，由反应堆保护系事故时，由反应堆保护系 统（统（RPRRPR）响应所产生的信号发出安注信号）响应所产生的信号发出安注信号 启动。启动。 如果自动控制电路故障，可由控制室手动如果自动控制电路故障，可由控制室手动 启动。启动。 如果如果厂外电源丧失厂外电源丧失，所有设备（水压试验，所有设备（水压试验 泵除外）由柴油发电机应急供电。泵除外）由柴油发电机应急供电。 中压安注系统中压安注系统 不需要外电源或启动信号不需要外电源或启动信号 就能快速响应。（就能快速响应。（4.2 MPa） 2021-7-222

31、6 三、安注过程三、安注过程 在接到安注信号后，开始启动下述安注过程在接到安注信号后，开始启动下述安注过程。 1、冷段直接注入阶段、冷段直接注入阶段 利用一回路冷却剂正常运行时的流向，使换料利用一回路冷却剂正常运行时的流向，使换料 水箱的水和硼酸溶液尽快注入堆芯。水箱的水和硼酸溶液尽快注入堆芯。 接到接到“安注安注”信号，立即自动执行以下动作：信号，立即自动执行以下动作： （1）首先首先启动第二台高压安注泵；启动第二台高压安注泵； 2021-7-2227 打开高压安注泵与换料水箱之间的隔离阀，打开高压安注泵与换料水箱之间的隔离阀， 然后关闭与容控箱之间的隔离阀；然后关闭与容控箱之间的隔离阀；

32、打开硼酸注入箱前后的隔离阀，并隔离硼酸打开硼酸注入箱前后的隔离阀，并隔离硼酸 注入箱的再循环回路；注入箱的再循环回路； 隔离上充管路及上充泵最小流量管线；隔离上充管路及上充泵最小流量管线； 确认中压安注箱隔离阀的开启；确认中压安注箱隔离阀的开启； 确认低压安注泵与换料水箱之间的隔离阀及确认低压安注泵与换料水箱之间的隔离阀及 低压安注泵最小流量管线上的阀门已开启；低压安注泵最小流量管线上的阀门已开启； 打开低压安注泵出口通往高压安注泵入口的打开低压安注泵出口通往高压安注泵入口的 连接阀；连接阀； 2021-7-2228 （2）启动两台低压安注泵启动两台低压安注泵 确认低压安注泵与安全壳地坑之间管

33、线上吸口确认低压安注泵与安全壳地坑之间管线上吸口 阀关闭。阀关闭。 当低压安注泵出口流量大于当低压安注泵出口流量大于 300 m300 m3 3h h时，自时，自 动关闭最小流量管线（关闭动关闭最小流量管线（关闭 RIS133RIS133 145VP145VP），以增加注入一回路的流量。），以增加注入一回路的流量。 （3）当一回路压力低于安注箱绝对压力（当一回路压力低于安注箱绝对压力（ 4.2 4.2 MPaMPa）时，中压安注系统开始注入。）时，中压安注系统开始注入。 （4） 当一回路绝对压力降到当一回路绝对压力降到1.0 MPa1.0 MPa以下以下时，时， 低压安注流量低压安注流量开始直

34、接进入一回路冷段开始直接进入一回路冷段。 在直接注入阶段换料水箱中的水位不断下降，在直接注入阶段换料水箱中的水位不断下降， 其其水位与贮水量的对应关系如下：水位与贮水量的对应关系如下： 2021-7-2229 （5）在直接注入阶段在直接注入阶段当换料水箱出现低水位信当换料水箱出现低水位信 号（号（MIN2:5.9mMIN2:5.9m）时，）时，进入再循环过渡阶段进入再循环过渡阶段。 自动关闭自动关闭RIS012/013VPRIS012/013VP。 这时如果低压安注泵流量小于这时如果低压安注泵流量小于300 m300 m3 3h h（由（由 RIS014MDRIS014MD015MD015MD

35、测量），自动打开低压安注测量），自动打开低压安注 泵通往地坑的最小流量管线泵通往地坑的最小流量管线( (开启开启RIS167RIS167 168VP168VP) )，隔离通往换料水箱的最小流量管线，隔离通往换料水箱的最小流量管线 （关闭（关闭132132、145VP145VP），防止在地坑的高放射性），防止在地坑的高放射性 液体污染换料水箱。液体污染换料水箱。 2021-7-2230 这时安注的情况是高压安注泵通过硼注入箱这时安注的情况是高压安注泵通过硼注入箱 将硼水注入到主管道冷段，低压安注泵作将硼水注入到主管道冷段，低压安注泵作 为高压安注泵的增压泵运行。待一回路绝为高压安注泵的增压泵运行

