压水堆基础思考题

一回路复习题绪论概述1.简述压水堆核电站的基本组成。

答：以压水堆为热源的核电站。

主要由核岛（NI），常规岛（CI），电站配套设施（BOP）三大部分组成。

（1）核岛：蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯等四大部件。

在核岛中的系统设备主要有压水堆本体，一回路系统，以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。

（2）常规岛：主要包括汽轮发电机组、变压器、冷凝器、加热器、主给水泵及二回路系统等，其形式与常规火电厂类似。

（3）电站配套设施：除核岛和常规岛以外的配套建筑物、构筑物及其设施的统称。

2.压水堆核电站如何将核能转化为电能？答：压水堆核电站将核能转变为电能的过程分为四步，在四个主要设备中实现的。

（1）反应堆：将核能转变为热能（高温高压水作慢化剂和冷却剂）；（2）蒸汽发生器：将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的给水，使其变为饱和蒸汽，在此只进行热量交换，不进行能量的转变；（3）汽轮机：将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能。

（4）发电机：将汽轮机传来的机械能转变为电能。

3.核岛厂房主要有哪些？分别布置哪些系统？答：核岛厂房主要有反应堆厂房（RX1、RX2），燃料厂房（KX），核辅助厂房（NX），电气厂房（LX）。

分别布置的系统有：（1）反应堆厂房又称安全壳，其内主要有反应堆和其他一回路主要设备以及部分专设安全系统和核辅助系统设备。

（2）燃料厂房是一个平顶方形混凝土结构，其内主要有乏燃料水池，用以贮放堆芯中卸出的乏燃料。

（3）核辅助厂房为两机组共用。

厂房呈矩形，主要布置核辅助系统（如化学容积控制系统、硼和水补给系统等）、废物处理系统及部分专设安全系统设备。

（4）电气厂房布置有主控室和各种仪表控制系统及供配电设备。

4.常规岛主要有哪些厂房？分别布置哪些系统？答：常规岛厂房主要由汽机厂房和辅助间（1MX 2MX）及联合泵站（1PX 2PX）所组成。

汽机厂房布置有二回路及其辅助系统的主要设备，如汽轮机、发电机、冷凝器、除氧器、给水泵等。

毗邻的建筑物还有通风间、润滑油传送间、主变压器区等。

联合泵站位于循环冷却水（海水）的取水口处，其内主要设置循环水泵和旋转滤网，为汽轮机组的冷凝器提供冷却水源（海水）。

5.厂房及房间的识别符号如何定义？6.设备的识别符号如何定义？答：答：7.工程图纸的识别符号如何定义？答：第一章反应堆结构1.压水型反应堆由哪几大部分组成？答：反应堆的组成：由堆芯、压力容器、堆内构件和控制棒驱动机构等四部分组成。

2.堆芯内有多少束燃料组件？试述燃料组件的组成？答：堆芯有157各结构完全相同的燃料组件。

燃料组件的组成：由骨架和燃料棒组成，呈17×17正方形栅格排列，总共有289个栅格，其中264个装有燃料棒；24个装有控制棒导向管，它们为控制棒的插入和提出导向；1根通量测量管位于组件中心位置，为机组运行过程中测量堆芯内中子通量的测量元件提供通道。

3.控制棒组件按材料和功能各如何分类？其作用如何？答：按材料分类：（1）黑棒组：由24根吸收剂棒组成，吸收能力强；（2）灰棒组：由8根吸收剂棒和16根不锈钢棒组成，吸收能力弱。

按功能分类：分为功率调节棒、温度调节棒和停堆棒三类，每类又分为若干组。

正常运行时，功率调节棒位于机组功率对应的棒位高度，用于调节反应堆功率；温度调节棒在堆芯上部一定范围移动，用于控制冷却剂温度的波动；停堆棒用于事故紧急停堆，正常运行时提出堆外。

4.可燃毒物和中子源组件的功能是什么？答：可燃毒物组件功用：新堆装料时，后备反应性过大，为了保证慢化剂温度系数为负值，其硼浓度又不能过高，为了补偿堆内过剩反应性，装入66束具有较强吸收中子能力的可燃毒物组件。

