秦山核电站稳压器系统Word格式.docx
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稳压器中装有两个测温装置:
一个在液相中,RCP10MT
一个在汽相中,RCP09MT
当温度超过352℃时,它们中的每一个都使一个黄色信号灯亮:
436AA“稳压器水相温度高”,通过RCP10MT传送信号。
437AA“稳压器汽相温度高”,通过RCP09MT传送信号。
2.波动管路
波动管路接在1号环路的热管段,以交换反应堆冷却剂系统RCP和稳压器内的水。
稳压器的底封头中装有多孔滤屏和阻滞节,用以阻止一回路水直接回升到水——汽交换面。
波动管路上装有一只温度探测器RCP004MT,当温度低于300℃时,控制室中435AA“稳压器波动管温度低”黄色报警信号灯亮。
3.电加热器
电加热器由60根直管护套型电加热元件组成(共安装63根,其中3根备用,每根的功率是24KW)。
共分六组,通过稳压器的下封头插入稳压器中。
加热元件的护套管上端用塞焊密封,下端由连接管座密封。
加热元件的镍铬合金电热丝放在管状不锈钢护套中心,周围用压紧的氧化镁粉末绝缘。
电加热器共分六组,其中四组为通断式(即恒定输出式),两组为比例可调式(即比例输出式),总功率为1440kW,其分配如下:
1组和2组为通断式,每组216kW。
3组和4组为可调式,每组216kW。
5组和6组为通断式,每组288kW。
通断式电加热器主要用于反应堆启动或瞬态过程,可调式在稳压器内压力小幅度波动时起作用,在稳态功率运行时,一方面补偿热量的损失,另一方面补偿因连续喷淋导致的蒸汽的冷凝,可调式电加热器每组有9根电加热元件。
4.喷淋管路
稳压器喷淋管线分别接到一回路两个环路的冷段管线组成。
每个管线上有一个自动控制的气动阀门。
阀门带连续喷淋的下档块,保持一股小流量连续喷淋。
喷淋管一端在稳压器内顶部设有喷淋头。
喷淋管另一端进口伸入到一回路冷段管内呈勺形,以便利用环路中流动的速度头增加喷淋的驱动力。
喷淋管公共管段在最高点处布置成一个水封,用来防止蒸汽凝结水集聚在喷淋阀的后面。
另外设有由RCV系统供水的辅助喷淋,喷淋阀下游与辅助喷淋管连接,供主泵停运时控制压力或停堆后冷却稳压器用。
连续喷淋的作用是:
1)保持稳压器内的水温与化学成分的均匀性;
2)限制在大流量喷淋启动时对喷淋管的热应力和热冲击;
3)使比例组电加热器以一个基值进行调节。
在每条喷淋管上设有一个测温装置,温度过低表示连续喷淋量不足。
具体情况,见图1-29所示。
图1-29稳压器喷淋
5.安全阀组
由三个安全阀组提供稳压器的超压保护.每个阀组由串联安装的两台阀门组成,即一台提供卸压功能的上游阀门,称为保护阀,和一台提供隔离功能的下游阀门,称为隔离阀.
在正常运行期间,保护阀关闭,隔离阀开启.如果保护阀开启之后回座失效时,则隔离阀关闭,防止一回路进一步卸压。
当稳压器的压力超过安全阀的整定值时,安全阀开启,将稳压器内的蒸汽迅速排至卸压箱中,使稳压器卸压,起到超压保护作用。
安全阀整定压力:
(1)安全阀的结构
稳压器安全阀是先导式阀门。
每一台安全阀由两个主要部分组成:
阀门的先导部分和主阀部分。
如图1-30和1-31所示。
图1-30先导式安全阀组
图1-31先导式安全阀运行原理
主阀部分是一个液压启动阀,提供卸压功能。
它包括:
1)一个装有喷嘴的下阀体,主阀瓣就座在喷嘴上。
2)一个装有活塞的上阀体,活塞使阀瓣压到喷嘴上,而且活塞的表面积比阀瓣的表面积大。
阀门的先导部分起压力传感和控制的作用。
它由受稳压器压力作用的活塞构成。
活塞自身又启动一根由一个调节弹簧定位的传动杆,而传动杆借助于一个凸轮启动两个先导阀盘R1和R2。
阀门的先导部分与主阀部分及稳压器实体隔离。
它由脉冲及先导管线与稳压器和主阀连接,在稳压器与先导阀之间装有一个冷凝罐,保护先导阀不受高温蒸汽的影响。
在先导阀的底部装有一个电磁线圈,它直接作用在传动杆和凸轮上,而凸轮用于操纵两个脉冲阀。
这个电磁线圈提供一种使先导阀头直接卸压的方法,以便远距离手动强制开启阀门。
(2)安全阀运行原理
当稳压器压力低于先导阀的整定压力时,先导阀的传动杆在上面位置,先导盘R1开启,使主阀活塞上部与稳压器接通,由于主阀活塞的表面积比阀瓣的大,因此安全阀关闭。
当稳压器压力升高时,它作用在先导活塞上,并且使先导传动杆向下,先导盘R1使主阀活塞与稳压器隔离,此时安全阀仍保持关闭。
当稳压器压力达到先导阀的整定压力时,先导传动杆进一步向下,先导盘R2开启,主阀活塞上部容纳的流体排出,作用在主阀阀瓣上的稳压器压力使安全阀开启。
当稳压器压力降低时,先导传动杆上升,首先关闭先导盘R2,开启先导盘R1,然后使主阀活塞上部与稳压器接通,于是安全阀关闭。
安全阀在低于其整定压力下,通过使电磁线圈通电,可以强迫“开启”。
如果先导盘R1处于开启位置(即压力低于先导盘R1的整定压力),通过使电磁线圈断电,在主阀活塞上可以重新建立压力并关闭安全阀。