36、。待一回路绝 对压力降到对压力降到 1 10 MPa0 MPa左右，低压安注泵直左右，低压安注泵直 接向冷段注入流量。接向冷段注入流量。 2、再循环阶段、再循环阶段 换料水箱出现低换料水箱出现低- -低水位（低水位（MIN3:MIN3:2.1m2.1m）信）信 号，且安注信号继续存在时，自动转入再号，且安注信号继续存在时，自动转入再 循环阶段，循环阶段，低压安注泵开始从安全壳地坑低压安注泵开始从安全壳地坑 吸水进行再循环。开启吸水进行再循环。开启051051、052052VPVP，隔离，隔离 换料水箱（关闭换料水箱（关闭075075、085V085VB B）。）。 2021-7-2231 3、

37、冷、热段同时注入、冷、热段同时注入 事故后事故后12.5小时小时，将从冷段注入切换到从冷段，将从冷段注入切换到从冷段 和热段同时注入；和热段同时注入；为什么？为什么？ 防止燃料元件表面出现硼酸结晶。防止燃料元件表面出现硼酸结晶。 由于蒸汽带走硼酸的能力很小，长期停留在冷由于蒸汽带走硼酸的能力很小，长期停留在冷 段注入再循环阶段会使压力壳内硼浓度不断增大，段注入再循环阶段会使压力壳内硼浓度不断增大， 导致燃料元件表面出现硼酸结晶，将影响燃料元导致燃料元件表面出现硼酸结晶，将影响燃料元 件的传热。件的传热。 如果改用主流从热管段注入，使通过堆芯的流如果改用主流从热管段注入，使通过堆芯的流 体反向流

38、动，那么从破口流出的就有相当一部分体反向流动，那么从破口流出的就有相当一部分 是水，而不是纯蒸汽，从而可将压力壳中的浓硼是水，而不是纯蒸汽，从而可将压力壳中的浓硼 酸带走，避免硼酸结晶。酸带走，避免硼酸结晶。 5.4.1 EAS 5.4.1 EAS 系统功能系统功能 一、必要性一、必要性 核电站在发生一回路管道切断破裂失水事故（核电站在发生一回路管道切断破裂失水事故（LOCALOCA） 时，一般假定所有一回路冷却剂和一台蒸汽发生时，一般假定所有一回路冷却剂和一台蒸汽发生 器二次侧补给水全部瞬时漏入安全壳内器二次侧补给水全部瞬时漏入安全壳内, , 这些水这些水 立即汽化立即汽化, , 很快和安全

39、壳内气压达到平衡。安全很快和安全壳内气压达到平衡。安全 壳内压力和温度猛升壳内压力和温度猛升, , 达到峰值。达到峰值。 在事故过程中在事故过程中, , 由于核燃料失去冷却由于核燃料失去冷却, , 使部分燃料使部分燃料 棒包壳破损棒包壳破损, , 燃料棒内的放射性物质跟随冷却水燃料棒内的放射性物质跟随冷却水 或水蒸汽释放到安全壳。或水蒸汽释放到安全壳。 有些能溶解于水的气体和一部分颗粒被水带有些能溶解于水的气体和一部分颗粒被水带 走走, , 余下的一部分气体大部分是惰性气体、余下的一部分气体大部分是惰性气体、 颗粒气溶胶等放射性物质被封闭在安全壳颗粒气溶胶等放射性物质被封闭在安全壳 内。内。

40、对居民身体健康有影响的最主要的是碘对居民身体健康有影响的最主要的是碘, , 其其 次是气溶胶。碘是以碘化物（有机碘）和次是气溶胶。碘是以碘化物（有机碘）和 元素碘形式存在。碘化物挥发性很差元素碘形式存在。碘化物挥发性很差, , 不不 易去除而元素碘则挥发性很强。易去除而元素碘则挥发性很强。 在发生严重事故时在发生严重事故时, , 保证安全壳的完整性和保证安全壳的完整性和 密封性是保护周围环境不受严重影响的关密封性是保护周围环境不受严重影响的关 键。键。 二、主要功能二、主要功能 在发生失水事故在发生失水事故LOCALOCA或安全壳内蒸汽管道或安全壳内蒸汽管道 破裂时，安全壳内压力和温度升高。破

