压水堆核电厂:化学和容积控制系统(RCV)15页

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P (bar) 200

饱和曲线

再生热交换器 150

100 下泄孔板

禁止区 50 下泄热交换器 下泄背压 控制阀

50 100 150 200 250 300 T(℃) 0

图(4) RCV系统冷却和降压

化学控制净化一回路冷却剂还有其它附属功能:通过向外扫气,定期排放积聚在容积控制箱内的裂变气体产物;在设备预加热操作时,用氮气清除水中排出的溶解氧,或在反应堆停闭期间,使用氮气降低一回路水中氢气浓度。

1. 反应性控制

反应堆在长期功率运行期间,影响反应性变化的因素主要有以下几点: (1)、燃料消耗,燃料温度变化引起多普勒效应

(2)、燃料元件中产生裂变产物,如氙-135,钐-149,它们是吸收中子的毒物,并且浓度随功率变化而改变。

(3)、一回路冷却剂由于温度变化的温度效应;功率亏损等。

反应性控制的目的是,用调节一回路水的硼浓度以保证在压水堆功率运行时,棒束型控制棒组件的调节棒组可位于正常使用的调节带范围内,并能保证压水堆获得足够的停堆负反应性。

在RCV中进行反应性控制,可采取如下措施:

(1)、加硼――在上充泵吸入口注入预先规定数量的硼,在正常功率运行时为了将调节棒组提升到正常使用范围,或为了增加停堆负反应性时,需进行加硼操作。

(2)、稀释――用等量除盐水代替一部分一回路冷却剂的水。 (3)、除硼――用离子交换树脂吸附一回路水中的硼。

(2)、(3)两种操作是为了将调节棒组降低到正常使用范围,或减少停堆负反应性。 表(1)给出进行中子毒物控制时,化学和容积控制系统的调硼操作内容。

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表(1)化学和容积控制系统的调硼操作

操作 一回路硼浓度变化 对运行的影响 增加 加硼 稀释 除硼 补给 <容积>功能 大量加硼 √ √ 降低 √ √ 无变化 √ 水量变化 有 涉及容积功能 √(排放) √(排放) √ (补给) √(排放) 无 √ 手动 √ √ √ √ 自动 √ 操作选择 五、流程及主要设备功能实现:

RCV系统流程简图见图(5)化学和容积控制系统RCV由下泄回路、净化回路、上

充回路、轴封及过剩下泄回路四部分组成。

RCV正常运行时基本流程是:从反应堆冷却剂系统二环路过渡段引出压力为155bar,温度292℃,流量为13.6 Kg/h的下泄流体,经隔离阀RCV002VP,003VP进入再生热交换器RCV001EX壳侧,冷却到140℃,再由三组并联的降压孔板RCV001DI,002DI,003DI(正常时一组运行),把压力降到24bar;下泄热交换器RCV002RF及调节阀RCV013VP进行第二级降温降压,使温度降到到46℃,压力降到2-3个大气压左右(以达到下游除盐床能适应的温度和压力),由过滤器滤除冷却剂中直径大于5μm的固体腐蚀产物,进入除盐床除去冷却剂中的裂变产物及腐蚀产物,然后进入容控箱RCV002BA,经上充泵升压到177bar返回冷却剂系统一环路冷段和轴封水回路。设备功能实现如下:

1) 热交换器和孔板及调节阀RCV013VP

它们实现的是降温降压功能,热交换器分别设在孔板和调节阀之前,是防止先降温后降压会出现闪蒸现象。热交换器的流量按最大下泄流设计(27060Kg/h),再生热交换器必须保持有最小上充流量率,以达到要求的出口温度(小于190 OC)。孔板正常下泄时是一个或最多两个投入运行,反应堆冷却剂系统降压时,三个都要投入。孔板按正常下泄流设计(50%最大下泄流),正常下泄压降为13.1MPa。

下泄流经过再生热交换器(RCV001EX)热量由返回冷却剂系统的上充水回收,达到加热上充流的目的;非再生热交换器也即下泄热交换器(RCV002RF)的冷却水来自设备冷却水系统RRI,下泄流的出口温度由一个调节冷却水流量的调节阀控制,使下泄流温度适宜离子交换器运行。两热交换器的运行参数见表(2)

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RRA 内安外安全全壳壳 M 366VP RRA RCP过渡310VP 082VP 002RF M 367VP 013VP 001DE RRI RRI 001FI 002DE 下泄回路净化回路017VP 混床 下泄回010VP TEP 003VP 002VP 001EX 049VP RRI RRI RCP冷段 稳压过剩下泄流 轴2#主封泵 回1#主泵 021RF 疏水 RPE 048VP TEP 046VP 002FI 030VP 026VP 259VP 088VP 371VP 370VP 089VP RRI RRI 005FI 003RF 净化 过剩下泄与轴封回流 上充 002BA REA 补水 轴封注水 2#主泵 068VP 003FI 067VP 004FI 074VP RIS RIS 003PO 033VP 034VP 硼和水补给管REA TEP REA 化学添加 REA 加硼旁

图(5) RCV系统流程 003DE 001DI 002DI 003DI 阳床 002PO 1#主泵 073VP 74 061VP 轴封注水 RIS REA 补水旁路

REA 直接硼化

001PO RIS

表(2)

再生热交换器 下泄热交换器 再生热交换器 下泄热交换器 再生热交换器 下泄热交换器 再生热交换器 下泄热交换器 再生热交换器 下泄热交换器 再生热交换器 下泄热交换器 热交换器的运行参数

正常下泄 管侧 167 28 10150 13530 54 140 268.4 46 0.25 1 2636 1490 壳侧 166 8 13530 28000 293.3 <35 140 78.5 0.75 1.1 最大下泄 管侧 167 28 23760 27060 54 145 235 46 0.12 1 5112 3140 壳侧 166 8 27060 135000 293.3 <35 145 55 0.25 单位 运行压力 bar.abs 流量 Kg/h 入口温度 ℃ 出口温度 ℃ 压降 bar 传热量

2) 除盐床:

KW 混床RCV001,002DE并联,互为备用,使用的交换树脂为锂型阳树脂和氢氧型阴树脂,能使大部分裂变产物浓度至少降低十倍,他们能处理一个换料周期1%燃料破损率的下泄冷却剂,以最大下泄流设计。为避免稀释反应堆冷却剂,混床除盐装置在与RCV连接之前,应使树脂内所含硼酸饱和。

阳床RCV003DE为H型阳树脂,间断运行以控制7Li的浓度,7Li主要来自

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B(n,

?)反映。1%燃料破损率,也能有足够交换能力维持反应堆中铯的浓度小于3.7x104Bq/cm3。以正常下泄流设计。

向除盐装置充填树脂必须采用SED 水。

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