相反,如果先导盘R1维持关闭(压力高于R1的整定压力),则不能重新建立压力,而且安全阀维持开启状态。
三、稳压器的压力调节
核电厂正常运行时,稳压器内液相与汽相处于平衡状态。
因而,稳压器中的压力等于该时刻温度下水的饱和蒸汽压力(图32)。
运行时,为避免冷却水在一回路内产生沸腾,冷却水温度应低于稳压器饱和蒸汽温度,因而,
PRCP=PPZR
Tav<
TPZR
冷却剂平均温度由下式得出:
从图1—32水的饱和蒸汽曲线可知,稳压器内的水用加热器加热时,水的汽化将会使压力增加(图上第一个方法);
而当冷管段引来的冷水向蒸汽喷淋时,水的降温(冷凝)使压力降低(第二个方法)。
第一种方法,加热的效应
图1-32稳压器的作用
当稳压器的蒸汽空间存在时,由稳压器压力控制系统控制反应堆冷却剂系统压力。
外负荷的变化会引起反应堆功率和汽轮机负荷之间失配,从而引起水容积膨胀或收缩。
如果反应堆功率超过汽轮机负荷,则水容积膨胀并压缩蒸汽,引起的波动将由下述措施补偿:
——热段来的冷波动水;
——冷管段引来的喷淋水通过喷淋而使蒸汽凝结;
当超压时,由稳压器安全阀组,卸压箱和反应堆高压停堆提供超压保护。
如果汽轮机负荷超过反应堆功率,则容积收缩且稳压器蒸汽空间扩大,引起的降压将由电加热器的投入使水蒸发加以补偿,直至压力整定值的重新建立。
如果超过稳压器的低压停堆整定值,就要停堆。
在稳态运行过程中,可调式加热器是工作的,以补偿连续喷淋和稳压器的热损失。
当稳压器注满水时,由化学和容积控制系统低压下泄阀控制其压力。
稳压器压力控制回路(表1—6)包括:
1.压力变送器RCP005、006、013、014MP;
2.比例-积分-微分压力控制器RCP401RG;
3.稳压器和加热器组RCP001、002、003、004、005、006RS;
4.喷淋控制阀RCP001、002VP;
稳压器压力由压力变送器RCP005MP、006MP、013MP和014MP测量。
来自压力变送器的测量信号经控制室的切换开关选择其中一路至PID控制器中,然后输出信号送到四个函数发生器:
—用于启动比例功率输出加热器组的两个相同的函数发生器(RCP404MRGD1和GD2功能块);
—用于启动喷淋阀的另两个相同的函数发生器(RCP402和403RG)。
每个喷淋阀配有一个手动操作站。
在低压时,控制器的信号还用来接通恒定功率输出加热器组(RCP001、002、005和006RS)。
图1-33表示RCP005MP,006MP,013MP,014MP测量通道的作用。
表1-6反应堆冷却剂压力对应电信号的整定值
图1-33稳压器压力控制原理
四、稳压器的水位调节
核电厂正常运行工况下,一回路平均温度的变化,将引起稳压器水位的变化。
而引起一回路平均温度变化的因素很多。
如功率运行时二回路系统热功率的变化,蒸汽发生器二次侧给水的突然增加或减少,反应堆功率控制系统的超调;
当反应堆启动或者停闭时,一回路水温由60℃升到290.8℃(或由290.8℃降到60℃),就要引起一回路水容积的变化;
当反应堆从热备用到功率运行,一回路平均温度从290.8℃提高到310℃,也要引起一回路水容积的变化。
当稳压器内水位过高时,稳压器将失去对一回路系统压力控制的能力,而且有安全阀组进水的危险;
如果水位过低,加热器电阻加热元件有裸露于空气中的危险。
为此,必须对稳压器进行水位调节,以保持稳压器的水位在正常的运行范围内。
稳压器水位整定值与一回路平均温度成线性关系:
即水位从290.8℃时的25.3%变到310℃时的59.6%,如图34。
整定值是在化学和容积控制系统没有下泄流量和当功率负荷从0变到100%额定功率的条件下,使稳压器能承受一回路水容积的变化而计算确定的。
稳压器上装有四个水位测量线路(图35)
一个测量通道(012MN)是在冷态下标定,只适用于反应堆启动和停堆。
它的测量结果被传送到控制室的控制台P9上,用指示仪441ID显示。
其它的三个测量通道(007MN,008MN及011MN)用于水位调节和反应堆保护。
对于某一个给定的功率负荷(它包括在零到额定功率Pn之间),调节系统计算出水位整定值Nref,并且用调节RCV系统上充流量的方法来保护水位在这一整定值。
如果水位超过整定值Nref,从(Nref+5%)开始,加热器投入运行,用以加热一部分冷水,并发出451AA“稳压器的水位比整定值大5%”白色报警信号。
稳压器水位大于70%时,称为高2报警,水位大于86%时,为高3报警信号,由反应堆保护系统发出的信号使反应堆紧急停堆。
如果水位低于整定值Nref,从(Nref-5%)开始,发出报警信号450AA“稳压器的水位比整定值小5%”。
稳压器水位降到14%,低2水位,发出白色报警信号447AA“稳压器低水位”,全部加热器切除关闭。
稳压器水位降到10%,低3水位时,发出白色报警信号,这时,下泄管线隔离阀(RCV002VP、003VP)以及下泄孔板隔离阀(RCV007、008和009VP)被关闭。
图1-34稳压器水位整定值与一回路平均温度的关系
图1-35稳压器水位调节原
五、稳压器主要参数
表7稳压器主要参数