AP1000总体详细介绍

AP1000总体介绍内容概况设计概况核岛主要系统设备常规岛主要系统设备电气主要系统设备培训目标了解系统主要功能和工艺流程；熟悉主要设备结构、作用和运行方式；了本系统和其它系统的相互关系；记住系统和设备的主要技术参数。3

一、设计概况4一、设计概况（1）AP1000是西屋公司在AP600的基础上开发的非能动先进压水堆，于2005年12月获得NRC的“设计证书”。AP1000与传统成熟的压水堆核电厂技术最大的不同，就是其安全系统采用了“非能动”技术。AP1000为单堆布置的两环路机组，电功率约1250MWe，设计寿命60年，主泵采用屏蔽泵，安全壳为双层结构，外层为预应力混凝土，内层为钢板结构。5一、设计概况（2）

AP1000的主要设计特点有：主回路系统和设备设计采用成熟电站设计简化的非能动设计提高了安全性和经济性仪控系统和主控室设计AP1000仪控系统采用成熟的数字化技术设计建造中大量采用模块化建造技术AP1000在建造中大量采用模块化建造技术6一、设计概况（3）系统分类：分核岛、常规岛、BOP、电气、仪控五大部分共118个系统系统清单见附件7一、设计概况（4）主要设计参数：AP1000发电机的上网电为1090MKWNNNS热功率为3415MKW反应堆的换料周期为18个月100%功率甩负荷到厂用电，不仃堆、仃机设计寿期为60年RCS设计压力：17.1MPaRCS设计温度：343℃（360℃）正常运行压力：15.4Mpa热段温度：321℃～冷段温度：281℃8

二、核岛主要系统及设备91.反应堆（1）101.反应堆（2）反应堆主要包括以下部件：—堆芯—堆内构件—压力容器—控制棒驱动机构—一体化上封头—堆芯仪表系统等111.反应堆（3）121.反应堆（4）

反应堆堆芯的主要设计参数：压力壳内径；4.039m压力壳总高：12.2m堆芯燃料组件数；157合燃料活性长度；4.27m燃料组件排列；17x17控制组件数；53灰棒组件数；16131.反应堆（5）141.反应堆（6）151.反应堆（7）燃料组件主要设计参数：燃料元件；157盒核裂变原料：铀235，浓集度2.35%-4.8%锆合金管内充氦密封成外径0.95㎝含有434块芯块的单根铀棒把铀棒排列成17x17正方阵构成燃料组件，每个燃料组件有264根燃料棒，24根控制棒导管，以及1根中央测量管。总重115kg。组件设计燃耗值60000Mwd/t,燃料单棒为62000Mwd/t161.反应堆（8）171.反应堆（9）控制棒设计参数：控制捧（黑捧）：—53束，每束24根—吸收材料：银-铟-镉合金封包在不锈钢管内灰棒：

—16束，每束24根

—吸收材料：12根银-铟-镉合金，12根为不锈钢材料181.反应堆（10）191.反应堆（11）201.反应堆（12）211.反应堆（13）222.反应堆冷却剂系统（1）232.反应堆冷却剂系统（2）主要功能：反应堆冷却剂压力边界的完整性堆芯冷却和反应性控制反应堆冷却剂系统压力控制过程监控自动降压功能242.反应堆冷却剂系统（3）252.反应堆冷却剂系统（4）262.反应堆冷却剂系统（5）272.反应堆冷却剂系统（6）蒸汽发生器主要技术特点蒸汽发生器的U型传热管采用三角形排列；蒸汽发生器在全挥发处理二次侧水化学条件下运行；管板上的传热管采用全深度液压膨胀，最大限度地防止二回路水进入传热管与管板之间的缝隙；U型传热管采用镍一铬一铁合金690热处理管；采用三叶状孔（梅花孔）支撑板,改进了防振条工艺；采用一体化的汽水分离器；采用椭圆形的一次侧下腔室，便于机器人工具进出和维护保养。蒸汽发生器下封头直接与两台主泵的壳体相连接。282.反应堆冷却剂系统（7）292.反应堆冷却剂系统（8）蒸汽发生器设计参数：每台蒸汽发生器的管子数；10,025根蒸汽发生器总高：22.5m每台蒸汽发生器的蒸汽流量：3400T/h总的蒸汽流量：6795T/h给水温度：227℃蒸汽发生器出口压力：5.612MPa设计压力：8.274MPa设计温度：316℃302.反应堆冷却剂系统（9）31图3.2.4稳压器2.反应堆冷却剂系统（10）稳压器主要功能：压力控制超压保护容积补偿排除不凝性气体322.反应堆冷却剂系统（11）332.反应堆冷却剂系统（12）342.反应堆冷却剂系统（13）352.反应堆冷却剂系统（14）AP1000主泵特点：主泵直接与蒸汽发生器的下封头连接。这种结构设计取消了主泵与蒸汽发生器之间的冷却剂管道，降低了环路的压降，简化了蒸汽发生器、泵和管道支承系统。主泵没有轴密封装置，因而消除了因轴密封失效导致失水事故的可能性，从而大大提高了安全性，也减少了泵的维修工作量。主泵电机设置上下两个钨合金飞轮，以提高泵的转动惯量，延长惰走时间，从而增加失去电源之后堆芯的热工裕量。主泵装有三个轴承，两个径向轴承和一个双向推力轴承，都在电机一侧，轴承采用水润滑方式。主泵启动时采用变频调速控制装置，降低冷态工况时的电机功率，从而最大限度地缩小电机尺寸。362.反应堆冷却剂系统（15）372.反应堆冷却剂系统（16）