中子源组件功用：反应堆初次运行之前和长期停堆之后，堆芯内中子很少，此时如果启动，堆芯外核仪表无法探测到堆内的中子注量率水平。

为了安全启堆，必须随时掌握反应堆次临界程度，以避免发生意外的超临界。

其作用就是（1）产生用于铀裂变的中子；（2）中子源产生足够多的中子数，使源量程核仪表通道能探测到堆内中子水平（要求计数率大于2 S-1），以克服测量盲区。

5.压水堆堆芯燃料组件为什么要分区布置？换料的基本原则是什么？答：原因：堆芯沿径向中子通量的分布是中间高外侧低，为了提高堆芯平均功率密度和充分利用核燃料，采取按富集度不同分区装料和局部倒料的燃料循环方式。

换料原则：将燃耗最深的燃料组件取走，在外区加入新燃料组件，各组件在堆芯中央重新布置，使功率分布尽可能均匀。

第二章 RCP1.反应堆冷却剂系统的功能是什么？答：（1）热量传输——使冷却剂循环流动，带出堆芯热量传至蒸汽发生器再传至二回路给水，同时冷却堆芯，防止燃料元件烧毁和毁坏。

（2）中子慢化——冷却剂兼作慢化剂使中子慢化到热中子状态。

（3）反应性控制——改变控制棒插入深度和调整硼酸浓度控制反应性的变化。

（4）压力控制——用稳压器及卸压箱控制系统压力，防止堆芯产生偏离泡核沸腾。

（5）阻止放射性物质扩散——承压边界，第二道安全屏障（第一道是燃料元件包壳，第三道是安全壳）。

（6）稳压器的安全阀起超压安全保护作用。

RCP的构成和流程。

答：构成：由反应堆和与其相连的三个环路组成，每条环路包含一台蒸汽发生器、一台主泵及相应的管道。

一台稳压器是三个环路公用，经波动管连接在一环路的热管段上。

流程：高压的冷却剂在堆芯吸收了核燃料裂变放出的热能，从反应堆压力容器出口管流出，经主管道热管段进入蒸汽发生器的倒置的U形管，将热量传递给在U形管外流动的二回路系统的给水，使之变成蒸汽。

冷却剂由蒸汽发生器出来经过渡管段进入主泵，经主泵升压后流经冷管段，又回到反应堆压力容器。

3.简述蒸汽发生器的功能及其工作原理。

4.保持蒸汽发生器水位的必要性是什么？答：蒸汽发生器水位指二次侧下降通道环形空间的水位，要保持在根据负荷而定的水位整定值上，以防止瞬态时水位过高淹没干燥器，使出口蒸汽温度增加，损害汽轮机叶片；另一方面，防止水位过低，引起一回路冷却剂温度升高，导致堆芯冷却不足，以及蒸汽发生器传热管部分暴露于蒸汽中，造成热应力损坏。

5.主泵由哪些部件组成？主要部件的作用是什么？答：组成：由电动机、轴封组件和水力部件三部分组成。

（1）水力部件：由泵体、热屏、泵轴承和轴封注入水组成。

泵体为冷却剂提供流动通道，热屏在反应堆冷却剂和轴承之间提供热屏障，防止轴封和轴承的损坏。

泵轴承是浸在水中的水润滑轴承，安装在热屏和轴封之间。

轴封注入水作用是保证主泵轴承的润滑，保证一回路水不向外泄漏，在RRI系统暂时断水时，保证主泵轴承和轴封的短时应急冷却，高压冷水经过泵轴承、热屏流到泵壳内，抑制反应堆冷却剂不能向上流动。

（2）轴封系统：为了防止高温高压且带放射性的冷却剂沿泵轴泄漏到环境中，设置了轴封系统来保证主泵轴向的密封。

该系统由三级串联的轴封组成，通过连续的三级可控泄漏，将压力逐步降低。

（3）电动机：1、定子和转子电动机定子和转子采用开放式空气冷却。

为防止安全壳内空气升温，在空气冷却回路出口装有两台冷却器，由RRI 设备冷却水系统冷却。

定子绕组上设有电加热器，在泵停运时自动加热，保持绕组干燥。

2、电动机轴承电动机由下部径向轴承、上部径向轴承和轴向止推轴承定位：下部径向轴承用油润滑，轴承箱内贮存的油通过装在轴承箱上的一个盘管冷却器冷却；上部径向轴承与轴向止推轴承组合为一体。

