秦山核电站稳压器系统

秦山核电站稳压器系统

一、作用及设计考虑

稳压器的主要作用，是将一回路(RCP)的压力维持在15.5MPa(abs)的整定值上，以防止冷却剂水在一回路中汽化。稳压器内贮有两相状态的水，水和蒸汽都在确定的压力所对应的同一温度，依靠喷淋阀和加热器进行压力调节;其次是可缓冲一回路系统水容积的迅速变化。

稳压器的设计应能调节由于负荷瞬动引起的压力波动，即能维持水和蒸汽在饱和状态下的平衡。它的容量必须有足够的水容积和足够的蒸汽容积。

二、设备描述

1. 容器

稳压器的构造如图1-28所示。它是一个立式的圆筒，上下分别是半球形的封头，内表面有不锈钢覆盖层。稳压器总高12.103m，最大外径2.342m，底部以波动管与一环路热管段相连。稳压器下部有电加热器，多孔滤屏和取样口，稳压器上部有喷淋管道，以及能提供超压保护的安全阀组。

稳压器中装有两个测温装置：

一个在液相中，RCP 10 MT

一个在汽相中，RCP 09 MT

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RCP 10 MT传送信号。

437AA“稳压器汽相温度高”，通过RCP 09 MT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RCP 004 MT，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