382.反应堆冷却剂系统（17）39热段2.反应堆冷却剂系统（18）40冷段3.化学和容积控制系统（1）基本功能：容积控制，通过上充和下泄功能维持稳压器水位，保持一回路水容积。反应性控制，调节冷却剂硼浓度，补偿反应堆缓慢的反应性变化。化学控制，控制反应堆冷却剂的pH值、氧含量和其他气体含量，防止腐蚀，裂变气体积聚和爆炸；除去腐蚀和裂变产物，降低冷却剂的放射性水平。413.化学和容积控制系统（2）423.化学和容积控制系统（3）主要的设计参数正常硼化流量：22.71m3/h正常稀释流量：22.71m3/h正常下泄净化流量：22.71m3/h通过离子交换柱的最高允许温度：54.4℃硼酸贮存箱的硼浓度：4375PPm反应堆冷却剂过虑器（A.B）精度：0.25μm一台上充泵最补水流量：30.66m3/h二台上充泵最补水流量：39.75m3/h434.正常余热排出系统（1）主要功能：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，以保持RCS和换料水池的水质指标。冷却安全壳内置换料水箱（IRWST）。444.正常余热排出系统（2）454.正常余热排出系统（3）464.正常余热排出系统（4）475.设备冷却水系统（1）系统功能：为各类非安全设备提供冷却水，冷却各种核岛热交换器、泵等设备；经过由厂用水系统冷却的热交换器将热负荷传递至最终热阱--海水；在核岛热交换器和海水之间形成屏障，防止放射性流体不可控制地释放到海水中，避免由于海水直接冷却而产生腐蚀污垢等问题。485.设备冷却水系统（2）495.设备冷却水系统（3）506.厂用水系统（1）系统功能：在各种运行模式下带走设备冷却水系统的热量516.厂用水系统（2）526.厂用水系统（3）537.非能动堆芯冷却系统（1）系统功能：RCS应急补水和硼化应急堆芯余热导出事故后安全壳内pH值控制过程参数监测547.非能动堆芯冷却系统（2）557.非能动堆芯冷却系统（3）应急堆芯余热导出子系统：系统的主要设备是非能动余热导出热交换器。该热交换器布置在IRWST内，换料水箱内的水作为PRHR热交换器的冷却介质。567.非能动堆芯冷却系统（4）577.非能动堆芯冷却系统（5）安注子系统有4种非能动注射水源：两台CMT提供较长时间较大的注射流；两台安注箱在数分钟内提供非常大的注射流；一个IRWST提供很长时间较小的注射流；受淹的安全壳成为长期的水源。587.非能动堆芯冷却系统（6）597.非能动堆芯冷却系统（3）非能动堆芯冷却系统设计参数:1.补给水箱2只2.非能动热交换器1个～设计压力：17.1MPa～设计压力：17.1MPa～设计温度：343℃～设计温度：343℃～总容积：70.8m3×2～热交换面积：476m2

