下载文档原格式
第一章概述1.1核电概况1.1.1 核电特点能源是一个国家发展工业农业国防和科学技术的重要物质基础。
随着社会生产的不断发展，人类使用的能源不但在数量上越来越大，在品种及构成上也有了很大的变化。
截止1996.9.16，全世界煤电占总电力生产的39%，油电占11%，水电占19%，核电占17%。
由于化石燃料储藏有限，又是化学工业与纺织工业的宝贵原料，化石燃料不能保证人类不断增长的能源需求。
因此，开发新能源是人类生存与发展的需要，也是社会经济发展的需要。
核能是现阶段已经在工业上得到了大规模的应用的新能源。
而由于技术成本等的限制，在相当长的一段时间内，其它新能源还难以形成一定的工业规模。
世界核能资源丰富，铀和钍是可以通过裂变释放核能的天然物质，广泛分布在地球上是可以通过聚变释放核能的天然物质，在海水中有着巨大的储量。
如按1Kg 铀-235完全燃烧相当于2700吨标准煤计算，已探明的具有开采价值的铀和钍矿资源，相当于地壳中有机燃料的20倍；而1升海水中的氘聚变放出的能量则相当于300升汽油燃烧放出的能量。
核能的应用技术比较成熟，核能发电已经在工业上得到了大规模的应用。
核电具有很大的环境优势。
与火电厂相比，核能发电不消耗氧气，也不排放SO2、NO X、CO2和重金属。
与水电站相比，核电站不必拦河造坝修建水库，迁移居民，对生态平衡的不利影响很小。
核能作为一种清洁、安全、经济的新型能源其逐渐取代现有化石能源的趋向已越来越明显。
据国际原子能机构的资料表明，截止1999年底，全球正在运行的核电站机组共有436座，目前正在建造的核电机组有38座，其中7座在亚洲。
1999年全球核发电量为2394.6TWh 时。
核发电量占总发电量比例最高的10个国家为：法国：75%，立陶宛:73.1%，比利时：57.7%，保加利亚：47.1%，斯洛伐克：47%，瑞典：46.8%，乌克兰：43.8%，韩国：42.8%，匈牙利：38.3%，亚美尼亚：36.4%。
安全阀整定压力：阀门 开启 关闭 RCP017VP 隔离阀 RCP018VP 隔离阀 RCP019VP 隔离阀 RCP020VP 保护阀 RCP021VP 保护阀 RCP022VP 保护阀 14.6 14.6 14.6 16.6 17.0 17.213.9 Mpa(abs) 13.9 Mpa(abs) 13.9 Mpa(abs) 16.0 Mpa(abs) 16.4 Mpa(abs) 16.6 Mpa(abs)（1）安全阀的结构稳压器安全阀是先导式阀门。
每一台安全阀由两个主要部分组成：阀门的先导部分和主阀部分。
如图1-30和1-31所示。
图 1-31 先导式安全阀运行原理主阀部分是一个液压启动阀，提供卸压功能。
它包括：1）一个装有喷嘴的下阀体，主阀瓣就座在喷嘴上。
2）一个装有活塞的上阀体，活塞使阀瓣压到喷嘴上，而且活塞的表面积比阀瓣的表面积大。
阀门的先导部分起压力传感和控制的作用。
它由受稳压器压力作用的活塞构成。
活塞自身又启动一根由一个调节弹簧定位的传动杆，而传动杆借助于一个凸轮启动两个先导阀盘R1和 R2。
阀门的先导部分与主阀部分及稳压器实体隔离。
它由脉冲及先导管线与稳压器和主阀连接，在稳压器与先导阀之间装有一个冷凝罐，保护先导阀不受高温蒸汽的影响。
在先导阀的底部装有一个电磁线圈，它直接作用在传动杆和凸轮上，而凸轮用于操纵两个脉冲阀。
这个电磁线圈提供一种使先导阀头直接卸压的方法，以便远距离手动强制开启阀门。
（2）安全阀运行原理当稳压器压力低于先导阀的整定压力时，先导阀的传动杆在上面位置，先导盘R1开启，使主阀活塞上部与稳压器接通，由于主阀活塞的表面积比阀瓣的大，因此安全阀关闭。
当稳压器压力升高时，它作用在先导活塞上，并且使先导传动杆向下，先导盘R1使主阀活塞与稳压器隔离，此时安全阀仍保持关闭。
