AP1000系统设备(核岛、仪控、电气)教学大纲(原)

AP1000仪表与控制系统NIS，IIS（31ＰＰＴ）２０１３年10月目录1.1固体探测器1.2气体探测器1.3堆外中子注量率监测仪表1.4AP1000堆芯测量系统IIS反应堆的功率与单位时间的核裂变率成正比，测定了中子注量率就可以知道反应堆的功率。

常用的中子探中子注量率信号测量的固体探测器主要有自给能探测，测定了测器主要有两大类：固体探测器和气体探测器，用于器。

气体探测器主要有计数管，裂变室和电离室等。

由于探测器本身灵敏度的离散性，中子探测物质（10B ）的燃耗以及系统本身的漂移等因素，堆外核仪表要周期性地利用热功率和堆内中子注量率测量的结果，对堆外功率量程测量通道进行刻度，以保证其所测电流与反应堆功率呈线性关系。

气体探测器的工作原理是利用气体电离。

中子射入到探测器内，通过与探测器内涂层物质的某种核反应产生带电粒子，带电粒子在运动过程中使所充的气体电离产生正负离子，而电离气体电离。

中子带电粒子，带的粒子在外加电场的作用下向两极运动，从而在外电路形成电信号。

该电信号正比于入射中子的强度。

气体探测器的结构如本图所示，不同用途的探测器所充的气体不一样。

探测器的输出值和外加电压有下图所示的关系。

在VG 和VD间输出值变化很小，即外加电压对输出影响很小，我们就利用这个特点测量中子注量率。

图中Vs 称为起始电压，V0­­为实际工作电压，N D 和NG为对应于电压VD和VG的探测器的输出值。

描述探测器坪特性的参数是坪长和坪斜：坪长=VD -VG坪区输出变化的百分数与坪长的比称为坪斜。

计数管输出是脉冲信号，用于源量程中子注量率监测。

BF 3正比计数管是一金属圆管做成的，顺着管的轴向紧悬着一根小直径的集电极（通常用钨），管内充以三氟化硼气体，硼吸收中子后发出粒子使三氟化硼电离，一，在负载电阻上就产生一个电压脉冲，脉冲与中子注量率水平成线性关系。

，用于监测。

正比计数管是一金属圆管做成的，顺着管的轴向着一根小直径的集电极（通常用钨），管内充以三硼气体，硼吸收中子后发出粒子使三氟化硼电离，次电离所产生的电子在计数管内电场作用下加速并向集电极移动，在负载电阻上就产生一个电压脉冲，脉冲频率与中子注量率水平成线性关系。

核动力系统与设备实验指导书AP1000核岛系统的认识及模拟1、目的和要求目的：熟悉第二代核电机型3-loop PWR和第三代核电机型AP1000的核岛系统，并利用其仿真软件PCTRAN-3-loop PWR 、PCTRAN-AP1000进行稳态、瞬态模拟操作，对核动力系统设备知识进行巩固和扩展，为今后从事核电相关工作奠定基础。

要求：1、熟悉3-loop PWR、AP1000核岛系统的主要设备功能、布局及其英文名称（缩写）；2、熟悉PCTRAN3-loop PWR 、PCTRAN-AP1000模拟软件的操作界面；3、依指导书进行典型工况的运行模拟；4、熟悉并理解3-loop PWR 、PCTRAN-AP1000所给出的模拟参数；5、自行打印指导书，并在实验前预习、实验中携带。

2、内容2.1 AP1000系统认识1）AP1000核电厂主要设备通过教师课堂讲解，了解AP1000核电厂主要系统、设备组成，及其相应的功能：1．1）反应堆冷却剂系统（RCS）1．1．1）反应堆压力容器（RPV）压力容器呈围筒形, 底封头呈半球状, 顶部为由法兰固定的可拆式半球形封头。

反应堆压力容器上下长约12.0 m , 堆芯区内径为3.988 m。

AP1000 的反应堆压力容器可承受17.1 MPa 的压力、343 ℃的温度, 在此条件下的设计寿命为60 年。

作为一项安全改进, AP1000 的堆芯顶端的下方不再设有反应堆压力容器贯穿件, 这就消除了因反应堆压力容器发生泄漏导致冷却剂丧失事故的可能性。

1．1．2）蒸汽发生器（SG）采用两台典型的直立式带有一体化汽水分离器的U型管自然循环蒸汽发生器（Δ2125型），蒸发器下封头直接与两台冷却剂泵的壳体相连。

1．1．3）稳压器（PZR）采用了基于成熟技术的传统设计。

容积为5915 m3 , 这种大容积稳压器增加了瞬态运行余量, 减少反应堆非计划停堆次数, 使核电厂能够更加可靠地运行; 同时该设计还消除了对快动作电动卸压阀的需要, 这些阀门是反应堆冷却剂系统发生泄漏和需要维修工作的可能来源。