～硼浓度：3500PPm3.安注箱2只4.安全壳内置换料水箱1只～正常运行压力：4.8MPa～总水容积：2131m3～总容积：56.6m3×2～硼浓度：2700PPm～正常运行水容积：48.1m3～正常运行气容积：8.5m3608.非能动安全壳冷却系统（1）系统功能：安全壳内热量导出过程监测补充乏燃料水池水装量消防水补充618.非能动安全壳冷却系统（2）628.非能动安全壳冷却系统（3）638.非能动安全壳冷却系统（4）主要设计参数：PCS贮存水箱容积：2864m3FPS消防水箱容积：68m3PCSAWST辅助水箱容积：3546m3PCS初始冷却水流量：112m3/h循环泵冷却水流量率：22.7m3/h循环泵扬程：114.3mPCS贮存水箱水最低温度：4.5℃PCS贮存水箱水最高温度：49℃运行层一135导流板高度一142649.安全壳氢气控制系统（1）系统功能：在正常运行期间和设计基准事故后，对安全壳大气中的氢气浓度进行监测。为防止严重事故后氢气爆燃或爆炸提供纵深防御手段。659.安全壳氢气控制系统（2）安全壳内氢气的来源：锆—水反应；水的辐照分解；冷却剂中含氢；其它结构材料腐蚀。669.安全壳氢气控制系统（3）分布在安全壳内的三个浓度监测仪能够连续显示安全壳空气中氢气浓度。布置在安全壳内的两台安全相关非能动自动催化复合器（PARs）将自动且非能动地将安全壳内整个氢气浓度维持在较低的水平。在安全壳内布置有64台氢气点火器。在氢气相对浓度较低时，通过局部点火燃烧（爆燃），防止氢气浓度达到可能爆炸的水平。67

三、常规岛主要系统设备681.常规岛概述（1）蒸汽发生器中产生的饱和蒸汽通过主蒸汽系统供应到汽轮机高压缸（HP）膨胀做功，做功后的高压缸排汽通过两个汽水分离再热器（MSR）之后再流入三个低压缸（LP）继续膨胀做功。通过LP做功的乏汽流入主冷凝器进行冷凝。凝结水由凝结水泵从主冷凝器中抽出，根据需要选择进行精处理或旁通精处理，再经四级低压给水加热器加热，然后输送至除氧器进行热力除氧。从除氧器流出的给水经主给水升压泵/主给水泵增压后，通过两级高压给水加热器进入蒸汽发生器中产生蒸汽，如此循环往复。691.常规岛概述（2）702.蒸汽发生器系统（1）712.蒸汽发生器系统（2）一个主蒸汽隔离阀，用于提供安全壳和蒸发器的隔离；一个旁路阀，用于提供安全壳和蒸发器的隔离，并在启动时用于蒸汽管道暖管并提供主蒸汽隔离阀两侧的压力平衡；六个主蒸汽安全阀，用于提供超压保护；一个电动大气释放阀和一个上游隔离阀，用于在蒸汽无法向冷凝器排放时提供可控的停堆冷却。722.蒸汽发生器系统（3）1个主给水隔离阀和1个启动给水隔离阀；1个主给水控制阀，用于在大约10%功率到100%功率之间提供给水控制；1个启动给水控制阀，用于在大约0功率到10%功率之间提供给水控制；1个主给水逆止阀和1个启动给水逆止阀，用于防止蒸发器和给水管线之间的反向流动。732.蒸汽发生器系统（4）安全阀数量（每台蒸发器）6每个安全阀排放流量（kg/hr）最大814200（8.243MPa.g）最小621000（8.825MPa.g）110%设计压力下安全阀蒸汽流量（kg/hr）3740000

阀门压力设定值（MPa.g）

阀门排放能力（kg/hr）1824959900038.32760800048.40661200058.48561700068.563621000742.蒸汽发生器系统（5）大气释放阀数量2大气释放阀排放流量（每台蒸汽发生器，单位kg/hr）最大4.63x105（8.174MPa.g）最小32000（0.589MPa.g）最大降温速率（°C/hr）38752.蒸汽发生器系统（6）系统参数：蒸汽流量（每台蒸汽发生器，kg/hr）3400000总蒸汽流量（kg/hr）6795000主给水温度（°C）227蒸汽出口压力（MPa.a）5.612蒸汽出口温度（°C）271.2设计压力（MPa.a）8.274设计温度（°C）316排污流量（每台蒸汽发生器，kg/hr）

