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压水堆核电厂运行与管理结课论文 —压水堆核电厂运行P-T图的分析
学号： 201220040313 姓名： 王 涛 班级： 1220403
核工程与核技术
时间： 2015年11月24日
压水堆核电厂运行P-T图的简单分析
一、引言[1]
反应堆压力容器(RPV)是核安全一级部件，在服役过程中，由于受到中子辐照的影响，材料性能将会逐渐劣化，具体表现为强度增加、塑性与韧性下降。为了防止发生脆性开裂，核电厂在启停堆过程中必须控制压力容器内的温度和压力，将压力和温度控制在限值曲线(P-T曲线)所规定的范围内。即构成反应堆在运行时所应遵守的核电厂运行P-T图[2]。
二、限制线
把反应堆标准运行的温度、压力限制标注在P—T图上，则构成了RCP标准工况P—T图。对于核电厂从换料到功率运行的反应堆标准运行方式，温度和压力都必须控制在限制的范围内，设备安全才得以保障。下面就RCP标准工况（P—T）图上的各限制线加以简要说明。
2.1一回路运行温度上限线[3]
从核安全角度考虑，除稳压器外，一回路任何部位都不允许出现沸腾现象，尤其在元件表面。另外也要避免主泵运转时泵吸入口局部汽化，造成主泵叶片的汽蚀。故限制一回路运行时最高堆入口温度应比运行压力所对应的饱和温度低50℃。由于零功率工况平均温度与入口温度相同，故：Tav=Tsat-50℃（其中：Tav——一回路冷却剂平均温度；Tsat——一回路运行压力下对应的饱和温度。）不然会造成主泵叶片汽蚀，一回路产生偏离泡核沸腾，燃料元件表面温度急剧升高。通过稳压器进行压力温度调节
2.2蒸汽发生器安全阀动作限制线
蒸汽发生器是一、二回路共有的设备，其二回路侧的运行状况直接影响着一回路。二回路侧最大运行压力为 7.54MPa(绝对)，这是由汽轮机旁路系统(GCT)的大气排放阀整定值来保证的，对应的饱和温度为290.8℃。否则易一回路过热和二回路超压，导致蒸汽发生器传热管破裂。可由蒸汽发生器安全阀的开合来控制。
2.3一回路额定运行压力线
反应堆冷却剂系统（RCP）的额定运行压力为15.4MPa(表压)，它受回路设计的机械强度的限制。为了防止超压对设备造成破坏，在稳压器上有三个安全阀，
其动作压力分别整定在16.6，17.0，17.2MPa（表压）。不然易造成堆芯产生偏离泡核沸腾,稳压器的蒸汽向安全壳内排放，带有放射性的一回路流体可能对安全壳造成污染。通过稳压器的泄压阀来调节一回路压力
2.4蒸汽发生器一、二次侧最大压差限制线
蒸汽发生器内U型管的管板是一开有许多小孔的平板，由于受机械强度和应力的限制，板两侧的压差限制为11.0MPa。管板一回路侧为稳压器压力，二回路侧为一回路水温所对应的饱和压力（蒸发器无功率输出情况下），因此该限制线符合：PRCP=Psat+11.0MPa 不然易导致蒸汽发生器传热管破裂，造成二回路放射性污染。通过调节汽动给水泵转速来控制。
2.5一回路运行温度下限线
反应堆冷却剂系统（RCP）的稳压器作为压力控制设备工作时，其内的冷却剂温度大于系统其它部位。而稳压器作为一回路冷却剂，在一回路温度升高或降低时都相应有冷却剂通过波动管流入稳压器或流出稳压器。稳压器和一回路管道之间连接波动管的热应力随着温差增大而加大。为限制热应力给波动管造成的损害，规定一回路运行温度最低不得比运行压力对应的饱和温（即稳压器内冷却剂
的温度）低110℃：Tav=Tsat-110℃。由于这种对波动管造成损害，因而可通过稳压器调节其压力温度减少其对波动管的损害。
2.6余热排出系统接通最低、最高温度线
余热排出系统（RRA）设计的最高运行温度为180℃，RRA要联接到RCP系统时，规定了最低投入温度为160℃。因为在RRA系统投运后，RCP压力意外升高时，RRA系统有二个不同定值的安全阀进行超压保护（定值分别为3.9MPa(表压)和4.4MPa(表压)）。否则RCP压力升高保护只有依靠稳压器安全阀（最低压力为16.6MPa(绝对)），这在反应堆容器寿期末是很危险的。极易反应堆容器在整个寿期内发生脆性断裂。可由限定安全阀的阈值来进行检测，预警。
2.7余热排出系统设计运行压力上限线
最高运行压力2.9MPa(表压)。当一回路进行升温升压操作时，余热排出系统（RRA）必需在此限值之前隔离、退出运行。否则可能导致反应堆容器在整个寿期内发生脆性断裂。可由稳压器卸压箱进行调整。
2.8主泵启动最低压力限制线
为保护主泵1号轴封，主泵启动前必须使轴封两面分离，使其泄漏量大于50L/h，达到润滑、冷却轴封的目的。为满足这一条件，轴封两端压差必须大于1.9MPa。所以，主泵的最低启动运行压力规定大于2.3MPa（表压）。否则主泵会发生气蚀现象（液体汽化、汽泡产生、蒸汽凝结、汽泡破裂），减少主泵寿命。可通过第一道轴封的旁路管线进行控制轴封两端压差。
2.9启动第一台主泵的温度上限线
反应堆冷却剂系统（RCP）冷却剂温度超过70℃时，要求至少有一台主泵 运行，以避免启动第一台主泵时造成反应堆冷却剂系统（RCP）超压。这是因为在单相水实体时，反应堆冷却剂系统（RCP）压力由RCV 013 VP控制，由于水实体时水不可压缩，轴封水注入主泵的一部分滞留在泵腔及主管道内，轴封水温度较低，当冷却剂温度大于70℃时启动主泵，这部分水被泵打入堆芯及蒸汽发生器与其它高温水混合及被蒸汽发生器反向传热，加热而膨胀，当超出RCV 013 VP的调节能力时，将会使一回路超压，导致余热排出系统（RRA）安全阀开启。不然易造成RCP系统超压，进而导致RRA安全阀开启。可通过主泵，化容系统，设备冷却水系统等协同调节。
2.10硼结晶温度限制线
硼酸在水中的溶解度随温度升高而增加，为防止低温度时一回路水中硼酸结晶而
析出，限制一回路冷却剂温度不得低于10℃。硼酸在此温度下的溶解度为3.51%(相当于硼浓度6140μg/g)。低温度时一回路水中硼酸结晶而析出，进而影响堆芯传热。因而在冷段再循环阶段,低压安注流量只要能维持大于20%的正常流量,并通过两条完好环路的冷段注入,就可保证堆芯冷却,且可防止硼酸在堆芯和上腔室内结晶析出。
三、结语
本文根据压水堆核电厂运行的相关知识对压水堆核电厂P-T运行图进行了简单分析，对其中11条限制线的由来及应用有了一个简单的初步认识，对P-T运行图的重要性有了根深一层的认识。只有具备特定资格并经指派的运行人员，才能控制和指挥核电厂的运行和状态的改变，运行人员必须熟知和遵循核电厂各个运行状态的运行规程。其中运行P-T图则为其中的基础。
参考文献
[1]吕峰.钱海洋.王荣山.黄平 《压力温度限值曲线计算与比较》 《核动力工程》第33卷第3期 2012,06
[2]朱继洲.压水堆核电厂的运行[M].第二版.原子能出版社，2008,208. [3]李然.压水堆核电厂的运行ppt[J].2015.