氮气覆盖。当RCP压力降到安注箱压力以下时,由氮气压将含硼水注入RCP冷段,能在短时间内淹没堆芯,避免燃料棒熔化。每个安注箱能提供淹没堆芯所需容积的50%。
安注箱的隔离由每条注入管线上的两个串联的逆止阀来保证,为了对止回阀的泄漏进行试验,还设置了试验管线。每条管线上还设有一个电动隔离阀(RIS001、002、003VP),正常运行时是打开的。在正常停堆期间,当一回路压力低于7.0MPa.a时,关闭此隔离阀,防止安注箱向RCP注入硼水。
两机组共用的水压试验泵(9RIS011PO)除用于一回路水压试验外,也用来从换料水箱向安注箱充水。此外,在全厂断电(Blackout)的事故情况下,试验泵还用于提供主泵的轴封水。
气动隔离阀RIS136、138、139和140VB在用水压试验泵给中压安注箱充水时才打开,RIS014、015和016VZ也仅在向中压安注箱充氮气加压时才打开。
图6.2 中压安注系统
6.2.2 主要设备
1.高压安注泵(RCV01、02、03PO) 即RCV系统上充泵,详见第四章。? 2.低压安注泵(RIS01PO、02PO)
LHSI泵为带诱导轮的立式单级离心水泵,每台泵装在一个竖井内,这些泵都装有机械密封和球型止推轴承。传动轴由两个轴径向轴承支承,并由泵送流体润滑,机械密封也由泵送的流体润滑。电机和机械密封的热交换器由RRI冷却。
为了保证LHSI泵的电源,RIS01PO和02PO分别由6.6KV的LHA和LHB供电,当失去外电源且厂用电不可用时,由柴油发电机供电。
主要参数:?
设计压力,MPa.a 2.2 进口温度(最大),℃ 120 在最小流量下压头,m水柱 150~180 额定流量下压头,m水柱 最小92,最大102 进口压力(最大),MPa.a 0.56 最小流量,m3/h 100 额定流量,m3/h 850 轴功率,kW 355 3.硼酸注入箱(RIS04BA)
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该箱为两端带有半球形封头的圆筒形压力容器,封头上设有一个人孔。此箱内入口装有一个喷雾器,它使硼酸以360°的扇形进入注入箱。为了防止硼酸结晶,设置了冗余的加热器。高浓度硼酸溶液由REA配置供给。
主要参数:?
箱的容积,m3 3.4 额定压力,MPa.a 0.9 箱内液体容积,m3 3.4 额定温度,℃ 60 硼酸浓度,?g/g ~7000 4.硼注入缓冲箱(RIS21BA)
硼注入缓冲箱为硼注入箱的再循环回路提供缓冲能力,容器容积0.55m3。为防止硼酸析出,该箱装有两套电加热器、一个搅伴器和一个带粗滤器的漏斗,使得在再循环回路稀释后能补给硼。这个箱与大气相通。与缓冲箱相连的所有管道都装有电加热跟踪。在电站正常运行期间,该箱具有与硼注入箱同样的硼酸浓度。
5.安注箱(RIS001、002、003BA)
该箱为两端带有半球形的圆筒形压力容器,箱体设有一个人孔。箱内装有用加压氮气覆盖的含硼水,在RCP压力降到安注箱压力以下时,利用氮气压力将箱内的硼水(2100?g/g)压入RCP冷管段。每个安注箱上端装有一只安全阀。?
主要参数:?
