AP1000-非能动安全系统

AP1000非能动安全系统Chapter3AP1000专设安全设施非能动堆芯冷却系统非能动堆芯余热排出系统非能动堆芯安全注入系统卸压系统（ADS系统）安全壳和安全壳隔离系统安全壳泄漏率试验系统2AP1000专设安全设施安全壳氢气控制系统非能动安全壳冷却系统裂变产物泄漏控制系统MCR应急可居住系统3AP1000非能动安全系统非能动安全系统非能动安全注射系统非能动主控制室应急可居留系统非能动安全壳冷却系统安全壳氢气控制系统非能动余热排出系统AP1000PassiveCoreCoolingSystemCharacteristicsofPXSSafetyFunctionsPRHRHXDesignBasisEmergencyMakeup&BorationDesignBasisSafetyInjectionComponentDetails：IRWSTIRWST&ContainmentRecirc.ScreensExplosivelyOpening(Squib)Valves2020/4/23SNPTC内部培训教材7ExistingPlants49VENTSOVERFLOWCLHLPRESSURIZERIRWSTCOREREACTORVESSELSTEAMRCPGEN.FOHXPRHRSTAGE4ADSSTEAMLINEFEEDWATERLINECONTAINMENTCONDENSATEMMMMM(1OF2)IRWSTSCREENCLHLN2PRESSURIZERIRWSTACCUM.(1OF2)COREREACTORVESSELCOREMAKEUPTANK(1OF2)#3#2#1FAIREFUELCAVITYFORNSSPARGERSMRNSPUMPSLOOPCOMPART.RECIRCSCREEN(1OF2)MDVICONN.(1OF2)PRHRHX(1OF2)ADSSTAGES1-3(1OF2)ADSSTAGE4(1OF2)PUMPSCONTAINMENTMMMMMM非能动堆芯冷却系统概述非能动堆芯冷却系统（PXS）组成部分包括一个非能动余热排出热交换器（PRHRHX），两个堆芯补水箱（CMT），两个安注箱和一个安全壳内换料水储存箱（IRWST）。其他PXS设备包括IRWST的滤网，安全壳再循环管线和事故后装有pH值调整剂的篮子。当启动补给水或化学容积补给水流量的余热排出功能不足够或不能使用时，PXS提供安全相关的安全注入和将RCS系统的余热排出。PXS设备位于安全壳内部。这个系统包括支持其运行的管道，阀门和仪器。乏燃料池冷却系统为从CVS获取加硼水，电厂供气系统获取安注箱加压氮气补给，IRWST循环/净化/转移提供了连接。为便于维护，PXS还为取样，通风，疏水提供了其他的管道连接。12非能动堆芯冷却系统安全相关的功能应急堆芯余热排出反应堆冷却剂系统应急补给和硼化安全注入安全壳PH值控制13安全壳内换料水箱(In-ContainmentRefuelingWaterStorageTank,IRWST)①IRWST是一个大型的，具有不锈钢内衬的水箱，位于安全壳内运行甲板下方。②IRWST是AP1000C级设备，其设计符合抗震I类要求。③IRWST的底部在RCS回路高度上方，这样换料硼溶液在充分卸压后可以通过重力排入RCS。④IRWST通过两个DVI管连入RCS。⑤出口安装在IRWST顶部。⑥这些出口在正常运行期间通常是关闭的，以将水气和放射性气体维持在水箱内，防止碎片从安全壳运行甲板进入水箱。安全壳内换料水箱(In-ContainmentRefuelingWaterStorageTank,IRWST)①从IRWST至换料腔室有大型流体溢出通道，以调节PRHRHX或ADS运行期间容积和质量的增加。②水箱和再循环通路都不含有能阻塞出口滤网的物质。③IRWST包括一个PRHRHX和两个卸压喷淋器。PRHRHX管道顶部位于水下，向下延伸至IRWST。