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：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，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。
2. 化学控制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，而冷却上充泵图（2） 容积控制原理）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 + O2 2H2O + 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。
两个并联混合床离子交换器下泄压图（3）化学控制原理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。
P20015010050图（4） RCV 系统冷却和降压表（1）化学和容积控制系统的调硼操作五、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13.6Kg/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 O C）。
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）加硼旁补水旁路直接硼化表（2）热交换器的运行参数2)除盐床：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10B(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。
表(3) 除盐床运行参数3)容控箱：RCV002BA；作为一回路缓冲水箱，其在负荷瞬变时，可接收稳压器不能容纳的那部分冷却剂波动容积，当下泄流过多时可向硼回收系统TEP排放，不足时可由硼和水补给系统REA补充。
停堆期间，还用于冷却剂脱气，在打开主回路前，先用氮气吹扫，以清除溶解于一回路水中的气体；积聚在容控箱中的气体裂变产物均定期地向核岛废气和疏排水系统RPE排放；并作为上充泵的高位水箱能为上充泵提供足够的NPSH；也是冷却剂加氢除氧途径。
正常运行温度40 O C，压力0.22MPa.a，箱体容积8.9m3。
4）充泵：RCV001PO，002PO，003PO，见流程简图(5)。
功能：正常运行时保证上充和轴封流量，发生LOCA事故时进行高压安注。
上充泵的上充流量：最大上充流+正常密封水注入流+最小流量管线流量。
三台并联的上充泵是离心式多级卧式泵，把容控箱来的水升压到177bar，使经过净化的下泄流重新返回一回路系统。
每台上充泵装有一台齿轮增速器驱动油泵（007PO，008PO，009PO分别对应001PO，002PO，003PO）和一台电动辅助油泵（004PO，005PO，006PO分别对应001PO，002PO，003PO）。
正常运行时，用齿轮油泵润滑，在启动时用电动油泵提供顶轴油压。
用上充泵作高压安注泵使用时，要求上充泵立即启动。
设计上允许在这种情况下即使电动油泵不能用和齿轮油泵未给出有效油流量之前启动上充泵。
表(4)除却正常下泄，一回路系统还有另一条下泄通道——过剩下泄通道。
当正常下泄通道不能运行时，即投入过剩下泄，使从主泵轴封注入的水得以疏出，维持主系统的总水量不变。
过剩下泄通道从冷却剂系统RCP的一环路过渡段引出一股下泄流，经过剩下泄热交换器RCV021RF冷却后和轴封回流汇合，一同返回上充泵入口。
参见RCV系统简图(5)。
轴封水回路经两台并联运行的过滤器RCV003FI，RCV004FI中的一台，除去尺寸大于5 m的固体杂物后进入主泵一号轴封。
轴封水一部分顺泵轴朝下冷却主泵轴承后进入一回路；另一部分则朝上经过1号轴封配合面流出主泵作为轴封回流。
轴封回流由由轴封回流过滤器RCV005FI除去固体颗粒后进入轴封回流热交换器RCV003RF，冷却后返回上充泵入口。
4)过剩下泄热交换器：RCV021RF；设计流量等于额定密封水注入流量通过冷却剂热屏进入反应堆冷却剂系统的那部分流量（500Kg/h，出口温度550C）。
过剩下泄管路仅在RCV下泄管线与轴封注入管线一起运行时，发生故障或断裂的情况下使用。
5）轴封回流热交换器：RCV003RF；被冷却流体是冷却泵 1号密封引漏水和021RF来的过剩下泄流及上充泵最小流量。