正常温度,℃ 40 容器容积,m3 47.7 硼酸浓度,?g/g 2100±100 正常压力,MPa.a 4.235~4.270 正常容器液体容积,m3 33.2 6.硼酸注入箱再循环泵(RIS021、022PO)
此泵是全密封、离心式泵,泵轴承由泵送的流体润滑。每台泵安装在一个隔间内。为了使泵保持在高于硼溶解度限值的温度,隔间环境用冗余的电加热器加热。为了在需要时能迅速启动,备用泵用除盐水充满并连续加热。
7.水压试验泵(9RIS011PO)
水压试验泵为两个机组共用,是双缸、液动、往复式泵。它由两台泵(9RIS111PO和112PO)组成,其中一台泵是增压泵。它在水压试验中使RCP升压,也用于安注箱充硼水。
主要参数:
设计压力,MPa.a 26.0 出口压力(可调),MPa.a 4.7~24.0 最小流量,m3/h 0 轴功率(最大),kW 66 入口压力(最大),MPa.a 0.2 入口温度(最大),℃ 40 最大流量,m3/h 6 161
8.设备布置
RIS设备安装地点如下:?
——安注箱布置在反应堆厂房;? ——LHSI泵布置在燃料厂房;
——HHSI泵、硼注入箱、硼注入再循环泵、硼注入缓冲箱和水压试验泵布置在核辅助厂房。 6.2.3 安注过程
在接到安注信号后,开始启动下述安注过程。 1.冷段直接注入阶段
这一阶段是利用一回路冷却剂正常运行时的流向,使换料水箱的水和浓硼溶液尽快地注入堆芯。?
一旦接到“安注”信号,立即自动执行以下动作: ——启动第二台高压安注泵;?
——打开高压安注泵与换料水箱之间的隔离阀,然后关闭与容控箱之间的隔离阀 ——打开硼酸注入箱前后的隔离阀,并隔离硼酸注入箱的再循环回路;? ——隔离上充管路及上充泵最小流量管线;? ——确认中压安注箱隔离阀的开启;?
——确认低压安注泵与换料水箱之间的隔离阀及低压安注泵最小流量管线上的阀门已开启,打开低压安注泵出口通往高压安注泵入口的连接阀;?
——启动两台低压安注泵;确认低压安注泵与安全壳地坑之间管线上吸口阀关闭。 当低压安注泵出口流量大于300 m3/h时,自动关闭最小流量管线(关闭RIS132/145VP),以增加注入一回路的流量。
当一回路压力低于安注箱压力(~4.2MPa.a)时,中压安注系统开始注入。 当一回路压力降到1.0MPa.a以下时,低压安注流量开始进入一回路冷段。
在直接注入阶段换料水箱中的水位不断下降,其水位与贮水量的对应关系如下:?
水位(距箱底) 贮水量
MIN1(正常水位) 15.3m 1600m3
MIN 2(低水位) 5.9m 580m3
MIN 3(低—低水位) 2.1m 200m3
当出现低水位信号(MIN2)时,进入再循环过渡阶段,这时如果低压安注泵流量小于300m3/h(由RIS014MN/015MN测量),自动打开低压安注泵通往地坑的最小流量管线,隔离通往换料水箱的最小流量管线,以防止在再循环阶段地坑的高放射性液体污染换料水箱。但这时安注的情况没有变化,仍然是高压安注泵通过硼注入箱将硼水注入到主管道冷段,低压安注泵做为高压安注泵的增压泵运行。待一回路压力降到1.0MPa.a左右,低压安注泵也向冷段注入流量。
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2.再循环阶段
当换料水箱出现低—低水位信号(MIN3)而且安注信号继续存在时,安注自动转入再循环阶段。切换动作是:低压安注泵吸入端接地坑的阀门开启,在证实接地坑的两个阀门开启后隔离换料水箱,开始从地坑取水进行再循环。
3.冷、热段同时注入
由于蒸汽带走硼酸的能力很小,长期停留在冷段注入再循环阶段会使压力容器内硼浓度不断增大,导致燃料元件表面出现硼酸结晶,将影响燃料元件的传热。如果改用主流从热管段注入,使通过堆芯的流体反向流动,那么从破口流出的就有相当一部分是水,而不是纯蒸汽,从而可将压力容器中的浓硼酸带走。