当稳压器压力达到先导阀的整定压力时，先导传动杆进一步向下，先导盘R2开启，主阀活塞上部容纳的流体排出，作用在主阀阀瓣上的稳压器压力使安全阀开启。
第3章反应堆冷却剂系统（RCP）3.1 系统描述3.1.1 系统功能1．主要功能反应堆冷却剂系统（RCP）即核电站一回路的主回路，其主要功能是使冷却剂循环流动，将堆芯中核裂变产生的热量通过蒸汽发生器传输给二回路，同时冷却堆芯，防止燃料元件烧毁或毁坏。
2．辅助功能(1)中子慢化剂：反应堆冷却剂为轻水，它具有比较好的中子慢化能力，使裂变产生的快中子减速成为热中子，以维持链式裂变反应。
另外，它也起到反射层的作用，使泄漏出堆芯的部分中子反射回来。
(2)反应性控制：反应堆冷却剂中溶有的硼酸可吸收中子，因此通过调整硼溶度可控制反应性（主要用于补偿氙效应和燃耗）。
(3)压力控制：RCP系统中的稳压器用于控制冷却剂压力，以防止堆芯中发生不利于燃料元件传热的偏离泡核沸腾现象。
(4)放射性屏障：RCP系统压力边界作为裂变产物放射性的第二道屏障，在燃料元件包壳破损泄漏时，可防止放射性物质外逸。
3.1.2 系统说明1．系统流程如图3.1所示，RCP系统由反应堆和三条并联的闭合环路组成，这些环路以反应堆压力容器为中心作辐射状布置，每条环路都由一台主冷却剂泵（简称主泵）、一台蒸汽发生器和相应的管道和仪表组成。
另外，1号环路热管段上连接有一个稳压器，用于RCP系统的压力调节和压力保护。
每个环路中，位于反应堆压力容器出口和蒸汽发生器入口之间的管道称为热段，主泵和压力容器入口间的管道称为冷段，蒸汽发生器与主泵间的管道称为过渡段。
图3.1 RCP系统的组成在反应堆中采用除盐含硼水作为冷却剂，它使核燃料元件冷却并将核燃料释放出的热能传导出去。
为了使一回路水在任何部位、任何时候都处于液态，要保持其压力高于饱和压力。
高压的冷却剂在堆芯吸收了核燃料裂变放出的热能，从反应堆压力容器出口管流出，经主管道热管段进入蒸汽发生器的倒U形管，将热量传给在U形管外流动的二回路系统的给水，使之变为蒸汽。
冷却剂由蒸汽发生器出来经过渡管段进入主泵，经主泵升压后流经冷管段，又回到反应堆压力容器。
培训教材压水堆核电站反应堆控制系统编写：校对：审核：中国核动力研究设计院前言目前压水型反应堆已成功运用于商用核电站和军用核动力装置。
压水型反应堆控制系统由反应堆冷却剂平均温度控制系统、稳压器压力控制系统、稳压器水位控制系统、蒸汽发生器水位控制系统和蒸汽排放控制系统组成。
本文是在总结秦山二期反应堆控制系统设计经验的基础上编写而成，主要内容包括反应堆控制系统的功能及其组成、各控制系统的功能、控制通道说明及其相关的报警和逻辑动作等内容。
由于编者时间仓促，书中难免有不妥之处，欢迎提出宝贵意见，谢谢。
目录第一章概述 (5)第二章反应堆冷却剂平均温度控制系统 (6)2.1反应堆冷却剂平均温度控制的功能 (6)2.2用于反应堆冷却剂平均温度控制的测量值 (6)2.2.1 反应堆冷却剂温度测量 (7)2.2.2 中子通量测量 (7)2.2.3 汽机负荷测量 (7)2.2.4 反应堆功率定值 (8)2.3控制系统说明 (8)2.3.1 控制系统结构 (8)2.3.2 稳态运行程序 (10)2.4棒控系统逻辑动作 (11)2.4.1 C1、C2、C3、C4、C11、C20、C21和C22联锁信号 (11)2.4.2 核蒸汽供给系统要求的汽机降负荷 (12)2.4.3 允许信号P4、P7、P8、P10、P12、P13和P16 (12)2.4.4 控制棒棒位监督及其他 (14)第三章稳压器压力控制系统 (15)3.1稳压器压力控制系统的功能 (15)3.2稳压器压力的测量 (15)3.3用于稳压器压力控制的执行机构 (15)3.3.1 电加热器 (16)3.3.2 喷雾系统 (16)3.3.3 