41、裂时，安全壳内压力和温度升高。 安全壳喷淋系统的功能：安全壳喷淋系统的功能：通过喷淋冷水以通过喷淋冷水以 冷凝安全壳内的蒸汽，使温度和压力降低冷凝安全壳内的蒸汽，使温度和压力降低 到可接受水平，确保安全壳的完整性。到可接受水平，确保安全壳的完整性。 安全壳的设计值：安全壳的设计值：压力压力0.52MPa0.52MPa, ,温度为温度为 145145。累计允许泄漏率为。累计允许泄漏率为安全壳总容积的安全壳总容积的 0.17%/24h 2 2、辅助功能、辅助功能 （1）带走安全壳内空气中的气载裂变产物尤带走安全壳内空气中的气载裂变产物尤 其是挥发碘其是挥发碘131 131I I加 加NaOHNaO

42、H降低其浓度。降低其浓度。 添加添加NaOHNaOH还可以提高喷淋水的还可以提高喷淋水的pHpH值，值，限制喷淋限制喷淋 的硼酸对设备的腐蚀的硼酸对设备的腐蚀； （2）反应堆厂房发生火灾时，可手动喷淋进反应堆厂房发生火灾时，可手动喷淋进 行灭火。行灭火。 （3）当换料水箱温度超过当换料水箱温度超过4040时，可用此系时，可用此系 统进行冷却。统进行冷却。 5.4.4 5.4.4 安全壳喷淋过程安全壳喷淋过程 1 1、EASEAS在备用状态在备用状态 换料水箱与喷淋泵之间的隔离阀换料水箱与喷淋泵之间的隔离阀 001001002VB002VB保持开启状态，其它阀门保持开启状态，其它阀门 （安全壳隔

43、离阀和试验回路、地坑回路、（安全壳隔离阀和试验回路、地坑回路、 化学添加回路的隔离阀）均关闭。化学化学添加回路的隔离阀）均关闭。化学 添加箱再循环泵间歇运行。添加箱再循环泵间歇运行。 2 2、直接喷淋、直接喷淋 当出现喷淋信号时，两台喷淋泵当出现喷淋信号时，两台喷淋泵 001001002PO002PO 自动启动并打开安全壳隔离阀自动启动并打开安全壳隔离阀007007008008 009009010VB010VB和热交换器和热交换器001001002R002RF F二次侧二次侧 RRIRRI供水阀，开始从换料水箱供水进行直接供水阀，开始从换料水箱供水进行直接 喷淋，使安全壳内蒸汽冷凝，达到迅速降

44、温喷淋，使安全壳内蒸汽冷凝，达到迅速降温 降压的效果。降压的效果。 喷淋泵启动后要喷淋泵启动后要延时延时5 5分钟注入分钟注入NaOHNaOH，以便操，以便操 纵员判断纵员判断EASEAS启动是由于一回路破口，还是启动是由于一回路破口，还是 二回路破口或者是误动作，从而确定二回路破口或者是误动作，从而确定NaOHNaOH的的 注入是否必要。注入是否必要。 直接喷淋阶段持续约直接喷淋阶段持续约2020分钟，当换料水箱出分钟，当换料水箱出 现现低一低水位信号低一低水位信号时（水位为时（水位为2.lm2.lm），开），开 始再循环喷淋阶段。始再循环喷淋阶段。 3 3、再循环喷淋、再循环喷淋 打开喷淋

45、泵与地坑间的隔离阀打开喷淋泵与地坑间的隔离阀0130130l4VB0l4VB， 从地坑取水进行再循环，并通过热交换器从地坑取水进行再循环，并通过热交换器 将一回路释放到安全壳内的热量排向将一回路释放到安全壳内的热量排向RRIRRI系系 统。统。 导出的热量包括堆芯剩余功率、一回路或二导出的热量包括堆芯剩余功率、一回路或二 回路流体的显热、结构材料放出的热量、回路流体的显热、结构材料放出的热量、 还可能有锆水反应放出的热量。还可能有锆水反应放出的热量。 当温度达到当温度达到850850900900开始锆水反应，反应开始锆水反应，反应 式如下：式如下： ZrZr2H2H2 2O ZrOO ZrO2