把安注从冷段注入切换到冷段和热段同时注入的时间是在事故后12.5小时,由操纵员在主控室进行。冷、热段同时注入时,以热段注入流量为主,而冷段注入只通过旁路阀门进行,主阀门关闭。
切换过程如下:
——关闭低压安注向冷段注入的主通道阀门RIS61、62VP;
——打开低压安注通向一回路热段注入管道的阀门(RIS63、64VP);
——打开高压安注向冷段注入的旁路管线阀门,关闭主阀门(打开RIS29、36VP,关闭RIS34VP和35VP)。
——打开高压安注向热段注入的阀门RIS21、23VP; ——关闭RCV83、84VP;
——关闭RCP泵轴封水注入管线。
在发生LOCA后24小时,关闭RCV53、54VP,使HHSI泵的两个系列相互隔离,进入长期再循环阶段。 6.2.4 安注启动信号
高压和低压安注系统由反应堆保护系统(RPR)响应冷却剂丧失和蒸汽管道破裂事故所产生的信号发出安注信号启动。如果自动控制电路故障,可由控制室手动启动。如果厂外电源丧失,所有设备(水压试验泵除外)由柴油发电机应急供电。
中压安注系统不需要外电源或启动信号就能快速响应。当反应堆冷却剂压力降到低于安注箱的压力时就开始向RCP系统的冷段注水,保证快速冷却堆芯。?
安注信号可由下面任一信号触发:? (1) 稳压器压力低(11.9MPa);?
(2) 两台蒸汽发生器蒸汽流量高且蒸汽管道压力低;?
(3) 两台蒸汽发生器蒸汽流量高且冷却剂平均温度低(P12); (4) 两台蒸汽母管道压差大(?P=0.7MPa);? (5) 安全壳压力高2(0.13MPa); (6) 手动启动。?
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安注信号除立即启动RIS系统执行安注过程外,还触发其它一些系统的保护动作,包括:
——反应堆紧急停堆(实际上应已停堆,这里是为了确认); ——启动应急柴油发电机;
——隔离主给水系统(ARE),并停运汽动主给水泵; ——启动电动辅助给水泵;?
——启动设备冷却水泵(RRI)和重要厂用水泵(SEC); ——启动上充泵房应急通风系统(DVH);
——以小流量启动安全壳换气通风系统(EBA),并将核燃料厂房通风系统(DVK)切换到碘过滤器;
——将安全壳环廊房间通风系统(DVW)切换到碘过滤器; ——触发安全壳隔离(阶段A)。
安注信号出现后,RIS立即启动,并闭锁停运信号,5分钟后联锁才解除,操纵员方可根据具体情况手动复位安注信号,再停运RIS系统的有关设备。
6.3 安全壳喷淋系统(EAS)
?
安全壳对核电厂安全具有特别重要的意义,它是阻挡来自燃料的裂变产物及一回路放射性物质进入环境的最后一道屏障。在发生LOCA或安全壳内蒸汽管道破裂事故情况下,高温、高压的蒸汽喷放出来,使安全壳内压力和温度升高。EAS的功能就是通过喷淋冷凝蒸汽,使安全壳内压力和温度降低到可接受的水平,确保安全壳的完整性。它是专设安全设施中唯一有冷源的系统。?
辅助功能:
——带走随一回路失水所散布在安全壳内的气载裂变产物,尤其是131I;? ——限制硼酸对金属的腐蚀;?
——当反应堆厂房发生火灾时,可手动喷淋灭火;?
——在冷停堆工况下,EAS也可用于冷却PTR001BA内的水; ——在LOCA后15天,EAS泵可作为RIS低压安注泵的备用;
——在再循环喷淋阶段,EAS泵从安全壳地坑吸水,EAS在安全壳外的管段成为第三道屏障的一部分。? 6.3.1 系统描述
1.系统组成
为保证喷淋的可靠性,每台机组的喷淋系统由两条相同的管线(系列A和系列B)
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