喷淋器也淹没在正常水位以下。④IRWST的尺寸可在正常换料时提供换料腔室的注水，RCS长期冷却模式下LOCA事故后安全壳的注水，并支持PRHRHX的运行。⑤安全壳内换料水箱水位和温度由指示器和警报监测。堆芯补水箱（coremakeuptank，CMT）①两个CMT是垂直的，圆形水箱，配有半球形上下封头。CMT使用碳钢制造，内表面包壳为不锈钢。②CMT是AP1000A类设备，设计上符合抗震I类要求。CMT位于安全壳内107英尺高的层面上。③CMT位于连入反应堆容器的DVI管线的上方，该反应堆容器位于热端底部附近。④在正常运行期间，CMT完全充满的硼水，通过冷端压力平衡管线维持在RCS的压力水平。由于水箱没有保温层也未被加热，故CMT中硼水的温度基本与安全壳周围温度相等。堆芯补水箱（coremakeuptank，CMT）①在正常电厂运行期间，要提供连接用于远距离调整每个CMT中硼水的硼浓度。CMT补水由CVS提供。定期采集CMT的样本以监测硼浓度。②每个CMT都有一个入口扩散器，该扩散器的设计可减轻进入CMT的蒸汽速率，从而将潜在的水击作用降到最低，并减少CMT初始运行期间发生混合的总量。③CMT水位和出入管温度由指示器和警报监测。CMT水位仪器用于触发ADS。④『说明』：当进行IRWST注入时，需通过ADS进行主系统卸压，然后注入水以重力排入压力容器。蓄压箱or安注箱（Accumulator，ACCU）①两个安注箱是碳钢球形水箱，内表面包壳为不锈钢。安注箱是AP1000C类设备，设计符合抗震I类要求。安注箱位于安全壳内，CMT下一层上②安注箱主要充满硼溶液，并用氮气加压。③在正常运行期间，安注箱通过两个串联的止回阀与RCS隔离。④当RCS压力降低到安注箱压力以下时，止回阀开启，硼溶液受气体压力而排入RCS中。止回阀的机械运行是开启安注箱到堆芯的注入通路的唯一动作。⑤在RCS压力下降至安注箱静态压力以下后，安注箱提供几分钟的安注。当安注箱排空时，氮气将进入RCS。当发生冷端破裂时，预计大部分氮气会直接排出破口。当发生热端破裂时，预计大部分氮气会通过破裂口或或ADS阀门排出。在以上事故中，一些氮气可能通过反应堆容器，之后再通过热端的ADS阀门排出。氮气不会阻碍堆芯冷却非能动余热热交换器（PRHRHX）①PRHRHX包括出进气道封头，通过纯挚的C型管道相连。管道在IRWST内被支撑。管道顶部距IRWST水面几英尺。PRHRHX是AP1000A类设备，设计满足抗震I类要求。PRHRHX管道阻塞留有裕量。②热交换器入口管道连入一个位于IRWST顶部外侧附近的进气道封头。进气道封头和管板通过一个延伸法兰附着在水箱墙体。热交换器被附着在IRWST地面和天花板的框架支撑。③在发生失去主给水或主给水管线破裂事故时，其运行和蒸汽发生器可用容量能够提供RCS冷却，避免通过稳压器安全阀排水。④非能动余热排除热交换器流体和进出管线温度由指示器和警报监测。pH调整篮（pHAdjustmentbasket）①PXS使用四个pH调整篮控制安全壳地坑内pH水平。篮子由不锈钢构成，带有一个网状头，易于与水接触。根据设计，篮子为AP1000C类设备，符合抗震I类要求。②在事故后，粒状的TSP（磷酸三钠）被用于提高安全壳内硼溶液的pH值至少至7.0。③由于篮子的结构，以及篮子被放置在与事故后再循环流体有传导性的地方，因此篮子与地坑水应良性混合。篮子的设计可防止TSP移动。④电厂延伸运行后，粒状TSP由于吸收潮气可能结成固体状态。⑤TSP的溶解时间大约是3小时。卸压喷淋器（Sparger）①有两个反应堆冷却剂卸压喷淋器。每个都连入一个ADS下泄封头（三个ADS级共用），并淹没在IRWST中。每个喷淋器都有四个向下的支臂。喷淋器支臂在IRWST溢出水位下的水中连入喷淋器中心。喷淋器是AP1000C级设备，设计符合抗震I类要求。②喷淋器将蒸汽分配至IRWST，从而促进更有效的蒸汽浓缩。