稳压器安全阀组件 (18)3.4控制通道的说明 (18)3.4.1 压力定值 (18)3.4.2 调节器结构 (18)3.4.3 第3组和第4组电加热器的控制 (19)3.4.4 第1组、第2组、第5组和第6组各组电加热器的控制 (19)3.4.5 喷雾阀极化控制 (19)3.4.6 喷雾阀RCP001和002VP的控制 (20)3.5报警和逻辑动作 (20)3.5.1 调节器驱动的报警 (21)3.5.2 其它逻辑动作 (21)第四章稳压器水位控制系统 (22)4.1稳压器水位控制系统的功能 (22)4.2用于稳压器水位控制的测量 (23)4.2.1 水位 (23)4.2.2 反应堆冷却剂温度 (23)4.2.3 上充和下泄流量 (23)4.2.4 调节稳压器水位的执行机构 (23)4.3稳压器水位控制的说明 (23)4.3.1 控制系统的结构 (23)4.3.2 水位整定值 (25)4.3.3 限值 (25)4.4逻辑动作和报警 (25)4.4.1 逻辑动作 (25)4.4.2 报警 (26)第五章蒸汽发生器水位控制系统 (27)5.1蒸汽发生器水位控制的功能 (27)5.2一般原理 (27)5.3用于蒸汽发生器水位控制的测量 (27)5.3.1 水位 (27)5.3.2 蒸汽流量 (28)5.3.3 给水流量 (28)5.3.4 汽机负荷 (28)5.3.5 蒸汽总量 (28)5.3.6 给水温度 (29)5.4调节阀 (29)5.5控制通道简述 (29)5.5.1 概述 (29)5.5.2 水位调节器 (30)5.5.3 高负荷下的给水流量控制 (30)5.5.4 低负荷下的给水流量控制 (31)5.5.5 “跟踪”系统 (32)5.6与反应堆紧急停堆有关的逻辑 (33)5.7与蒸汽发生器水位控制有关的逻辑动作 (34)5.7.1 程序水位和测量水位的偏差 (34)5.7.2 SG水位高高 (34)5.7.3 SG水位低 (34)5.7.4 SG水位低低 (34)5.7.5 ATWT(预计瞬态不停堆)信号 (35)第六章蒸汽排放控制系统 (36)6.1蒸汽排放系统功能 (36)6.1.1蒸汽向冷凝器排放: (36)6.1.2蒸汽向大气排放系统(GCT-A) (37)6.2测量参数 (37)6.2.1反应堆冷却剂平均温度 (37)6.2.2 蒸汽母管压力 (37)6.2.3 蒸汽发生器压力 (37)6.2.4 汽机入口压力 (37)6.3执行机构 (38)6.3.1蒸汽冷凝器排放阀 (38)6.3.2 大气释放阀 (39)6.4控制通道的说明 (39)6.4.1蒸汽向冷凝器排放 (39)6.4.2 蒸汽向大气排放的压力控制 (42)6.5与蒸汽向冷凝器排放有关的逻辑回路 (42)6.5.1 与蒸汽向冷凝器排放相关逻辑的功能 (42)6.5.2 C9联锁 (42)6.5.3 P12允许信号 (43)6.5.4 C7联锁 (43)6.5.5 P4联锁 (43)6.5.6 “电网故障”处理 (43)6.5.7 ATWT(不停堆的预期瞬态)联锁 (44)6.5.8 温度控制模式下的阀门开启 (44)6.5.9 压力控制模式下的阀门开启 (44)第一章概述一．反应堆控制系统的功能反应堆控制系统的主要功能如下：1．在稳态运行时，维持主要运行参数尽可能接近核电厂设计所要求达到的最优值，使核电厂的输出功率维持在所要求的范围内。
反应堆水池和乏燃料水池冷却和处理系统（PTR）5.1.1 系统的功能PTR系统对反应堆水池和乏燃料水池进行冷却、净化、充水和排水。
1．冷却功能(1) 系统冷却乏燃料水池中的燃料元件，导出其剩余释热；(2) 机组在换料或停堆检修，RRA系统不可用，且一回路已经打开的情况下，PTR系统作为RRA系统的应急备用，冷却堆芯，导出其余热。
