核动力设置一回路系统设计说明书

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1、船舶核动力装置一回路设计说明书姓名：谷国平班级：学号：指导教师：彭敏俊一、概况本次设计产品为压水堆核动力装置的一回路系统，采取了目前最为成熟、完善的技术，符合安全性、经济性和非能动的要求，遵循了纵深防御的原则，进行分散式布置。根据功能的不同，可将一回路系统分为反应堆冷却剂系统和一回路辅助系统，对一回路辅助系统可进一步细分为压力安全系统、水质控制系统、补水系统、余热排出系统、安全注射系统和堆舱喷淋系统。1.1正常运行时，一回路装置所担负的任务1)反应堆启动和运行时，按预定的方式向一回路中供给冷却剂，以保证回路中所需要的冷却剂数量及压力；2)使回路中冷却剂

2、循环流动，带出反应堆堆芯的热量，并传给二回路介质，即把堆芯中核燃料裂变能所转变的热量传导并输送给二回路介质；3)防止一回路装置产生不允许的超压，保证反应堆及一回路系统的安全；4)净化一回路冷却剂中附带的杂质，控制水质，保证冷却剂品质符合要求；5)监测一回路冷却剂的质量和成分；6)搜集各系统排出的放射性废物，并加以处置，保证船上人员及环境的安全。1.2事故工况下，一回路装置必须完成下列任务1)排除停堆后堆芯剩余释热；2)在反应堆堆芯受到熔化威胁前，强行向堆芯注水；3)为执行以上任务，并保证反应堆安全工作，必须为进行冷却剂循环、体积和压力控制、水质控制、安

3、全控制、放射性管理及辅助冷却和补给水等一系列任务而设专门的系统和设备。1.3堆型优势本设计采用压水堆的形式，压水堆具有以下优势：1.结构紧凑，功率密度高，慢化剂温度效应和燃料多普勒效应使压水堆有自稳自调特性，安全可靠性高；2.以轻水作为冷却剂与慢化剂，化学性质稳定，不与反应堆金属材料反应，如果冷却剂泄露，可以通过海水淡化来补充。3.结构简单，坚固耐用，运行性能良好4.压水堆在初期实践中就显示出良好的稳定性和可靠性，目前经验技术成熟。其它堆型的缺点：1.沸水堆：堆内结构复杂，水汽对中子慢化能力弱，所需要的燃料多，体积大于压水堆，同时放射性进入汽轮机中，加

4、大屏蔽体积。且压力容器下部有较大数量的空洞，由于水泄时的重力作用，对结构强度有不利的影响。2.重水堆：以天然铀为燃料，所以体积比同功率压水堆大10倍，二回路蒸汽运行压力低，效率低。1.液态金属冷却堆：专设加热设备以保证冷却剂为液态，碱性金属高温时化学性质活泼，加速腐蚀。4.高温气冷堆：堆芯体积大，对管道材料耐高温和密封性要求高。1.4设备情况系统设备选用设备反应堆压水堆蒸汽发生器自然循环蒸汽发生器×2稳压器两条回路共用一台稳压器（电加热式）压力安全系统压水堆压力安全系统净化系统低压净化系统化学物添加系统包含在低压净化系统补水系统压水堆补水系统一次屏蔽水

5、系统压水堆一次屏蔽水系统余热排出系统压水堆余热排出系统安全注射系统压水堆安全注射系统堆舱喷淋系统安全喷淋系统布置方式分散式布置二、反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统保证一回路冷却剂进行循环，是一回路的主要系统，简称主系统。反应堆冷却剂系统的功用是在正常运行时将堆芯产生的热量传给蒸汽发生器，使二回路工质变为蒸汽；在反应堆停堆时，可用该系统除去堆芯剩余热量的一部分；在事故时（如失水事故）也可作为应急堆芯冷却的手段之一。此外，反应堆冷却剂系统还为包容在运行温度和压力下的冷却剂提供一个完整的承压边界，以控制放射性物质向系统外扩散。典型的反应堆冷却剂系统的范围为包

6、括驱动机构包壳在内的反应堆压力壳、蒸汽发生器的一回路侧、主冷却剂泵、稳压器及到释放阀和安全阀的管系、联接上述设备的管道及管道附件、支管上的隔离阀及高压管道。简图如下：1．反应堆2.堆芯3、4.蒸汽发生器5.稳压器6.主冷却剂泵7.高压给水加热器8.主给水泵三、压力安全系统压力安全系统的功用如下：在反应堆装置稳态功率运行时，维持主冷却剂系统压力为所要求的运行压力；当汽轮机负荷变化时，冷却剂温度随之变化，主冷却剂系统中冷却剂体积也随之变化，稳压器能充分吸收该体积的变化；在汽轮机负荷变化的过渡过程中温度也随之变化，稳压器可限制系统的压力波动在允许范围之内；反

7、应堆启动时，按主冷却剂系统升温升压的要求，用稳压器将主冷却剂系统的压力从常压提高到工作压力。停堆时，按降温降压要求，使主冷却剂系统压力降下来；用以排除主冷却剂系统中的某些有害气体（裂变气体）。图为压力安全系统的流程。主要设备为稳压器，它是一个高压容器。稳压器内部的冷却剂为液相与蒸汽相共存状态。在液相内，装有电加热器，在蒸汽相中装有向蒸汽相喷射冷却剂的喷头。另外还有安全阀和释放阀等附属装置，当稳压器内压力过大时，用这些阀将冷却剂排放到卸压箱中。除此之外，还有压力、液位、电加热器功率等的显示记录装置和电加热器功率、喷雾流量的调节装置。压力安全系统的流程图四

8、、低压净化系统低压净化系统如图所示。特点是净化系统与容积控制系统及化学物添加系统合为一个共同系