46、 22H2H2 2热量热量 在燃料包壳温度突然升高到在燃料包壳温度突然升高到1200 1200 极端情况下，极端情况下， 其功率将大致等于堆的额定功率。其功率将大致等于堆的额定功率。 事故后再循环喷淋阶段可能事故后再循环喷淋阶段可能延续运行几个月延续运行几个月， 将事故释放到安全壳内的热量导出。由于喷将事故释放到安全壳内的热量导出。由于喷 淋流量很大，经一定时间后只运行一个系列淋流量很大，经一定时间后只运行一个系列 就够了。就够了。 锆水反应产生氢气，当安全壳内氢浓度达到锆水反应产生氢气，当安全壳内氢浓度达到1 1 3 3 启动氢复合装置（在安全壳内大气启动氢复合装置（在安全壳内大气 监测监测

47、ETYETY系统）进行消氢。系统）进行消氢。 5.4.5 5.4.5 喷淋信号喷淋信号 o 安全壳内设有四个压力敏感元件。如果四个中安全壳内设有四个压力敏感元件。如果四个中 有两个敏感元件测得安全壳内压力升高即有两个敏感元件测得安全壳内压力升高即2/42/4， 则反应堆保护系统（则反应堆保护系统（RPRRPR）会自动触发下列动）会自动触发下列动 作。当测得绝对压力达到阈值作。当测得绝对压力达到阈值 0.24 MPa0.24 MPa时，时， 喷淋系统自动启动。喷淋系统自动启动。 o 安全壳喷淋系统也可以从控制室手动启动。安全壳喷淋系统也可以从控制室手动启动。 2021-7-2241 汽轮机及其附

48、属设备通过管道和阀汽轮机及其附属设备通过管道和阀 门等附件组成一整体，将热能转换门等附件组成一整体，将热能转换 成机械能，汽轮机及其附属设备的成机械能，汽轮机及其附属设备的 组合为组合为汽轮机设备汽轮机设备。 汽轮机与发电机的组合为汽轮机与发电机的组合为汽轮发电汽轮发电 机组机组。 2021-7-2242 汽轮机中的能量转换是通过汽轮机中的能量转换是通过 喷嘴叶栅和动叶栅内共同完喷嘴叶栅和动叶栅内共同完 成成, ,二者组成能量转换基本二者组成能量转换基本 单元单元“级级”，汽轮机分为单，汽轮机分为单 级汽轮机或多级汽轮机。级汽轮机或多级汽轮机。 1 1、汽轮机级的类型和特点：、汽轮机级的类型和

49、特点： 2021-7-2243 隔板 喷嘴 叶轮 动 叶 片 轴 2、工作原理、工作原理 在喷嘴通道内，蒸汽膨胀，汽流速在喷嘴通道内，蒸汽膨胀，汽流速 度增加（热能转换为动能），压力、度增加（热能转换为动能），压力、 温度降低。温度降低。 蒸汽进入动叶，一般情蒸汽进入动叶，一般情 况，蒸汽继续膨胀，速况，蒸汽继续膨胀，速 度增加。度增加。 蒸汽只在喷嘴中膨胀，压力降低，蒸汽只在喷嘴中膨胀，压力降低， 速度增加，热能转变为动能。高速速度增加，热能转变为动能。高速 汽流流经动叶片时，汽流方向改变，汽流流经动叶片时，汽流方向改变， 产生了对叶片的冲动力，推动叶轮产生了对叶片的冲动力，推动叶轮 旋转作

50、功，将蒸汽的动能变成转子旋转作功，将蒸汽的动能变成转子 旋转的机械能。在动叶通道中，汽旋转的机械能。在动叶通道中，汽 流只改变方向，压力和温度都不变。流只改变方向，压力和温度都不变。 冲动式汽轮机 动叶叶型近似对称弯曲动叶叶型近似对称弯曲 冲动式汽轮机工作原理图冲动式汽轮机工作原理图 当一运动物体碰到另一静止的或运动速度较低的物体时，当一运动物体碰到另一静止的或运动速度较低的物体时， 就会受阻而改变速度同时给阻碍它的物体一个作用力即冲就会受阻而改变速度同时给阻碍它的物体一个作用力即冲 动力。若阻碍运动的物体在此力作用下产生了速度变化，动力。若阻碍运动的物体在此力作用下产生了速度变化， 运动物体

