RO《核电厂蒸汽供应系统》第2章【一回路辅助系统】第02节-正常余热去除系统

第二节正常余热去除系统授课人：日期：2主要内容2.1系统功能2.2系统描述2.3主要设备结构及工作原理2.4系统运行2.5主要技术参数3要求1)了解系统主要功能和工艺流程；2)熟悉主要设备结构、作用和运行方式；3)了解本系统和其它系统的相互关系；4)记住系统和设备的主要技术参数。41正常余热去除系统功能概述正常余热排出系统（RNS）又可称为停堆冷却系统，核安全要求在任何情况下都能够保证核燃料的持续、有效冷却。为了导出停堆后的剩余功率，停堆后的初始阶段仍用蒸汽发生器排汽冷却，当二回路导热效率过低时，由余热排出系统保证反应堆的冷却。5系统主要功能（1）停堆冷却：在停堆冷却的第二阶段，将一回路从176.7℃降到51.7℃，并维持此温度稳定。停堆净化：在换料工况下，与化容系统配合，余热排出泵代替主泵作为净化流的强制循环驱动压头，对一回路和换料水池的水体进行净化。冷却安全壳内置换料水箱（IRWST）：在换料水箱温度升高时，正常余热排出系统提供IRWST的冷却，保持IRWST的正常温度不高于48.9℃；在发生事故后，若非能动余热排出热交换器（PRHRHX）投入运行，正常余热排出系统保持IRWST的水温低于沸点。6系统主要功能（2）事故后向一回路补水：自动卸压系统（ADS）动作后，若厂内电源可用，RNS泵可作为低压安注泵使用，将乏燃料运输容器装载井的水补入一回路，以防止堆芯补水箱水位继续下降而触发ADS第4级卸压阀的动作和IRWST的非能动安全注射。事故后的恢复：在非能动堆芯冷却系统成功地缓解事故后，允许由PRHRHX切换至RNS排出堆芯和RCS的热量。RCS的低温超压保护（LTOP）：在电厂启动、停闭和换料运行期间，利用正常余热排出系统的安全阀为RCS提供低温超压保护。乏燃料水池的冷却：为乏燃料水池提供备用的冷却手段。709十月202382正常余热去除系统描述中电投高培中心系统描述（1）正常余热排出系统分为A、B两列，每个系列各有一个余热排出泵和一台余热排出热交换器。。余热排出泵的入口总管从RCS的二环路热段引出。余热排出泵有小流量保护的管路。余热排出泵入口安装一只安全阀，防止余排系统超压。。9系统描述（1）10系统描述（3）余热排出泵的吸入口与安全壳内换料水箱连接，水箱的水体经过余排热交换器冷却后返回壳内换料水箱。余热排出泵的吸入口还可以和安全壳地坑相连。余热排出泵在安全壳内和化容系统连接，通过提供强迫循环，对一回路和换料水池的水进行净化。每台热交换器并联设置了一条旁路管线，该管线上有流量调节阀。RCS的降温速率由RNS热交换器的出口调节阀和旁路阀共同调节。11系统描述（4）低压安注管线：在自动卸压系统（ADS）动作后，若厂内电源可用，余热排出泵通过开启一只电动隔离阀从乏燃料运输容器装载井取水补入RCS，以防止堆芯补水箱水位继续下降而触发ADS第4级卸压阀的动作和IRWST的非能动安全注射。乏燃料水池的冷却管线：通过此条管线可以为乏燃料水池提供备用的冷却手段。安全壳补水管线：长期再循环阶段，从余热排出热交换器下封头的出水室引出一条管线接往临时补水水源，向安全壳内补水，保持安全壳内的水装量。12正常余热去除系统水源13系统原理（1）物理原理核电厂与常规电厂的一个显著不同就是在核电厂的反应堆停闭以后，核裂变功率虽然很快消失，但是由裂变碎片及中子俘获产物的衰变所产生的剩余功率却下降缓慢，导致一回路内部还有一定的剩余功率。运行人员可以调节反应堆的核裂变功率，但却控制不了剩余功率的释放。为了反应堆的安全，在任何时刻必须要将剩余功率导出。14停堆后的剩余功率15100%10%7%1%0.5%0.25%1h2h4h3h5h时间（t）功率（%）剩余功率停堆系统原理（2）控制原理正常余热排出系统地投运条件：—RCS平均温度在最大韧脆转变温度（NDTT）~176.67℃之间；—RCS压力在2.76~3.10MPa.g之间；—RCS压力若尚未降到3.103MPa.g，则RNS系统的四个入口电动隔离阀都被闭锁而不能打开；—RCS压力的控制由稳压器进行，至少一台反应堆冷却剂泵仍在运行。16正常余热排出系统的投入前主要包括两大项操作硼浓度的调整：防止在余热排出系统内硼浓度低于RCS的硼浓度情况下误稀释一回路；升压和加热：避免压力和热冲击，以保护余热排出系统的泵和热交换器。17183正常余热去除系统主要设备及工作原理主要设备正常余热排出系统主要由2台余热排出泵、2台余热排出热交换器、1只安全壳内安全阀、以及电动隔离阀、气动调节阀及其相关管道和仪表等设备组成。19余热排出泵两台100%容量的余热排出泵是单级立式离心泵，吸入口位于底部。每台泵都装有机械密封。密封装置由反应堆冷却剂润滑，润滑后的冷却剂通过辅助热交换器循环冷却。设冷水系统为填料箱和密封装置冷却。余热排出泵由异步电机驱动。20余热排出热交换器两台100%容量的余热排出热交换器为立式U型管式热交换器。U型管焊在管板上，管板被夹在壳体与下封头法兰之间，下封头内有隔板将进出口流道分开。一回路冷却剂在U型管的管内流过，设备冷却水从热交换器壳侧流过。21热段入口隔离阀位于安全壳内的4个入口隔离阀和热段连接，全部都是电动隔离阀，并以“全关或全开”的方式运行。其正常位置为“关闭”，它们的电源在正常运行时需要采取行政隔离措施。其中两只阀门串联后组成两条并联管道，这样保证主泵和余热排出泵吸水管线之间的隔离。阀门可以在主控室控制打开，但是与一回路压力有连锁（3.1MPa）。2209十月2023234正常余热去除系统运行中电投高培中心电厂启动在冷停堆工况，RNS的两台泵和两台热交换器运行。主泵投入运行后，停运RNS泵，但RNS仍与RCS连通，以提供主回路通向CVS的低压下泄通路和RCS的低温超压保护。一旦稳压器建立汽腔并且一回路温度、压力达到RNS退出限值，即隔离RNS。24电厂停运电厂停运的第一阶段，RCS的热量由蒸汽发生器的排汽导出。停堆后约4小时，RCS的温度降到176.7℃，压力3.1MPa，即开始第二阶段的停堆冷却。在投入RNS前，RNS先循环IRWST的水。确认RNS的水硼化合格后，再投入RNS的运行。温度降到60℃时RCS可卸压、开盖。25电厂换料在换料停堆工况下，RNS的两个系列继续运行，后期可停运一个系列。RNS具有为换料水池充水的能力。但为了改善池水的清晰度、降低放射性剂量，AP1000一般不用RNS通过反应堆向换料水池充水，而由乏燃料水池冷却净化系统（SFS）完成充水。26电厂半管运行工况AP1000核电厂的RCS主管道热段的水平标高低于冷段的标高。这样设计的好处是，在为了维修蒸汽发生器而在其下腔室内安装下封头的管嘴密封盖时，AP1000核电厂的RCS热段允许疏水的水位比传统压水堆核电