大亚湾核电站二回路系统和设备

一回路复习题绪论概述1.简述压水堆核电站的基本组成。

答：以压水堆为热源的核电站。

主要由核岛（NI），常规岛（CI），电站配套设施（BOP）三大部分组成。

（1）核岛：蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯等四大部件。

在核岛中的系统设备主要有压水堆本体，一回路系统，以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。

（2）常规岛：主要包括汽轮发电机组、变压器、冷凝器、加热器、主给水泵及二回路系统等，其形式与常规火电厂类似。

（3）电站配套设施：除核岛和常规岛以外的配套建筑物、构筑物及其设施的统称。

2.压水堆核电站如何将核能转化为电能？答：压水堆核电站将核能转变为电能的过程分为四步，在四个主要设备中实现的。

（1）反应堆：将核能转变为热能（高温高压水作慢化剂和冷却剂）；（2）蒸汽发生器：将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的给水，使其变为饱和蒸汽，在此只进行热量交换，不进行能量的转变；（3）汽轮机：将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能。

（4）发电机：将汽轮机传来的机械能转变为电能。

3.核岛厂房主要有哪些？分别布置哪些系统？答：核岛厂房主要有反应堆厂房（RX1、RX2），燃料厂房（KX），核辅助厂房（NX），电气厂房（LX）。

分别布置的系统有：（1）反应堆厂房又称安全壳，其内主要有反应堆和其他一回路主要设备以及部分专设安全系统和核辅助系统设备。

（2）燃料厂房是一个平顶方形混凝土结构，其内主要有乏燃料水池，用以贮放堆芯中卸出的乏燃料。

（3）核辅助厂房为两机组共用。

厂房呈矩形，主要布置核辅助系统（如化学容积控制系统、硼和水补给系统等）、废物处理系统及部分专设安全系统设备。

（4）电气厂房布置有主控室和各种仪表控制系统及供配电设备。

4.常规岛主要有哪些厂房？分别布置哪些系统？答：常规岛厂房主要由汽机厂房和辅助间（1MX 2MX）及联合泵站（1PX 2PX）所组成。

汽机厂房布置有二回路及其辅助系统的主要设备，如汽轮机、发电机、冷凝器、除氧器、给水泵等。

注：本资料主要针对《核电厂系统及设备》臧希年编著第2版清华大学出版社2011年7月；笔者根据所学知识及综合一些其它资料汇编而成，分为课后习题解答与复习提纲两部分；本资料仅供读者作些参考，由于笔者知识有限，有些知识难免存在一些偏差，请批评指正。

2014年2月16日星期日第一部分：课后习题参考答案（2、3、4、5、7、8）第二章压水堆核电厂1.从电能生产的观点看，压水堆核电厂有哪些部分？各自有什么作用？答：从电能生产的角度看，压水堆核电厂分为核岛与常规岛，核岛利用核能生产蒸汽，常规岛利用蒸汽生产电能。

2.从热力循环的观点看，压水堆核电厂由几个回路组成？各自的作用是什么？答：压水堆核电厂主要由反应堆冷却剂系统（简称一回路），蒸汽和动力转换系统（又称二回路），循环水系统组成。

一回路生产蒸汽，二回路与三回路将蒸汽的热能转换为推动核汽轮机组转动的机械能。

3.核电厂的厂址须满足什么要求？答：应考虑三个方面①核电厂的本身特性。

核反应堆是一个强大的放射源，核电厂的热功率决定了反应堆内的放射性的总储量，在相同的运行条件下，堆内放射的总量与功率成正比。

②厂址的自然条件与技术要求。

应尽可能地避免或减少自然灾害（如地震，洪水，及灾难性气象条件）造成的后果，并应利于排出的放射性物质在环境中稀释③辐射安全要求。

⑴辐射安全应符合国家环境保护，辐射防护等法规和标准的要求⑵将核电厂设置在非居民区⑶考虑厂址周围的人口密度和分布。

4.核电厂主要有哪些厂房？核电厂主要有反应堆厂房（即安全壳），燃料厂房，核辅助厂房，汽轮机厂房和控制厂房。

5.解释名词：多道屏障，纵深防御，单一故障准则多道屏障：在所有情况下保证绝对控制过量放射性物质对外释放，核电厂设置了三道屏障，只有这三道屏障全部被破坏才会释放大量的放射性物质。

