3 核岛主要系统——反应堆冷却剂系统(1)

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1、核电厂系统与设备陆万鹏luwpsd@126.com山东建筑大学热能工程学院第三章反应堆冷却剂系统第三章反应堆冷却剂系统核电站工作原理总图厂用电PTREASGEWGSSVVPGEVGPVGEXAREGCTRISCRFCEXRCPAHPADGRRAAPPABP废物处理RCVREAASG第三章反应堆冷却剂系统核岛主要系统——反应堆冷却剂系统（一回路泵）（ReactorCoolantPumpRCP）第三章反应堆冷却剂系统教学要求反应堆本体结构；堆芯结构；燃料元件及燃料组件；堆内构件及其作用；控制棒驱动机构的工作原理。反应堆冷却剂系统功能、组成、参数范围及布置。

2、核电厂对主泵的要求；主泵的种类；各种主泵是如何解决密封问题的。叶轮泵的一般特性。蒸汽发生器的作用、种类、结构。稳压器的作用、结构、工作原理。第三章反应堆冷却剂系统内容提要1.反应堆冷却剂系统2.反应堆本体3.反应堆冷却剂泵4.蒸汽发生器5.稳压器第三章反应堆冷却剂系统1、反应堆冷却剂系统1.1主要功能1.2系统描述1.3系统参数选择第三章反应堆冷却剂系统1.1主要功能运行时：载出堆内产生的热量，并通过蒸汽发生器传给二回路工质，产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。停堆后第一阶段：带走堆内的衰变热。系统的压力边界构成防止裂变产物释放到环境中的一道屏障

3、。反应堆冷却剂作为可溶化学毒物硼的载体，起慢化剂和反射层作用。系统的稳压器用来控制一回路的压力，防止堆内发生偏离饱和沸腾，同时对一回路系统实行超压保护。反应堆冷却剂系统第三章反应堆冷却剂系统1.2系统描述冷却系统；压力调节系统；超压保护系统电加热第三章反应堆冷却剂系统按照功能,反应堆冷却剂系统可分为：冷却系统、压力调节系统、超压保护系统。冷却系统冷却系统由反应堆冷却剂泵、反应堆和蒸汽发生器及相应的管道组成。在正常功率运行时，反应堆冷却剂泵使冷却剂强迫循环通过堆芯，带走燃料元件产生的热量。冷却剂流速选择（综合技术经济考虑）流经堆芯的冷却剂载热关系式

4、：燃料元件表面的放热关系式：流速大：利：堆出入口温差减少，蒸汽发生器一、二次侧的平均温压提高；传热系数高、载热量大。弊：流动阻力大，泵的扬程要求高，泵功消耗大，厂用电增加。大亚湾核电厂堆内冷却剂平均流速为4.6m/s。秦山核电厂堆芯冷却剂平均流速为3.65m/s第三章反应堆冷却剂系统在发生全厂断电事故时，主泵停转，冷却剂失去强迫循环。保护系统实行紧急停堆，功率水平迅速下降。为了去除堆内衰变热，必须保证一定的冷却剂流量。在反应堆冷却剂系统和设备的设计上，采取下述措施：增加泵的惯性流量在反应堆冷却剂泵电动机顶部装飞轮，延长主泵断电后的惰转时间，保证断电

5、后短时间内有足够的流量通过堆芯。在一回路设备布置上，应使蒸汽发生器的位置高于反应堆压力容器，以便建立和保持一个自然循环驱动头。在一回路出现两相流的情况下，必须考虑流动的不稳定性问题。原理上，增加堆芯与蒸汽发生器间的高度差仍然有效，但增加的办法更倾向于降低堆芯高度，拉长反应堆压力容器而不是抬高蒸汽发生器。第三章反应堆冷却剂系统压力调节系统为了保证反应堆冷却剂系统具有好的冷却能力，应当将堆芯置于具有足够欠热度的冷却剂淹没之中。核电厂在负荷瞬变过程中，由于测量系统的热惯性和控制系统的滞后等原因，会造成一、二回路之间的功率失配，从而引起负荷瞬变过程中一回路冷却剂

6、温度的升高或降低，造成一回路冷却剂体积膨胀或收缩。水经波动管涌入或流出稳压器，引起一回路压力升高或降低。当压力升高至超过设定值时：喷冷水，降压若压力低于设定值：开加热器，升压当一回路系统的压力超过限值时：开安全阀，排放蒸汽第三章反应堆冷却剂系统1.3系统参数选择核电厂的一回路系统由若干并联的环路组成。一个环路所输送的热功率与压水堆核电厂规模和设备设计制造能力有关。目前核电厂一回路一般采用2－4条环路并联形式。在相同堆功率情况下，单个环路功率提高后，就可以减少环路数目，减少相应的设备和部件，降低设备投资和维修费用。这样，降低了核电厂每千瓦的造价和每度电价

7、格，经济上有利。16100第三章反应堆冷却剂系统一回路压力提高一回路压力，可提高冷却剂出口温度，从而提高效率。压力15.5Mpa饱和温度344.7℃压力20Mpa饱和温度365.7℃压力提高了4.5MPa,饱和温度却仅提高21℃一般压水堆核电厂一回路系统的工作压力约为15MPa左右。设计压力取1.10~1.25倍工作压力；冷态水压试验压力取1.25倍设计压力。第三章反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂的出口温度冷却剂出口温度越高，电厂热效率越高。燃料包壳温度限制：材料所限燃料包壳材料要受到抗高温腐蚀性能的限制,对于轻水堆,包壳材料Zr-4的允许表面工作温

8、度应不高于350℃。传热温差的要求（10-15℃）