ap1000非能动核电厂与第二代核电厂化学和容积控制系统的比较和分析.docVIP

精品论文 参考文献 AP1000非能动核电厂与第二代核电厂化学和容积控制系统的比较和分析 (上海交通大学 上海 200030) 摘要：本文对AP1000非能动核电厂化学和容积控制系统(简称化容系统)独有的功能和特点进行了初步地研究，并与第二代核电厂的化容系统进行了简要的比较，分析两者的差别。通过对AP1000化容系统设计理念的梳理和综合，来展现第三代核电厂的先进技术成果。 关键词：化容系统；简化；反应堆补水控制系统（RMCS） 1 前言 核能作为一种绿色安全的能源，使人们对核能发电有了新的认识并提出了更高的要求。在压水堆核电厂中化学和容积控制系统（Chemical and Volume Control System, CVCS, 简称化容系统）是重要的辅助系统之一，保证了核电厂系统稳定经济运行。 化容系统一般具有下列功能： — 反应堆冷却剂的水化学控制； — 反应堆冷却剂的容积控制； — 反应堆冷却剂的清洗和净化； — 反应堆反应性控制； — 提供反应堆冷却剂泵的轴封注水； — 提供稳压器的辅助喷淋。 西屋经10年的设计和试验，开发了AP1000，并得到了美国核安全当局的批准，这个成果也促进了核电技术的重大突破和发展。本文分析比较了AP1000和第二代压水堆核电厂的化容系统，对第三代AP1000化容系统独有的功能和特点进行了初步的研究，也展现了第三代核电技术的先进技术成果。 2 AP1000非能动核电厂与第二代核电厂的化容系统的比较 2.1 系统功能的比较 由于非能动安全设计的应用，AP1000化容系统不再执行安注安全功能，而是在原有的功能基础上增加了非安全有关的纵深防御功能，能够减少非能动安全系统运行或作为安全有关系统的备用。这些功能提供保护以防止因非能动安全系统的不必要动作或因安全系统启动失败而导致电站不可利用率的增加。纵深防御功能虽然为非安全相关，但它有助于减少计算的电站堆芯损坏频率和大量放射性物质释放频率，减少了员工的操作量和失误几率，增加了核电厂的稳定性和安全性。 2.2 系统流程的比较 AP1000在第二代化容系统设置的基础上有了较大改???，由于一回路的每个环路上各安装了2台并联布置的屏蔽泵，代替了传统的单台轴封主泵，不需要轴封水系统和其他相关系统支持。屏蔽泵立式倒置于蒸汽发生器底部汇水腔下，省去了中间管段。而且在事故工况下，蒸汽发生器U行管内的凝结水可以靠重力流入堆芯，解决了设计中的水封问题，大大地简化整个化容系统流程。 第二代核电厂中，容积控制箱与稳压器共同承担反应堆冷却剂由于温度改变引起的容积变化，在负荷变化瞬态时，容积控制箱可以接纳稳压器不能容纳部分的反应堆冷却剂波动容积；通过容积控制箱中的喷嘴将下泄流在容积控制箱上部气空间喷淋雾化，使得下泄流中的放射性气体分离出来，并可排往废气系统，从而降低下泄流的放射性；而在AP1000化容系统取消了容积控制箱，取而代之的是通过放射性废液系统（WLS）的脱气装置来去除溶解在RCS中的裂变气体。在冷停堆启动期间，AP1000的氧控制方式同第二代电站化容系统一样，通过化学添加箱把联氨加到补给泵吸入口来控制氧含量。在正常运行时，第二代化容系统同添加联氨一样的方式，添加氢来控制氧含量，而AP1000的化容系统是通过电站气体系统（PGS）高压气瓶内的高压氢气直接注射入化容管道，将氢直接补充入RCS系统。AP1000稳压器的液位控制是靠RCS稳压器控制系统来完成，而不再是通过传统的容积控制箱来接纳。 在取消容积控制箱的同时，AP1000化容系统也取消了与之有接口关系的硼酸驳运泵。在第二代核电厂中，硼酸从硼酸贮存箱通过硼酸驳运泵进入容积控制箱（或直接进入上充泵），对RCS进行稀释硼化。而在AP1000中，此流程被简化，如果需要稀释RCS,操作员在RMCS中选在“稀释”模式，该模式将添加一定量的除盐水。此时三向混合阀全开，转换除盐水入口水源，达到需要的硼水浓度，通过补给泵,补水流可到达PXS安注箱，堆芯补水箱（CMT）和安全壳内置换料水箱（IRWST）中。 相比第二代核电厂化容系统，AP1000化容系统的流程中增加了注锌系统，向RCS连续添加醋酸锌溶液，大大地降低环路中冷却剂的放射性污染和腐蚀。 由于AP1000一回路中采用了屏蔽泵，进行密封注水，因此取消了化容系统补给泵的轴封注水功能，而补给泵也只用作主系统补水。由于采用了先进的非能动堆芯冷却系统，