AP1000 v10.docx

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AP1000v10

第二章

1 反应堆堆芯组成

由燃料组件、反应性控制棒束组件、灰棒控制组件、中子源组件、可燃毒物组件组成

2 燃料棒的构成以及轴向再生区，一体化可燃吸收体的作用

燃料棒：

密封焊、顶部端塞、环形焊、空腔弹簧、上部空腔、燃料芯块、锆合金包壳、支撑组件（下部空腔）、底部端塞、内部夹紧连接

轴向再生区作用：

减少中子的轴向泄露，提高燃料的利用率

一体化可吸收体：

燃料芯块表面覆盖一层硼化物，厚度小于0.0025mm，用于补偿堆芯循环初期的后备反应性，相对典型分散式可燃吸收体的优点：

几乎没有燃料和挤水的中子损失，减少线发热率，更精确的预计燃耗，增加堆芯燃料装载灵活性和节约成本

3 燃料组件组成及不同搁架作用

燃料组件组成：

顶部管座、底部管座、264根燃料棒、24根控制棒导管、1根中央测量管、14层结构格架（顶部格架、底部格架、8层中间格架和4层中间搅混格架）、1层保护格架

保护格架：

又叫P-格架，主要起到阻止异物进入的作用

结构格架：

与导向管相连

中间搅混格架：

放置在高热流密度区域，以利于混流

4 控制棒组件分类以及不同类型控制棒的作用 ao棒作用 轴向功率调节

分类：

（1）调节棒：

当反应堆运行条件改变，即功率和温度改变时补偿运行过程中的反应性变化

｛轴向偏移控制棒（AO棒）：

只有一组，用于轴向功率分布控制

补偿棒（M棒）：

共有六组，用于补偿由于温度、功率、瞬时氙毒变化引起的反应性变化。

}

停堆棒：

用于反应堆停堆

（2）53黑棒组+16束灰棒组（每束灰棒有24根棒，12不锈钢制成+12银铟镉加因科镍端头）

5 灰棒与黑棒的区别以及MSHIM（机械补偿）作用

灰棒吸收中子的能力低于黑棒，用于30%额定功率以上的负荷跟踪，代替过去用改变冷却水硼浓度来跟踪负荷的方法。

灰棒棒束采用吸收性能较弱的吸收体，以满足机械补偿的理想控制模式所要求的反应性价值。

机械补偿：

AP1000电厂的负荷跟踪由机械补偿的控制棒移动单独完成，大的反应堆硼浓度变化通常仅限于电厂启动和停堆操作。

MSHIM控制方式允许反应堆在运行的功率水平范围和整个寿期的绝大部分范围内同时调节反应堆功率及其分布而无需调节硼浓度。

MSHIM有两组独立的控制棒组成：

AO棒和M棒组

第三章

1 AP1000反应堆冷却剂系统的组成

●反应堆压力容器，包括控制棒驱动机构安装接管

●反应堆冷却剂泵，共4台屏蔽电机泵

●蒸汽发生器包容反应堆冷却剂的部分，包括SG的水室下封头、管板和传热管束

●稳压器以及与其相连接通往一条反应堆冷却剂主管道热管段的波动管线

●安全阀和自动降压系统的阀门

●反应堆压力容器顶盖（上封头）上的排气管道和排气管道隔离阀

●上述主要部件之间相互连接的管道及其支撑

●与通往辅助系统和支持系统之间相互连接的管道及其支撑

2 比较AP1000与大亚湾核电站中反应堆压力容器 蒸汽发生器 稳压器的不同 每个至少3个不同点

（1）AP1000压力容器与M310堆型压力容器相比的异同点 

A、下壳体无纵向焊缝；  

B、四进两出、两个直接安注管嘴； 

C、入口接管嘴轴线与出口接管嘴最高点平齐；

 D、下封头上没有贯穿孔，取消了压力容器底部所有的贯穿件； 

E、上封头和法兰一体化环形锻件。

（2）AP1000 蒸汽发生器与M310堆型SG相比的异同点 

A、U形传热管采用三角形排列；

 B、采用三叶梅花孔支承板； 

C、采用椭球形一次侧下腔室； 

D、蒸汽发生器下封头直接与两台反应堆冷却剂泵的壳体连接；

E、给水环管上的倒J形管均匀分布。

F、一体化汽水分离器

（3）AP1000 稳压器与M310堆型相比的异同点

A、容积增大40%

B、AP1000上封头两个安全阀组M310有三个