纵深防御：将安全有关的所有事项置于多重防御之下，在一道屏障失效后还有另一道屏障来弥补。

单一故障准则：当系统中某一部件不能执行其预定功能安全功能时，并不影响整个系统功能的执行。

核电厂系统与设备2015/11/1111第五章二回路凝结水系统及给水系统2015年秋季核电厂系统与设备2015/11/1125.1 凝结水抽取系统第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.1 系统功能可概括为：凝结、除气、抽真空、收集、输送等功能，即：——作为热力循环的冷源，将汽轮机排汽冷凝成凝结水，并进行除氧，经4级低压加热器送到除氧器；——与汽轮机抽汽系统一起为汽轮机建立和维持一定的真空；——向蒸汽旁路系统、汽轮机排汽口喷淋系统等提供冷却水及向一些泵提供轴封水；——接收各处来的疏水并维持系统的凝结水量。

系统主要由凝汽器、凝结水泵、给水管线（去低压加热器）、疏水接收罐等组成。

核电厂系统与设备2015/11/1131、凝汽器工作原理简图第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.2 凝结水抽取系统描述核电厂系统与设备2015/11/114第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.2 凝结水抽取系统描述1、凝汽器工作原理凝汽器（又称冷凝器）实际上是一种表面式热交换器，循环冷却水（海水）在管束内流过，使在管束外流动的蒸汽冷凝，在热力循环中它起着冷源的作用。

在凝汽器蒸汽凝结空间为汽水两相共存，其压力是蒸汽凝结温度下的饱和压力。

一般情况下，蒸汽凝结温度接近环境温度，如40℃的蒸汽凝结温度所对应的饱和压力为0.0075MPa ，远低于大气压力。

因此，形成了高度真空。

同时凝汽器抽真空系统及时抽出凝汽器内不凝结气体，维持凝汽器内的压力恒定不变。

核电厂系统与设备2015/11/115第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.2 凝结水抽取系统描述2、凝汽器大亚湾核电站每台机组设置了三台单独的凝汽器，分别安装在三个低压缸的下部。

每台凝汽器由壳体、膨胀连接件、管板、管束、水室、热阱等部分组成。

表面式凝汽器：由于饱和蒸汽轮机的排气量要比同容量的常规汽轮机大得多，因此，核电厂的凝汽器也比较大。

绪论1.核能发电具有哪些优点？特点1：核能具有很高的能量密度特点2：核电是清洁的能源特点3：核能是极为丰富的能源特点4：核电在经济性具有竞争力特点5：核电的安全性具有保障2.简述压水堆核电站的基本组成？核岛——反应堆冷却剂系统、一回路辅助系统、辅助冷却水系统、专设安全设施、排出物的处理与排放核辅助系统：化学和容积控制系统、硼和水补给系统、余热排出系统、反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统、设备冷却水系统常规岛——蒸汽系统、给水加热系统、汽轮机辅助系统、常规岛冷却水系统、除盐水分配系统电气系统——发电机及其辅助系统、输配电及其保护系统、厂用电系统3.压水堆核电站如何将核能转化成电能？1、反应堆：将核能转变为热能（高温高压水作慢化剂和冷却剂）；2、蒸汽发生器：将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的给水，使其变为饱和蒸汽，在此只进行热量交换，不进行能量的转变；3、汽轮机：将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能。

4、发电机：将汽轮机传来的机械能转变为电能。

4.核岛厂房主要有哪些？分别布置哪些系统？1.反应堆厂房反应堆厂房又称安全壳，主要布置一回路系统设备（反应堆、主泵、蒸汽发生器、稳压器等）以及部分专设安全系统和核辅助系统2.燃料厂房主要有乏燃料水池，用以贮存堆芯中卸出的乏燃料。

厂房背面紧邻换料水箱，贮存反应堆换料所需的含硼水3．核辅助厂房主要布置主控制室和各种仪表控制系统及其供配电设备，另外蒸汽发生器的蒸汽管道和给水管道也穿过该厂房此外，核岛还有柴油发电机厂房、连接厂房、、副主给水贮存箱5.常规岛主要有哪些厂房？分别布置哪些系统？核岛厂房主要有汽轮厂房和辅助间以及联合泵站所组成。