润滑油通过外置热交换器进行冷却。

3、顶轴油泵主泵在启动或停止之前，应首先启动一台辅助高压润滑油泵（称顶轴油泵），向推力轴承上、下侧注入高压油，避免轴盘与轴瓦磨损顶轴油泵产生的最小油压为4.3MPa，在主泵完全启动后至少50S才能停止该油泵。

4、情转飞轮在电动机轴的顶端装有一个6～6.5吨重的飞轮，其总转动惯量为3800 kg·㎡（飞轮转动惯量为2500 kg·㎡）。

飞轮用来增加泵的转动惯量，提供充分的惰走时间，以便在发生断电事故时能保证反应堆堆芯的冷却。

飞轮上附有一个抗倒转装置，使得当一台泵停转而其它泵仍在运行时，停转泵的转子不会由于冷却剂的回流而发生倒转。

6.简述电加热式稳压器的主要功能及其基本结构。

答：主要功能：（1）压力控制——在稳态运行时维持15.5MPa 负荷变化时，利用喷淋和电加热保持一回路压力恒定。

（2）压力保护——高/低压报警、高/低压停堆、超过安全阀阈值安全阀自动排放。

（3）补充RCP水容积变化，作为一回路冷却剂的缓冲箱，——与RCV系统配合。

（4）RCP升压和降压——用于启堆时系统升压、升温和停堆过程系统降压。

（5）除气——排出稳压器内饱和水与饱和汽以及其它气体。

基本结构：（1）喷淋系统；（2）电加热器；（3）安全阀。

7.绘图说明大亚湾的运行方案和SG、PZR的水位整定值。

答：（1）大亚湾的运行方案——反应堆进口水温基本不变方案。

在保证燃料及包壳正常性能所需要的对一回路水温要求的范围内，尽可能照顾到二回路循环的热效率。

这就是大亚湾核电站所采用的方法——一回路反应堆进口水温基本不变，此时平均温度随负荷的增加而上升，上升到可接受的程度，蒸汽温度仍然随负荷的增加而降低，但与平均温度不变的方案相比有较大的改善。

（2）SG的水位整定值曲线：如图，零负荷时，水位整定值为34％，此后随着负荷增加，二次侧水的密度减小，体积膨胀，因此水位整定值亦线形增加，直到负荷为20％FP时，水位为50％，即在量程的中部。

为了防止水位太高淹没汽水分离器，负荷大于20％FP时，水位整定值不再增加，维持在50％。

（3）PZR水位整定值曲线：一回路平均温度的变化会引起一回路水体积变化，所以稳压器水位也随之变化。

稳压器水位调节系统的功能是将稳压器水位维持在随一回路平均温度而变的整定值附近。

不是一个定值。

根据这个整定值调节水位可保持反应堆冷却剂系统内水的质量基本不变，以便在功率变化时最大限度地减小硼回收系统和废液处理系统的负担。

水位整定值曲线虽然考虑了反应堆功率或汽轮机负荷改变（因而使冷却剂温度改变）对水位的影响，但是在快速负荷变化时，仍然会造成水位偏离整定值，此时水位调节系统根据稳压器水位偏离整定值的大小来改变上充流量，以恢复水位。

8.简述先导式安全阀的工作原理。

9.简述稳压器卸压箱的基本结构及其功能。

答：基本结构：为卧式低压容器，总容积约37m3，上部11.5m3为氮气空间，有一组喷淋器。

下部有25.5m3为水空间,容器底部有一根鼓泡管与稳压器卸压管相连。

功能：收集、冷凝和冷却稳压器安全阀、余热排出系统(RRA)安全阀、RCV系统安全阀排放的蒸汽以及一回路系统阀杆填料装置泄漏的冷却剂。

避免带有放射性的一回路流体对安全壳的污染。

第三章一回路辅助系统（RCV.REA.RRA）1.化学和容积控制系统的主要功能及其目的是什么？答：主要功能：保证一回路必需的容积控制、化学控制和反应性控制。