非能动安全先进核电厂AP1000问答(2)

2025-11-17

从第1级到第3级的管线出口通过一个共同的降压管线与位于IRWST中的一个喷洒器相连。第二个的第1到3级ADS的管线同样具有自己共同的人口、出口和喷洒器。

第4级ADS直接和RCS的热管段顶部相连,并且直接向SG所在的隔间里喷放。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。 11、用于三代堆严重事故下的缓解措施有哪些?试举例说明并简单描绘其过程。① 设置熔融堆芯滞留设施,在发生堆芯融化事故时,堆腔淹没系统将水注入堆内的同时,也注入压力容器外壁与堆坑绝热层之间的空间,以冷却从堆芯落到压力容器下封头上的堆芯熔融物,保证下封头不被熔穿,使堆芯熔融物保持在反应堆压力容器内,避免堆芯熔融物与安全壳混凝土底板发生放热反应,这样来防止安全壳底板直接受热破损和蒸汽爆炸的发生。

② 在一回路设置非能动安全注射系统和多级的非能动自动泄压系统(ADS),当事故时安全注射、泄压,以防止高压熔堆。AP-1000多级自动泄压系统的特征是除了稳压器上已有的三组安全泄压阀外,ADS第4级还设有大容量的自动爆破开启的阀门(爆破阀squib valve),以保证非能动泄压。

③ 设置非能动的安全壳冷却系统(PCS),事故时依靠钢安全壳外壁气流通道的空气对流和冷却水蒸发,带走安全壳内的热量,防止安全壳内超温超压。冷却水的水箱设在安全壳头顶上,水依靠重力下流。

④设置非能动的堆芯冷却系统(PXS),利用一回路再循环水的自然对流和换料水箱内水的热容量来排出堆芯余热。

⑤在安全壳内设置氢点火器和氢复合器来防止氢气燃爆。 第五章

2、AP1000安全壳结构、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。 3、非能动安全壳冷却系统功能 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 4、各主要的设备和部件的作用 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:用来投人过氧化氢溶液(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。

5、AP1000安全壳氢气控制系统的功能和组成。 功能:

1)设计基准事故后非能动地控制氢气,以使氢浓度限制在低于4%(容积)。 2)在严重事故后,为防止氢的爆燃或爆炸提供纵深防御。 3)在正常运行和设计基准事故后,监测安全壳中氢浓度。

4)在堆芯恶化或堆芯熔化事故期间及以后,为防止安全壳内氢的总体浓度达到可燃限值而局部点燃释放的氢。 组成:

1) 氢气复合子系统。 2) 氢气点火子系统。 3) 氢气浓度监测子系统。

6、AP1000主控室应急可居留系统的功能和组成。 功能:

1)为主控制室人员提供呼吸用空气,使室内二氧化碳浓度限制在低于0.500,并用非能动方式保持主控制室内的温度和湿度,使空气品质符合ASHRAE标准62规定的要求。

2)除了主控制室结构实现压力边界低泄漏设计,VES还保证主控制室内的气压高于边界外的大气压力,防止事故后气载放射性物质漏入主控制室,使人员所受照射在72h内不超过GDC 19规定的50mSv (5rem)。

3)设计基准事故后,利用主控制室和设备间土建结构较低温度下的热容进行非能动冷却,以限制仪表控制室、直流电气设备室和蓄电池室内温度的上升,使设备间的温度低于设备合格鉴定的温度限制。 组成:

非能动主控室可居留系统主要由压缩空气贮存箱(32个)、手动隔离阀、压力调节阀、流量测量孔板、遥控操作隔离阀等组成。

第六章

1、正常余热排出系统的功能(至少列出4条)

正常余热排出系统(RNS)的功能包括安全相关功能、执照申请相关功能和非安全相关功能三类。 1)安全相关功能

(1)在功率运行和停堆工况,保持反应堆冷却剂系统压力边界的完整性; (2)事故后,为了长期保持安全壳的水装量,提供安全壳补水通路。 2)执照申请相关功能(用于概率风险评价)

(1)在功率运行和停堆工况下,降低界面系统(旁路安全壳)发生LOCA的概率; (2)在堆芯融化而且反应堆压力容器熔穿的极低概率严重事故条件下,提供安全壳向乏燃料泄压放气的通路。 3)非安全相关功能

(1)反应堆冷却剂系统的停堆冷却。在停堆冷却的第二阶段,将反应堆冷却剂系统从176.7℃降到51.7℃;

(2)停堆净化。在换料工况下,向化容系统提供净化流,以保持反应堆冷却剂系统和换料水池的水质指标;

(3)冷却安全壳内置换料水箱。需要时,提供内置换料水箱的冷却,保持水箱正常温度不高于48.9℃,事故后若非能动余热排出热交换器投入运行,则保持水箱水温低于沸点;

(4)事故后向反应堆冷却剂系统补水。自动泄压系统动作后,可将乏燃料运输容器装载坑的水补入反应堆冷却剂系统,以防止堆芯补水箱水位继续下降而触发自动泄压系统第4级泄压阀的动作和内置换料水箱的非能动注射;

(5)事故后的恢复。在非能动余热排出系统成功缓解事故后,允许由非能动余热排出热交换器切换至正常余热排出系统排出堆芯和反应堆冷却剂系统的热量; (6)反应堆冷却剂系统的低温超压保护。在电厂启动、停闭和换料运行期间为反应堆冷却剂系统提供低温超压保护;

(7)乏燃料的冷却。提供备用的乏燃料池冷却手段。 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去除杂质,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排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?

反应堆冷却剂主泵的压头作为净化流的驱动压头。。 6、CVS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,通过硼和水补给系统将硼酸溶液补入CVS的上充流中。

7、AP1000和M310核电厂的化学和容积系统区别(至少列出3条)。 不同点:

① M310的整个净化回路在安全壳的内侧,而AP1000的净化回路在安全壳的外侧;

② M310的下泄流是通过两级降压降温,而AP1000是高压降温; ② M310有容控箱,而AP1000没有; ③ M310有3台上充泵,而AP1000没有;

⑤ M310在净化系统的前后各有一个过滤器,而AP1000只有在净化系统之后有一个过滤器;

⑥ M310系统是通过容控箱向系统补充H2,同时也可以排出系统中产生的H2;而AP1000通过专门的管线向冷却剂泵吸入口充入H2,系统产生的废气也是通过专门的管线通道排入液体废物系统。

8、AP1000和M310核电厂的余热排出系统与乏燃料水池冷却系统的关系。

当M310的RCP系统需要冷却时,乏燃料水池冷却系统作为余热排出系统的备用系统;而当AP1000的乏燃料水池需要冷却时,则余热排出系统作为乏燃料水池冷却系统的备用系统。


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