51、就做了机械功。运动物体就做了机械功。 反动式汽轮机 蒸汽不但在喷嘴中 膨胀，高速汽流对 动叶产生一个冲动 力；而且在动叶栅 中也膨胀，动叶出 口相对速度增加对 动叶产生反动力， 使转子在冲动力和 反动力共同作用下 旋转作功。 动叶叶型与喷嘴叶型相同动叶叶型与喷嘴叶型相同 蒸汽在反动级中的流动蒸汽在反动级中的流动 当某物体对另一物体施加作用力时，此物体必然要受到与当某物体对另一物体施加作用力时，此物体必然要受到与 其作用力大小相等、方向相反的作用力其作用力大小相等、方向相反的作用力反动力。反动力。 2021-7-2246 汽轮机的介质为水蒸汽，构成使蒸汽进行能量转换的具有特殊几何通汽轮机的介质为

52、水蒸汽，构成使蒸汽进行能量转换的具有特殊几何通 道的部件称为喷嘴叶片和工作叶片。道的部件称为喷嘴叶片和工作叶片。 汽轮机工作时所有旋转部分组成汽轮机的转子，而汽轮机的汽缸以及汽轮机工作时所有旋转部分组成汽轮机的转子，而汽轮机的汽缸以及 所有固定在汽缸上的静止部件组成汽轮机的静止部分称为静子。所有固定在汽缸上的静止部件组成汽轮机的静止部分称为静子。 由一系列固定的喷嘴叶片（几个或者一圈）和一圈转动的工作叶片组由一系列固定的喷嘴叶片（几个或者一圈）和一圈转动的工作叶片组 成汽轮机的一个级，级是汽轮机内完成能量转换的基本单元，按工作成汽轮机的一个级，级是汽轮机内完成能量转换的基本单元，按工作 原理不

53、同，可分为冲动级、反动级以及速度级。原理不同，可分为冲动级、反动级以及速度级。 7.4 7.4 汽轮机本体结构汽轮机本体结构 不论冲动式或者反动式汽轮机，第一级的喷嘴部分都要分组用来进行不论冲动式或者反动式汽轮机，第一级的喷嘴部分都要分组用来进行 功率调节，该级又称为调节级。调节级均作成冲动式级。功率调节，该级又称为调节级。调节级均作成冲动式级。 为了防止工作蒸汽泄漏以及空气漏入汽缸，在转轴穿过汽缸形成的环为了防止工作蒸汽泄漏以及空气漏入汽缸，在转轴穿过汽缸形成的环 形间隙处安装有端部汽封；在汽轮机内部为了减少级之间的蒸汽漏出，形间隙处安装有端部汽封；在汽轮机内部为了减少级之间的蒸汽漏出， 在

54、隔板的轴孔处也安装有内部汽封。在隔板的轴孔处也安装有内部汽封。 静止部分静止部分转动部分转动部分附属设备附属设备 汽缸、汽缸、 喷嘴、喷嘴、 隔板、隔板、 汽封、汽封、 轴承等轴承等 动叶片、动叶片、 主轴主轴 、 叶轮、叶轮、 联轴器、联轴器、 其他转动部件其他转动部件 主汽阀、主汽阀、 调节阀、调节阀、 调节系统、调节系统、 盘车装置、盘车装置、 润滑装置等润滑装置等 汽轮机本体结构汽轮机本体结构 汽轮机的典型结构汽轮机的典型结构 48 49 50 51 2021-7-2252 一、设置目的一、设置目的 在高压缸、低压缸之间设置汽水分离再热器。在高压缸、低压缸之间设置汽水分离再热器。 形成

55、再热循环。形成再热循环。 目的：目的： 1、高压缸的排汽湿度高达高压缸的排汽湿度高达14.314.3。可以可以降低降低 低压缸内的湿度低压缸内的湿度，改善汽轮机的工作条件，改善汽轮机的工作条件， 防止和减少湿蒸汽对汽轮机零部件的腐蚀、防止和减少湿蒸汽对汽轮机零部件的腐蚀、 浸蚀作用。浸蚀作用。 2、降低降低湿汽损失湿汽损失提高汽轮机的相对内效率；提高汽轮机的相对内效率； 3、采用再热循环可提高全厂循环热效率。、采用再热循环可提高全厂循环热效率。 7.6 汽水分离再热器系统汽水分离再热器系统GSS 2021-7-2253 除去高压缸排汽中除去高压缸排汽中约约98%的水分的水分（汽（汽 水分离）；