2．净化功能(1) 净化去除乏燃料水池中的裂变产物和腐蚀产物，限制乏燃料水池的放射性水平；(2) 过滤清除反应堆水池和乏燃料水池水中的悬浮物，以保持水中良好的能见度。
3．充、排水功能(1) 系统向反应堆水池和乏燃料水池充以硼浓度为2100µg/g的硼水，使水池有足够的水层，为操作人员提供良好的生物防护；(2) 保证乏燃料处于次临界状态；(3) 实施除乏燃料贮存池外其它水池的排水。
4．为安全注入系统和安全壳喷淋系统贮存必要的硼水。
5.1.2 系统的组成系统由反应堆水池、乏燃料水池、换料水箱和它们所连结的冷却、净化、充水和排水回路组成。
系统流程如图5.1所示。
图5.1 反应堆水池和乏燃料水池冷却和处理系统流程简图1．反应堆水池反应堆水池位于反应堆厂房内，池面标高为20m,总水容积为1310m3。
它分为两个部分：(1) 换料腔（或称为堆腔），该水池位于反应堆压力容器的正上方，池底标高为10.862m，容积为520m3；(2) 堆内构件贮存池，该水池与换料腔相连，池底标高为7.5m，容积为790m3。
这两个水池之间用气密封挡板隔开，可单独进行充排水。
机组正常运行时，反应堆水池是不充水的。
只有在换料，反应堆压力容器封头需要打开的情况下，反应堆水池才予充水。
水池满水的水位标高为19.5m。
2．乏燃料水池乏燃料水池位于燃料厂房内，池面标高也是20m，总水容积为1800m3，它分为四个部分:(1) 燃料输送池：水容积为235m3，池底标高为7.5m,池底有一个连接燃料厂房和反应堆厂房堆内构件贮存池的传递通道，乏燃料由换料机从反应堆吊出后，由运输小车将其穿过传递通道，送入燃料输送池。
四、反应堆冷却剂系统主设备。
4.1 蒸汽发生器（岭澳核电站用）4.1.1 主要功能——作为热交换设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水，使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。
4.1.2 作用——在一、二回路之间构成防止放射性外泄的第二道防护屏障。
倒置U形管是反应堆冷却剂压力边界的组成部分。
4.1.3 结构形式——立式、自然循环、倒U形管式。
一次侧流程、二次侧流程。
4.1.4 自然循环——管束套筒将二次侧的水划分为上升通道和下降通道。
下降通道内为低温给水与分离后疏水的饱和水混和物；上升通道内为汽水混合物。
单相与两相之密度差导致套筒两侧产生压差。
驱动下降通道的水不断流向上升通道。
4.1.5 组成——蒸发段与汽水分离段两部分。
a) 下封头——内表面堆焊不锈钢，隔板19mm ，分进出口水室，每个水室有人孔、接管。
b) 管板——厚度555mm、堆焊因科镍600、钻孔8948个孔、先焊后胀，重约40T。
c) 蒸发段——－传热管：4474根U形、因科镍690、外径19.05mm，壁厚1.09mm重约50t。
－管束套筒：下端用支承块支承。
使套筒下端与管板上表面之间留有空隙，供下降通道的水进入管束区。
－支撑隔板：9块，四叶梅花形孔，厚30mm支撑块支撑，支撑块通过管束套筒将载荷传至外壳。
－一级分离器——16只旋叶式汽水分离器。
－二级分离器——六角形带钩波形板分离器。
d) 汽水分离段——－给水环管：焊有倒置J形管，沿筒体周边J管数，分布不均，使80%流向热侧，20％给水流向冷侧。
使两侧蒸发量大致相等。
避免两侧虹吸作用。
－限流器：流量限制器。
当蒸汽管道破裂时限制蒸汽流量。
防止重返临界及减轻安全壳压力。
蒸汽管道破裂－→紧急停堆－→二回路泄压－→给水流量增加－→一回路过冷－→冷却剂密度增加－→慢化快中子能力增加－→产生中子量增加－→重返临界。
图13 蒸汽发生器4.1.6 传热管破损和监测·传热管破损——非计划停堆和损失电厂容量因子主要原因之一。