汽轮厂房布置有二回路及其辅助系统飞主要设备，如汽轮机、发电机、冷凝器、除氧器、给水泵等联合泵站位于循环冷却水的进口处，其内主要设置循环水泵和旋转滤网，为汽轮机的冷凝器提供冷却水源6.厂房及其房间的识别符号如何定义？厂房识别：N—L—L，机组识别—厂房识别—区域识别D：柴油机厂房K：发燃料厂房L：电器厂房M：汽轮机厂房N：辅助厂房R：反应堆厂房W：连接厂房X：未分区房间识别：N--N—N，楼层—房间号，其中楼层要减17.设别的识别符号如何定义？设备识别：N—L—L—L机组识别—系统识别—N—N—N—L—L设别编号—设别类型系统识别：ABP：低压给水加热器系统CEX：凝结水抽取系统EAS：安全壳喷淋系统GCT：汽机旁路系统KSC：主控制室系统PMC：核燃料装卸贮存RCV：反应堆冷却剂系统VVP：主蒸汽系统XCA：辅助蒸汽系统8.工程图纸的识别符号如何定义？（不考试）第一章9.简述反应堆冷却机系统RCP的功能和组成？RCP系统功能：1.热量传输——堆芯热量传递至蒸汽发生器二回路侧2.反应性控制——调整冷却剂中硼酸浓度，控制反应性3.压力控制——稳压器的喷淋和电加热，控制系统压力4.放射性屏蔽——承压边界，第二道安全屏障（第一道是燃料元件包壳，第三道是安全壳）RCP系统的组成：反应堆压力容器及其顶盖，控制棒驱动机构的压力外壳，住冷却剂管道（热管段、过渡段、冷管段），蒸汽发生器一回路侧，反应堆冷却机泵（简称主泵），稳压器及其连接管道（波动管、喷淋管），与辅助系统相连接的管道和阀门10.简述大亚湾核电站燃料组件的组成特点？1.大亚湾核电站采用AFA-3G型燃料组件2.有骨架和燃料棒组成，呈17*17正方形栅格排列，总共289个栅格，其中264个装有燃料棒3.骨架由8个定位格架，3个中间搅浑架，24根控制棒导向管，1根中子能聊测量管和上下管座焊接（确保组件的刚性，承受整个组件的重量和控制棒快速下插的冲击力，并准确引导控制棒的升降）4.燃料棒是压水堆产生核裂变并释放热量的基本元件5.AFA_3G型燃料组件的包壳为M5合金，中子吸收面积小，在高温下有较高的机械强度和耐水腐蚀性能，裂变反应产生的氚很难穿过锆合金扩散（接卸强度燃料包壳的作用是防止核燃料与冷却剂接触，防止裂变产物逸出，以免造成放射性污染）11.控制棒组件的作用是什么？黑棒帮组和灰棒帮组的区别？作用：1.是反应堆控制部件，由吸收中子能力很强的材料制成，可以控制核裂变的速率。

核电厂系统及设备思考题1.一回路系统的作用如何？为什么一回路要设计成若干并联支路？2.现代压水堆核电厂一回路的主要参数如何（压力、冷却剂的出口温度，堆芯冷却剂温升，堆芯出口冷却剂过冷度，一回路压力）？3.大亚湾核电厂蒸汽发生器二次侧工质在蒸发器内循环的驱动力是什么？4.什么是循环倍率？循环倍率大小对传热、传热管腐蚀、汽水分离效果有何影响？5.核电厂主要厂房及其包容的重要设备。

6.简述电加热式稳压器的工作原理。

7.稳压器的程序水位确定时要考虑哪些因素？8.在稳压器满水时如何调节一回路系统压力？9.什么是比转数？比转数数值与泵特性的关系。

10.反应堆冷却剂泵设计上是如何解决冷却剂沿泵轴的泄漏问题的？11.核电厂的主泵的比转数范围大约是多少？其特性曲线有何特点？对于一回路水力设计有何影响？12.什么是泵的工作点？选择工作点时应注意什么？13.为什么循环水设计系统中采用虹吸原理可以降低费用？14.什么是泵的特性曲线？解释不同类型叶轮泵的特性曲线变化规律与泵启动时相关操作的关系。

15.核电厂正常停堆后堆芯余热排到环境的排热途径（顺次列出经由的系统）。

16.一回路设备布臵上堆芯与蒸发器的相对位臵有那些考虑？17.什么叫脆性转变温度？辐照对压力容器材料的脆性转变温度有何影响？为了保证反应堆压力容器的安全运行，在设计和运行规程上都采取了哪些措施？18.化容系统的作用是什么？19.画出化容系统正常下泄和上充系统图，注明主要设备名称，说明它们的作用。