56、水分离）； 加热高压缸排汽，提高进入低压缸蒸加热高压缸排汽，提高进入低压缸蒸 汽的温度汽的温度(265)，使其具有一定的过使其具有一定的过 热度热度(过热过热97)（再热）。（再热）。 7.6 汽水分离再热器系统汽水分离再热器系统GSS 二、系统的功能二、系统的功能 二回路主要系统 2021-7-2254 三、三、GSSGSS系统描述系统描述 1 1、再热蒸汽流程、再热蒸汽流程 高压缸排汽沿高压缸排汽沿8 8根排汽管道分两组分别进根排汽管道分两组分别进 入两列汽水分离再热器。入两列汽水分离再热器。 首先经首先经汽水分离器汽水分离器将蒸汽中的绝大部分水将蒸汽中的绝大部分水 分除掉，然后上行，分别

57、通过由分除掉，然后上行，分别通过由抽汽加抽汽加 热的第一级再热器热的第一级再热器和由和由新蒸汽加热的第新蒸汽加热的第 二级再热器二级再热器，最后由筒体顶部的三个出，最后由筒体顶部的三个出 口送往三个低压缸作功口送往三个低压缸作功。 2021-7-2255 再热过程由两级再热器完成。再热过程由两级再热器完成。 第一级再热器（抽汽再热器）第一级再热器（抽汽再热器）的加热蒸汽来的加热蒸汽来 自高压缸第自高压缸第1 1级抽汽，其级抽汽，其绝对压力为绝对压力为2.76 2.76 MPa MPa 温度为温度为 229229。 第二级再热器第二级再热器（新蒸汽再热器）（新蒸汽再热器）的加热源来的加热源来 自

58、新蒸汽，其自新蒸汽，其绝对压力为绝对压力为 6.43 MPa6.43 MPa，温度温度 为为264.8264.8。 疏水系统疏水系统 汽水分离再热器的疏水包括三个独立的疏汽水分离再热器的疏水包括三个独立的疏 水系统，即水系统，即汽水分离器汽水分离器、抽汽再热器抽汽再热器和和新蒸新蒸 汽再热器汽再热器疏水系统，有四个疏水接收箱。疏水系统，有四个疏水接收箱。 2021-7-2256 四、四、汽水分离器结构汽水分离器结构 每台机组配置两台汽水分离再热器每台机组配置两台汽水分离再热器MSRA、 MSRB。 汽水分离器汽水分离器、第一级再热器和第二级再热第一级再热器和第二级再热 器都安装在一个圆筒形的压

59、力容器内；器都安装在一个圆筒形的压力容器内； 第一级再热器使用高压缸抽汽加热；第一级再热器使用高压缸抽汽加热； 第二级再热器使用新蒸汽加热。第二级再热器使用新蒸汽加热。 2021-7-2257 一、凝汽设备的作用及组成一、凝汽设备的作用及组成 (1) 凝结作用凝结作用 (2) 建立并维持一定的真空建立并维持一定的真空 (3) 除氧作用除氧作用 (4) 蓄水作用蓄水作用 凝汽器是二回路热力循环的冷源，基本功能是接收汽轮凝汽器是二回路热力循环的冷源，基本功能是接收汽轮 机的排汽并将其凝结成水，构成封闭的热力循环。机的排汽并将其凝结成水，构成封闭的热力循环。 7.8 凝气器及其真空系统 2021-7

60、-2258 凝汽器凝汽器作用：利用低温冷却水，作用：利用低温冷却水， 使汽轮机乏汽在其中凝结放热，凝使汽轮机乏汽在其中凝结放热，凝 结成水，为汽轮机排汽口建立与维结成水，为汽轮机排汽口建立与维 持一定的真空度；对凝结水除氧；持一定的真空度；对凝结水除氧； 以及蓄水。以及蓄水。 冷却水泵冷却水泵的作用：为凝汽器提供的作用：为凝汽器提供 低温的冷却水，并带走汽轮机排汽低温的冷却水，并带走汽轮机排汽 在凝汽器中放出的热量；在凝汽器中放出的热量； 抽气器抽气器的作用：由于凝汽器需处的作用：由于凝汽器需处 于真空条件下工作，所以在凝汽器于真空条件下工作，所以在凝汽器 开始运行时，必须要用抽气器将其开始运