C、下封头电热元件AP1000有5个M310有6个

3 一体化堆型结构的优势

简化了反应堆的换料操作。

在停堆换料期间，通过与反应堆压力容器顶盖移动联合操作，减少了停堆时间和个人辐射剂量。

另外，还减少了其相关部件在安全壳内的搁置空间。

4 AP1000反应堆冷却剂泵的功能 组成 形式 以及关键部件构成

功能：

主回路中唯一能动部件，驱动冷却剂在一回路循环

组成形式：

屏蔽电机泵即屏蔽电动机+无轴封的泵

水力部件：

泵壳、叶轮和导叶等组成的混流式泵

电机部件：

屏蔽电机

轴承：

两个径向轴承和一个双向推力轴承

屏蔽套：

转子屏蔽套和定子屏蔽套

飞轮、定子绕组及冷却

第四章

1 AP1000非能动安全系统的构成

（1）非能动堆芯冷却系统（PXS）：

非能动堆芯余热排出系统（PRHRS）、非能动安全注入系统

（2）非能动安全壳冷却系统

（3）非能动主控室应急可居留系统

（4）安全壳氢气控制系统的氢气复合子系统

2 非能动堆芯冷却系统功能及组成

功能：

应急堆芯余热排出

RCS应急补水和硼化

安全注入

安全壳内pH控制

由非能动堆芯余热排出系统和非能动安全注入系统组成

包括两个堆芯补水箱（CMT），两个安注箱（ACC），安全壳内置换料水箱（IRWST），非能动余热排出热交换器，pH调节篮，相关的管道、阀门和仪器，以及其他一些设备。

作为反应堆冷却剂系统（RCS）一部分的自动降压系统阀门和喷洒器也是PXS的功能组成部分

3 PXS滤网的分类 布置位置及作用

分为IRWST滤网和安全壳再循环滤网

布置：

IRWST有两个单独的滤网，分布位于水箱的两端。

安全壳再循环滤网，两个，沿着环路隔间83ft（39.21m）标高地面上的墙垂直布置

防止LOCA期间碎片进入堆芯并堵塞堆芯冷却流道

4 非能动余热排出系统 在非loca事故 如何应急排出堆芯余热

在非LOCA事件时，非能动余热排出热交换器将应急排出堆芯余热。

该热交换器由一组连接在管板上的C型管束和布置在上部（入口）和底部（出口）的封头组成。

PRHRHX的入口管线与RCS热管段相连接，出口管线与蒸汽发生器的下封头冷腔室相连接，它们与RCS热管段和冷管段组成了一个非能动余热排出的自然循环回路。

PRHRHX的入口管线处于常开状态，并且与热交换器上封头相连。

入口管线从热管段顶部引出，通过与第四级自动降压系统ADS-4相连接的三通管上的一个通道，然后管路一直向上到达靠近热交换器入口的高点。

正常情况下入口管线处的水温要高于出口管线处的水温。

出口管线上设有常关的气动阀，它在空气压力丧失或者控制信号触发下才会打开（在图4.2中此气动阀的这种状态以FailOpen,FO表示）。

PRHRHX的布置（带一个常开的入口电动阀和常关的出口气动阀）使其中充满了RCS的冷却剂并处于和RCS一样的压力。

热交换器中的水温和安全壳内置换料水箱的水温大致相同，从而在电厂运行期间建立并保持热驱动压头。

热交换器位于高于RCS环路的内置换料水箱内，从而在反应堆冷却剂泵不可用时使冷却剂依靠自然循环流过热交换器。

PRHRHX的管道布置也允许在反应堆冷却剂泵运行时运行热交换器。

反应堆冷却剂泵的运行可以使冷却剂以自然循环的方向强制循环流动。

内置换料水箱为热交换器提供热阱。

5 非能动余热排出系统运行时 还需要哪些系统协助才能正常发挥功能

非能动安全壳冷却系统

6 非能动安全注入系统 在非loca事故 当正常补给系统不可用或补水不足时，两个堆芯补水箱（CMT）可对RCS进行补水或硼化，如何进行

堆芯补水箱的位置位于高于安全壳内稍高于RCS环路标高的位置，通过一根注入出口管线和一根连接到冷管段的压力平衡入口管线分别与RCS相连。

来自冷管段的热水或蒸汽进入堆芯补水箱，箱中的冷水将通过出口管线流出，出口管线连接到压力容器直接注入管线实现向反应堆堆芯的安全注入。

7 堆芯补水箱有哪两种运行模式？

它的运行模式取决于什么（由什么决定）？

CMT有两种运行模式:

水循环模式和蒸汽替代（补偿）模式。

在水循环模式下，来自冷管段的热水进入堆芯补水箱，箱中的冷水注入RCS。

这将使RCS硼化并增加其水装量。

在蒸汽替代模式下，蒸汽通过压力管线进入堆芯补水箱，补偿注入RCS的水。

如果冷管段排空，则冷管段只有蒸汽流。

堆芯补水箱的运行模式取决于RCS的条件，主要是冷管段是否是排空的。

当冷管段充满水后，其压力平衡管线也就充满水，这时以水循环模式来进行安注。

如果RCS的水装量减少以致冷管段排空，则蒸汽通过冷管段压力平衡管线进入CMT，开始蒸汽替代（补偿）循环模式。

8 loca事故下对RCS进行非能动安全注入的水源

（1）CMT在长时间内提供相对高流量的安注。

（2）安注箱在数分钟短时间里提供相当高流量的安注。

（3）IRWST提供更长时间的低流量安注。

（4）在上述三个水源安注结束，安全壳被淹后，安全壳系统成为最终的长期冷却热阱。

9 自动降压系统的降压顺序？

排放到哪里？

每级的启动条件？

1/2/3/4级阀门依次开启

1/2/3级管线出口通过一个共同的降压管线与位于IRWST中的喷洒器相连，排放到IRWST，第二个的第1到3级ADS的管线同样具有自己共同的入口、出口和喷洒器。

4级ADS直接向SG所在隔间喷放，第4级ADS同样具有两组降压阀，每一组分别位于每一个SG所在的隔间内。

1-4级阀门在不同的CMT水位开启，安注或破口失水均能引起CMT水位下降，2、3级阀门在前1级阀门开启后延迟一段时间再开启。

第1级ADS在CMT启动+CMT低-1水位（67.5%）时启动

一段延时后，第2,3级ADS启动

第3级ADS阀门开启后，经一定的延时，在达到CMT低-2水位（20%）+RCS低压（8.4MPa）时第4级ADS启动

第五章

1 AP1000安全壳的结构及作用

结构：

内层为圆柱形钢制容器，外层为钢筋混凝土屏蔽构筑物。

作用：

①在正常运行期间，屏蔽构筑物的作用是给安全壳钢制容器、带放射性的系统和部件提供保护性屏障，以免受外部事件（飓风、飞射物等）的影响。

②屏蔽构筑物的另外一个作用是作为非能动安全壳冷却系统的一个组成部分。

③安全壳钢制容器和非能动安全壳冷却系统的作用是，从安全壳移出足够的能量，保证在设计基准事故下，安全壳不会超压。

2 非能动安全壳冷却系统功能以及冷却过程

功能：

①最终热阱

②降低安全壳压力与温度

③减少裂变产物的释放

④乏燃料池及消防水的贮存与供应

过程：

非能动安全壳冷却系统利用钢制安全壳壳体作为一个传热表面，蒸汽在安全壳内表面冷凝并加热内表面，然后通过导热将热量传递至钢壳体。

受热的钢壳外表面通过对流.、辐射和物质传递（水蒸发）等热传递机制，由水和空气冷却。

热量以显热和水蒸气的形式通过自然循环的空气带出，来自环境的空气通过一个“常开”流道进入，沿安全壳容器外壁上升，最终通过一个高位排气口返回环境。

位于屏蔽构筑物顶部的储水箱在接到安全壳高-2压力或温度信号后，通过重力自动将水洒湿安全壳壳体。

至少在3天内不需要操作员的干预（调节流量或补充冷却水）。

3 各主要设备和部件的作用

①非能动安全壳冷却储水箱

作用：

非能动安全壳冷却系统作为最终热阱。

②非能动安全壳冷却储水箱的隔离阀

作用：

反应堆正常工作时关闭，事故情况下（如安全壳内发生LOCA、主蒸汽管道破裂或非LOCA事故下PRHR长期运行导致IRWST水饱和蒸发致使安全壳内压力达到H-2信号时）PCS自动启动，系统触发打开三个中的任意一个以达到事故后的热量导出。