再循环滤网（RecirculationScreen）①PXS有两个不同种类的滤网，在LOCA发生后使用：IRWST滤网和安全壳再循环滤网。②这些滤网可防止碎片在LOCA事故期间进入反应堆，阻塞堆芯冷却通道。阀门（Valve）①低压差开启止回阀②安注箱止回阀③释放阀④爆破阀表PXS自动触发信号PRHRHX触发任一SG中窄量程低水位，延时+低SFW流量后任一SG中宽量程低水位Pzr水位高任何CMT触发信号ADS第一级触发信号CMT注入触发Pzr低压Pzr低水位任一蒸汽管线中低压任一回路中RCSCL低温安全壳高压ADS第一级触发安注箱注入触发NA(没有触发部件，只有自动触发的止回阀)IRWST注入触发ADS第四级触发信号安全壳再循环触发ADS第四级触发信号+IRWST低水位再循环用引起非能动堆芯冷却系统启动事件二回路系统热量排出增加蒸汽发生器电动蒸汽释放阀或安全阀误开启蒸汽系统管道破裂二回路系统热量排出减少失去主给水给水系统管道破裂冷却剂系统水量减少蒸汽发生器管道破裂假想冷却剂系统管道破裂引起冷却剂丧失停堆事件启动给水丧失冷却剂系统压力边界完整时常规余热排出系统失效半环运行时常规余热排出系统失效换料腔淹没时常规余热排出系统失效Thepassivecorecoolingsystemoperateswithoutpumpsorpowersources.PCCS的运行无需泵的驱动也无需电源（交流）。Processessuchasgravityandexpansionofcompressedgasesarereliedon.依靠诸如重力和压缩气体的膨胀过程来驱动PCCS工作。Aone-timevalvealignment(DCelectricpowerrequired)isrequireduponactuation.一旦收到触发信号，只需要一次性的直流电源使阀门开启。CharacteristicsofPassiveCoreCoolingSystemSafetyFunctions1.Emergencycoredecayheatremoval:应急堆芯衰变热排出：Providecoredecayheatremovalwhennormalheatremovalpathsarelost.当常规堆芯衰变热排出通道（功能）丧失时，提供热量排出功能2.Reactorcoolantsystememergencymakeup&boration反应堆系统应急补水和硼化:Providemakeup&borationwhenmakeupfromCVCSisunavailableorinsufficient.当CVCS无效或功能不足时，提供补水和硼化SafetyFunctions3.Safetyinjection安全注入:ProvideadequatecorecoolingforthecompleterangeofLOCAs.对各种LOCAs提供足够的堆芯冷却4.ContainmentpHcontrol安全壳内的PH控制:Chemicaladditiontoestablishcontainmentfloodupconditionswhichsupportretentionofradioactivity&preventcorrosionofequipment.通过化学添加，建立安全壳内流体的合适条件以支持放射性的保持和防止设备腐蚀2020/4/23SNPTC内部培训教材31CompositePXSMajorcomponents:CMTs冷却剂补水箱Accumulators安注箱IRWST安全壳内换料水箱PRHRHX非能动余热去除热交换器Containmentsump安全壳地坑Depressurization(ADS)valves降压阀2020/4/23SNPTC内部培训教材32PassiveResidualHeatRemovalProvidedbypassiveresidualheatremoval