中国电力投资集团公司高级培训中心编制日期：2009年07月© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI《AP1000系统设备》教学大纲© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPIAny communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI© Nuclear Power Training Section, Advanced Training Center 2009 – CPI DIFFUSION Any communication, reproduction, even partial is strictly forbidden outside of CPI。

第一章AP1000AP1000核电厂概述核电厂概述（内部使用）Chapter 1.0AP1000 Plant Overview注意本材料的内容及图片仅供内部学习使用，未经许可不得部学习使用未经许可不得在公开发表的论文及相关材料中引用、转载。

料中引用转载。

核电厂概述AP1000核电厂概述第一章AP1000AP1000开发的背景与历史AP1000 反应堆的设计特性AP1000核电厂的反应堆冷却剂系统AP1000的非能动安全概念一回路的支持系统BOP特点全数字化仪控,先进控制室小结AP1000AP1000开发的背景与历史开发的背景与历史 提高核能的安全性和提高核能的经济性是一对客观存在的矛盾核电厂系统与设备的设计基准不仅要考虑在核动力厂运行状态(正常运行和预期运行事件)的条件下能可靠的执行其规定的功能而且还必须考虑在事故可靠的执行其规定的功能，而且还必须考虑在事故工况下，即在设计基准事故的条件下仍能可靠地执行其规定的安全功能，以缓解事故，保证核动力厂总的安全要求的实现总的安全要求的实现。

现有核电厂各类系统和设备中，约2/3是工程安全设施它们在电厂正常运行时并下工作仅处于备用施，它们在电厂正常运行时并下工作，仅处于备用状态。

当事故出现时，它起到事故预防和缓解的作用，以满足核安全的要求。

（成本与经济性）AP1000AP1000开发的背景与历史开发的背景与历史 核能利用中安全性和经济性这一对矛盾是否有可能统一？能统 美国西屋电气公司设计的美国西屋电气公司设计的AP1000AP1000核反应堆（核电核反应堆（核电厂）是当今世界上最先进的“第三代”核电技术的代表，他在全世界第一次将进一步提高核电的安全性和经济性很好的统一起来，批量建设的条件下，其经济性具有与传统火电的竞争能力。

AP1000AP1000开发的背景与历史开发的背景与历史 AP600AP1000AP600 AP1000 利用重力、自然循环、气体膨胀等自然力来驱动反应----堆的安全系统非能动安全系统反应堆尽量采用经实践验证的成熟设备 简化设计满足URD 要求AP600标准设计（600 600 MWe MWe ，1933 1933 MWt MWt ）于1999通过NRC 的审评获得设计证书（DC ）在AP600的基础上开发AP1000（1000 1000 MWe MWe ，340034003400 MWt MWt ）Some of the highSome of the high--level design characteristics of the AP1000 AP1000 反应堆的设计特性反应堆的设计特性AP10001AP10001090MWe 1 AP1000核电机组上网电功率大约为1090 MWe, NSSS热功率为3415 MWt.2 在考虑蒸汽发生器传热管10%堵管的条件下，反应堆冷却剂主管道热管中冷却剂温度可达3250C（6170F）.3 主要的安全系统为非能动的；在事故发生后的小时内可不要求操纵员干预同时保持反应堆72小时内可不要求操纵员干预，同时保持反应堆堆芯和安全壳冷却，且不需要交流电源.Some of the high Some of the high--level design characteristics of the AP1000AP1000 AP1000 反应堆的设计特性反应堆的设计特性4 预计堆芯损坏频率（CDF ）与AP600相似，即5.09E 5.09E--07/yr，远低于法规要求的量值1E 1E--04/yr y 低法规要求的值y （1E 1E--05/yr ）；大量放射性释放频率（LRF ）与相似即592E 08/yr 也远低于法规要AP600相似，即5.92E 5.92E--08/yr ，也远低于法规要求的量值1E 1E--06/yr.5 反应堆换料周期为18个月.6Overall plant6 核电厂总体可利用率（Overall plant availability ）大于93 %, 这包括强迫停堆和计划停堆; 非计划停堆的目标为每年低于1次.Some of the highSome of the high--level design characteristics of the AP1000 AP1000 反应堆的设计特性反应堆的设计特性AP10007100%功率甩负荷核电厂功率由满负荷降至厂 7 100%功率甩负荷，核电厂功率由满负荷降至厂用电，并且反应堆不停堆，稳压器或蒸汽发生器的安全阀不开启；汽轮发电机组具有在厂用电功率水平下稳定运行的能力。