正常2070最大20700排污管板冲洗流量（kg/hr）63000763.主蒸汽系统（1）系统功能：将主蒸汽从蒸汽发生器送到汽轮机高压缸（HP）和汽水分离再热器（MSR）。为轴封蒸汽供应系统（GSS）提供蒸汽。为辅助蒸汽供应系统（ASS）提供蒸汽。为汽轮机旁路排放系统（TBS）提供蒸汽。773.主蒸汽系统（2）783.主蒸汽系统（3）794.汽轮机（1）汽轮机采用日本三菱重工技术，关键重要部件进口，哈尔滨汽轮机厂和三菱联合供货。汽轮机为工作转速1500转/分、单轴、四缸六排汽的反动凝汽式核电汽轮机,有两个两级再热的外置式中间汽水分离再热器，末级动叶片长1375mm。主汽轮机由一个高压缸、三个低压缸及其附件组成。四个缸通流部分均是双流对称分布式。一个高压转子、三个低压转子通过刚性联轴器接成一个轴系，再通过刚性联轴器与发电机转子相联。每根转子都有一对径向轴承支承。整个轴系只有一个推力轴承，位于1号低压缸和2号低压缸之间。804.汽轮机（2）共有4个MSV和4个GV。两个主汽阀和两个主调阀的阀体由一个整体铸件组成，形成一个阀组进汽室。共有两个阀组进汽室，分别位于汽机平台上高压缸两侧，都锚定在汽机底座上。蒸汽流过MSV后进入进汽室，经主调阀流到高压缸的入口。主汽阀包括一个先导阀，是为汽轮机从静止加速至接近额定转速而专门设计的。当汽机冲转时，主调阀全开，主汽阀的先导阀以全周进汽的状态运行，因此启动时汽机部件可均匀加热。814.汽轮机（3）824.汽轮机（3）高压缸通流部分为双流各10级，单层缸结构，缸体材料为碳钢，高压转子为合金钢整锻件且经过精加工而制成，主轴与叶轮是一体锻造的。低压缸是经过改良的双层缸结构，双流对称分布各10级，低压转子材料为低合金钢锻件。834.汽轮机（4）每个转子由两个径向轴承支撑，一个轴系配一个推力轴承，这些轴承均为强制油润滑。汽轮机组共有8个径向轴承。推力轴承位于1号低压缸与2号低压缸之间。轴向力通过推力轴承传递给1号低压缸与2号低压缸之间的轴承座。推力轴承是整个轴系的相对死点。845.汽轮机旁路排放系统（1）系统功能：机组正常运行工况（包括启动和停机）和非正常瞬态（汽机跳闸、阶跃降负荷）时提供主蒸汽旁路排放。855.汽轮机旁路排放系统（2）865.汽轮机旁路排放系统（3）TBS系统容量设计为可以排放40％的额定蒸汽流量。与反应堆功率控制系统配合，这个排放容量足以适应以下三种情况：—任何功率水平下不发生反应堆紧急停堆；—在小于或等于50％额定功率下汽轮机紧急停机；

—以及相当于50％额定功率或以下的阶跃降负荷。

在大于50％功率情况下发生汽轮机紧急停机或相当于大于50％阶跃甩负荷时，蒸汽排放与快速降功率系统协同动作来满足上述性能。876.凝结水系统（1）系统功能：冷凝低压缸排汽和旁排阀排汽，并将凝结水收集在凝汽器热井中。净化凝结水并保持凝结水水质。按所要求的流量为主给水系统和启动给水系统输送高品质的凝结水。通过低加加热凝结水，并带走轴封蒸汽冷凝器和蒸汽发生器排污热交换器的热量。886.凝结水系统（2）896.凝结水系统（3）906.凝结水系统（4）916.凝结水系统（5）926.凝结水系统（6）936.凝结水系统（7）947.主给水和启动给水系统（1）系统功能：向SG提供给水维持给水水质给水加热给水再循环957.主给水和启动给水系统（2）967.主给水和启动给水系统（3）977.主给水和启动给水系统（4）每列前置泵/主给水泵提供主给水总流量的33.3%。在正常满负荷期间，三列前置泵/主给水泵全部投运，不设置备用列。二列启动给水泵为蒸汽发生器供水直到约10%额定功率水平，然后切换到主给水供水。987.主给水和启动给水系统（5）997.主给水和启动给水系统（6）100

四、电气主要系统及设备1011.主发电机系统（1）发电机额定容量为1407MVA，额定功率1266MW，端电压为24kV。本型发电机为三相交流隐极式同步发电机。发电机采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙氢气内冷的冷却方式。配有自并励励磁系统及发电机氢、油、水控制系统。1021.主发电机系统（2）1031.主发电机系统（3）1041.主发电机系统（4）1052.开关站和厂外电力系统（1）500kV电气系统的功能是作为发电和配电的连接枢纽，一方面接受发电机发出的电能，通过架空出线把电能从电厂输送到电网，另一方面，在机组起停期间，500kV作为优先电源，通过主变和高压厂变对起停机厂用负荷供电。220kV电源是机组的辅助电源，在机组正常启动和停机过程中作为优先电500kV电源的后备电源。当失去优先电源时