③非能动安全壳冷却辅助储水箱

作用：

给非能动安全壳冷却水储水箱和乏燃料池提供去离子水

④流量控制孔板

作用：

用来在4根出口管上建立适当的流阻以获得合适的疏水流量

⑤分水斗

作用：

将水分配到安全壳弯顶的外表面。

⑥分水堰

作用：

在非能动安全壳冷却系统运行时用来优化安全壳壳体的洒湿面。

⑦导流板－气体流道

作用：

用来将安全壳外表面和屏蔽构筑物内表面之间的空间分为下降流外环隙和沿安全壳壳体的上升流内环隙。

⑧化学补给箱

作用：

用来投入过氧化氢溶液（及/或其他除藻剂）以防止储水箱和辅助水箱中藻类滋生。

⑨循环泵

作用：

向水箱或直接向安全壳，并同时向乏燃料池提供用水。

⑩再循环加热器

作用：

用于防止水冻结。

第六章

1 正常余热排出系统的功能（至少四条）

●带出反应堆冷却剂系统停堆时的热量——在核电厂停闭过程中的第二阶段，从堆芯和反应堆冷却剂系统带出热量。

●停堆净化——在换料过程中，将反应堆冷却剂系统和换料空间的冷却剂送往化学和容积控制系统净化。

●冷却安全壳内置换料水箱——冷却安全壳内置换料水箱的水。

●反应堆冷却剂系统补水——给反应堆冷却剂系统提供低压补水。

●事故后恢复——非能动堆芯冷却系统缓解事故成功后，正常余热排出系统从反应堆堆芯及反应堆冷却剂系统中带出热量。

●低温超压保护（LTOP）——在换料、启动和停堆过程中，为反应堆冷却剂系统提供低温超压保护。

●事故后，为安全壳非能动冷却水箱提供长期补水流道——为安全壳非能动冷却水箱（PCCWST）提供事故后长时间的补水流道。

●乏燃料水池冷却——为乏燃料水池提供备用的冷却手段

2 图6.2中各主要管线或设备的作用

（1）RNS泵：

提供正常余热排出系统的驱动压头；

（2）RNS热交换器：

提供正常余热排出系统的冷源，导出堆芯的热量；

（3）RCS的内外隔离阀：

作为安全壳的隔离阀；

（4）IRWST吸入管线隔离阀：

作为安全壳的隔离阀；

（5）IRWST返回隔离阀：

可用来进行RNS泵的全流量试验或者用于IRWST的冷却；

（6）RNS隔离阀：

作为安全壳的隔离阀；

（7）燃料装卸坑隔离阀：

以便从装料池向RCS提供低压注入；

（8）RNS泵小流量隔离阀：

电厂冷却期间，关闭这些隔离阀可以提高流经热交换器的冷却剂流量，从而减少RCS的冷却时间。

热交换器出口低流量时，阀门自动开启为RNS泵提供保护。

3 与RNS系统相连的系统

RCS系统、CVS系统、乏燃料池、IRWST

4 针对图6.5 分析净化单元的功能 如何排出放射性气体，过滤器的作用

（1）净化单元的功能：

利用离子交换器和过滤器除去杂质，使反应

堆冷却剂的纯度和放射性活度保持在规定的范围内

（2）排气方式：

反应堆冷却剂中的裂变气体通过节流孔板和阀门

入放射性废液处理系统的脱气装置；

（3）过滤器的作用：

过滤掉从净化流中滤出的细小树脂和颗粒物；

5 AP1000的CVS系统的上充下泄无驱动泵，要实现冷却剂的净化功能，流体的驱动压头从何而来

净化回路的动力由反应堆冷却剂系统闭合回路上的反应堆冷却剂泵扬程提供

6CVS如何保持稳压器液位

CVS通过上充流和下泄流保持稳压器的液位，当稳压器处于高水位时，通过下泄流回路将冷却剂排入液体废物系统；当稳压器处于低水位时，通过化容系统补给泵从硼酸箱和除盐水箱吸水提供适当硼浓度的流体。