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2006正 国 外 核 动 力 第 l期 AP1000非能动安全系统初步应用研究 沈 瑾，江光明，唐 钢 摘要：对于堆芯失去冷却能力和安全壳升温升压事故 ，AP1000非能动安全系统在设计 上仅凭重力和气体压力等非能动源来实现缓解各种事故功能。本报告介绍了AP1000非能动 安全系统各分系统和子系统的设计以及相关特点。在此基础上，对将AP1000非能动安全系 统应用于环路式先进堆进行了初步探讨和研究。 关键词：AP1000~非能动安全系统；环路式先进堆；应用研究 1 AP1000非能动安全系统设计 AP1000非能动安全系统主要包括非能动堆芯冷却系统(PXS)和非能动安全壳冷却系 统(PCS)。具体组成为：针对堆芯冷却的非能动余热排出系统、堆芯补水箱系统、安注箱 系统、自动泄压系统、安全壳内换料水贮存箱系统；以及针对安全壳冷却的非能动安全 壳冷却系统。 1．1 非能动堆芯冷却系统 AP1000非能动堆芯冷却系统为可能发生的事故提供堆芯应急冷却能力。系统主要 包括：2个堆芯补水箱、2个安注箱、安全壳内换料水贮存箱、非能动余热排出热交换器、 pH值调节器及相关的管道、阀门和仪表及其它相关设备。另外，自动泄压系统也提供重 要的非能动堆芯余热排出功能。AP1000非能动安全系统各分系统的设计参数见表 I。 1．1．1 非能动余热排出系统 非能动余热排出系统原理见图 1。非能动余热排出系统 (PRHR)为抗震 l类安全相关系统，由 一 个 PRHR热交换器和相关的阀门、 管道和仪表组成。热交换器布置和浸 污水坑 没在安全壳内换料水贮存箱(IRWST) 内，其压力为反应堆冷却剂系统(Rcs) 稳 压力，换料水贮存箱内的水装量为 压 器 RCS的全部冷却剂装量；热交换器的 人口通过一个三通连接到反应堆冷却 剂系统的热段；在PRJqR热交换器到 RCS冷段的出口管上装有两个并联、 常闭的气动流量控制阀，该阀门可以 在失去气压或接收到动作控制信号时 打开；热交换器人口管有一台常开电 图1 非能动余热排出系统原理图 动隔离阀，连接到PRHR热交换器上部的管道联箱，热交换器布置的位置比RCS回路 高，以便在主冷却剂泵失效时有一定的自然循环能力。 换料水贮存箱的水槽环绕着 表 1 AP1000非能动系统结构参数 安全壳，其功能是收集安全壳的 非能动余热排 出热交换器 数最 l 冷凝水，并在 PRttR运行期间将 型式 垂直C型：管 水返回到换料水贮存箱。在正常 阶段 设计 运行条件下，气动阀PXS．Vl30A 换热能力(BTU／h) 2Ol×l0 和PXS．VI30B都开启，水槽将多 管侧 壳侧 余的冷凝水输送到液态放射性废 流体 反应堆冷却剂 IRWS水 没计流量(th／) 228 无 物系统(WLS)q~集坑中；当PRHR 温度 入 口(‘12) 2972 49 运行时，气动阀关闭以停止向废 出121() 928 无 物收集坑的输送。此时，水将返 设计压力(MPa) 17