20.容积控制箱的作用是什么？为什么容控箱的气空间要保持一定的氢分压？21.上充泵的作用如何？它有哪些运行方式？各运行方式下从何处汲水，升压后排往何处？22.化容系统在净化段有哪些除离子床？这些除离子床作用如何？其运行方式如何？23.降低一回路硼浓度有哪些措施？各在什么情况下使用？24.一回路冷却剂中为什么要添加硼酸，氢氧化锂？25.在一回路加热升温过程中为什么加联氨？什么温度范围适宜？26.为什么要设臵余热排出系统？单靠蒸汽发生器能否将反应堆冷却至冷停堆（压力<3MPa，冷却剂平均温度≤93oC）？27.余热排出系统的运行参数范围（对大亚湾核电厂）如何？冷却速率限值一般为多少？西屋公司核电厂与大亚湾核电厂在余热去除系统设计上有何不同？功率运行时它分布处于什么状态？28.设备冷却水系统的作用如何？它由哪些设备组成？波动水箱的作用如何？设冷水系统的压力为什么低于它冷却的系统的压力？其用户有哪些（要求能指出5个需要设备冷却水的设备，其中至少一个来自专设安全设施系统）？29.重要厂用水系统的作用如何？重要厂用水泵从何处汲水，水吸热后经何设施排往何处？为什么要向水中加氯气？30.反应堆换料水池和乏燃料水池处理和冷却系统的作用是什么？其净化及冷却由哪些回路或系统实现？31.压水堆核电厂一回路与二回路哪一个流量大？为什么？32.为什么蒸汽动力装臵的热力循环不能采用卡诺循环？理想的朗肯循环由哪些过程组成？在压水堆核电厂，上述各过程在何设备实现？33.为什么采用回热可以提高热效率？它还有何好处？回热过程动力系数实质是什么？34.核汽轮机采用再热的主要目的是什么？经汽水分离再热器进入低压缸的蒸汽是饱和汽还是过热汽？35.汽轮机的基本工作单元是什么？其组成如何？36.核汽轮机组主要特点有哪些？37.试述热力除氧器的工作原理。

第七章压水堆核电站的二回路系统及设备第七章压水堆核电站的二回路系统及设备7.1 主蒸汽系统主蒸汽系统将蒸汽发生器产生的新蒸汽输送到主汽轮机和其他用汽设备及系统。

与主蒸汽系统直接相关的设备是：主汽轮机高压缸、汽轮机轴封系统(CET)、汽水分离再热器(MSR)、蒸汽旁路排放系统(GCT)、主给水泵汽轮机(APP)、辅助给水泵汽轮机(ASG)、除氧器(ADG)和蒸汽转换器(STR)。

三台蒸汽发生器顶部引出的三根外径为Φ812.8mm主蒸汽管，分别穿过反应堆厂房(安全壳)；进入主蒸汽隔离阀管廊，并以贯穿件作为主蒸汽管在安全壳上的锚固点。

穿过主蒸汽隔离阀管廊后进入汽轮机厂房，然后合并为一根外径为Φ936mm的公共蒸汽母管，再将蒸汽引向各用汽设备和系统。

如图7.1所示。

在主蒸汽隔离阀管廊中的每根主蒸汽管道上装有一个主蒸汽隔离阀，其下游安装了一个横向阻尼器。

主蒸汽隔离阀上游的管道上装有7只安全阀，一个大气排放系统接头和一个向辅助给水泵汽轮机供汽的接头。

大气排放系统接头和辅助给水泵汽轮机供汽接头之所以要接在主隔离阀的上游，是考虑到当二回路故障蒸汽隔离阀关闭时大气排放系统和辅助给水系统还能工作。

在主蒸汽隔离阀两侧还接有一条旁路管，其上装有一个气动隔离阀，在机组启动时平衡主蒸汽隔离阀两侧的蒸汽压力，并在主蒸汽管暖管时提供蒸汽。

在汽轮机厂房内，从蒸汽母管上引出四根Φ631mm的管道与主汽轮机的四个主汽门相连，向汽轮机高压缸供汽。

此外，从蒸汽母管两头还引出二条通往凝汽器两侧的蒸汽旁路排放总管。

管上各引出6条通往凝汽器的蒸汽排放管，去主给水泵汽轮机、除氧器、蒸汽转换器、汽水分离再热器和轴封的供汽管。

两条蒸汽排放总管由一根平衡管线连接在一起。

(1)主蒸汽隔离阀主蒸汽隔离阀为对称楔形双闸板闸阀。

正常运行时全开，但在收到主蒸汽管线隔离信号后能在5秒内关闭。

隔离阀的执行机构是一个与氮气罐相连的液压缸。

氮气进入液压缸活塞的上部，其名义bar a。