（核电站）化学和容积控制系统（rcv）

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1、1．2一回路主要辅助系统§1.2.1化学和容积控制系统（RCV）一、概述化学和容积控制系统（RCV）是反应堆冷却剂系统（RCP）的一个主要的辅助系统。它在反应堆的启动、停运及正常运行过程中都起着十分重要的作用，它保证了反应堆的冷却剂的水容积，化学特性的稳定和控制反应性的变化。二、系统功能：主要功能：a)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；b)反应性控制：与反应堆硼和水的补给系统（REA）相配合，调节冷却剂硼浓度以跟踪反应堆的缓慢的反应性变化;c)化学控制：控制反应堆冷却剂的PH值，氧

2、含量和其他容积气体含量，防止腐蚀，裂变气体积聚和爆炸，降低冷却剂放射性水平，净化冷却剂。辅助功能：（1）为主泵轴封提供经过过滤及冷却的水（2）为稳压器提供辅助喷淋水（3）一回路冷却剂过剩下泄（4）需要时，上充泵可作为高压安注泵运行三、系统功能描述：1.容积控制所谓容积控制就是通过RCV吸收稳压器不能全部吸收的那部分一回路水容积的变化的量，维持稳压器水位在一个整定的范围内。一回路水容积变化的原因主要是温度的改变，如图（1）所示：82从图可见当反应堆冷却剂系统RCP从冷态（60℃）增温到热态（291℃）时，其比容

3、增加将近40%；正常运行时，冷却剂的平均温度随功率的变化而变化，从而比容也随之改变，也造成一回路中水的体积的改变。另外，由于冷却剂系统处于155Bar的高压下，也会不可避免地发生泄漏，需要调节水容积。容控原理见图（2）化学和容积控制系统RCV从RCP二环路过渡段引出下泄流，经容控箱再由上充泵把上充流打回RCP，反应堆稳定运行时，上充流量与下泄流量相等。当温度变化引起一回路内水体积变化时，稳压器水位发生变化，当水位偏离设定值时，调节上充流量，使稳压器水位恢复到设定值。但容控箱容量有限，在RCP系统升温、降温过程

4、，或其它瞬态，水容积发生很大变化时，可与其它系统配合，容控箱水位高时，可排放到硼回收系统（TEP），容控箱水位低时，可由硼和水补给系统（REA）按需要进行补给。排放（TEP）补给（REA一回路稳压器下泄上充容控箱上充泵图（2）容积控制原理）1.化学控制82由于冷却剂在一回路内循环流动，其水化学特性会整个回路都相同：即由于水的温度增高，水中含氧量增加，及一回路水PH值降低，都将导致一回路部件的腐蚀，而冷却剂通过堆芯时，由于中子的辐照，水中的腐蚀产物被活化，并且，也有可能带出元件包壳破裂处逸出的裂变产物。因此，为

5、了把一回路所有部件的腐蚀限制在最低程度，避免杂质沉积在燃料元件表面而导致包壳因传热恶化而破裂，以及限制一回路水中腐蚀产物成为辐射源，就需要通过化学控制，维持一回路水的化学性质在规定的限值内。化学控制原理见图（3）1.通过注入化学试剂，控制一回路水质而限制腐蚀，例如，在压水堆启动时，可在一回路冷却剂中注入联氨，以减少水中溶解氧的浓度。N2H4+O22H2O+N2在正常运行时，在冷却剂中添加控制剂氢氧化锂，以提高一回路冷却剂的PH值。2.使一回路冷却剂水流过净化系统进行净化，包括，经过过滤以除去冷却剂水中的悬浮状

6、颗粒物，以及通过离子交换树脂以除去离子杂质。离子交换器中的树脂不能承受超过60℃的温度，所以下泄水必须先从292℃以上的温度降至45℃左右。另外由于与化学和容积控制系统相关联的其它系统都处于比较低的压力状态，所以必须将下泄流的压力从155bar降至2－5bar。为避免水汽化，降压必须在冷却后进行，共两次降温降压过程，如图（4）所示，每个冷却阶段之后进行一次降压，在运行过程中也应注意在任何时候工作点都应落在饱和曲线上方，即液态区。具体采用方式是（参见流程图），第一级为了回收部分热量使用再生式热交换器，在冷却下泄

7、流时同时对上充回路净化后的水进行加热，然后下泄流经过下泄孔板降压；第二级再利用非再生式热交换器将下泄流冷却到45℃，非再生式热交换器的冷却水为设备冷却水系统（RRI）的水，此时下泄流再经过正常下泄调节阀第二次降压。82图（3）化学控制原理过滤混合床离子交换器阳床离子交换器上充注入化学试剂注入H2调硼两个并联混合床离子交换器下泄冷却和降压82P(bar)20015010050050100150200250300T（℃）图（4）RCV系统冷却和降压禁止区饱和曲线再生热交换器下泄孔板控制阀下泄热交换器下泄背压化学控

8、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