第六章 一回路辅助系统

- 60 -

第六章 一回路辅助系统

一回路辅助系统是核辅助系统的一个重要组成部分。除了一回路辅助系统之外，核辅助系统还包括有辅助冷却水系统、三废处理系统、核岛通风空调系统以及核燃料装卸贮存和工艺运输系统。

一回路辅助系统包括化学和容积控制系统（RCV ）、反应堆硼和水补给系统（REA ）、余热排出系统（RRA ）和核取样系统（REN ）。

RCV 与核安全有关，REA 的调硼和加硼部分与核安全有关，RRA 与核安全密切相关，完全按专设安全设施的要求来设计。REN 在监督一回路水质、保证一回路系统正常运行、减少厂房内剂量及延长设备使用寿命等方面起着重要的作用。

本章只介绍前三个系统，即：RCV 、REA 和RRA 。

6.1 化学和容积控制系统(RCV)

6.1.1 系统功能

1. 主要功能

化学和容积控制系统(以下简称化容系统)保证反应堆冷却剂系统（RCP ）所必需的三种功能,即：容积控制、化学控制和反应性控制。

（1）关于容积控制

——水容积变化的原因

当一回路水温变化时，回路中水的容积也随之变化（图6.1）。从图中可以看出，一回路水温自冷态（60℃）变到热态（291.4℃），水容积将增加近40%。正常运行时，一回路水的平均温度随着功率的增加而增加，功率的改变也将引起水容积的变化。一回路水容积的变化必将导致稳压器水位的波动；

一回路是个高压（15.5MPa ）水回

路，压力容器一号密封、主泵2号轴封

和一些大的阀门、阀杆等一回路边界将

不可避免地产生泄漏，这些泄漏也会引

起稳压器水位的波动。

——容积控制的目的

就是要吸收一回路的水容积变化，

将稳压器的液位维持在整定值上。不同

功率下稳压器液位的整定值是不同的，

称为程序液位。 ——容积控制原理

简单来说，就是通过化容系统的上充、下泄来吸收一回路的水容积变化，将稳压器的水位维持在程序液位（图6.2）。

- 61

-

图6.2 容积控制原理

(2)关于化学控制

——一回路水化学变化的原因

物理腐蚀：杂质沉积在燃料包壳上结垢，形成热点，导致燃料包壳破损；

化学腐蚀（侵蚀）：一回路水中杂质多、温度高、氧含量增加以及pH 值降低等原因都将会大大加速化学腐蚀。大流量的水冲刷将这些腐蚀产物带入一回路水中。由于中子辐照，这些腐蚀产物部分被活化，成为活化产物。

——化学控制的目的

就是要将一回路所有部件的

腐蚀控制在最低限度，清除水内

悬浮杂质，将一回路水的化学及

放射性指标维持在规定的范围以

内。

——化学控制原理（图6.3）

用如下方法对一回路水的化

学及放射性指标进行控制：

注入氢氧化锂（7Li ）以中和

硼酸，控制pH 值，保持一回路冷

却剂为偏碱性；

机组启动时向一回路注入联

氨除氧

N 2H 4+ O 2 → 2H 2O + N 2↑

正常运行时，向容控箱充入

氢气，抑制水辐照分解生成氧；

净化:过滤以除去水中的悬

浮物、除盐以除去离子态杂质。

——化学控制的温度和压力

离子交换树脂不能承受60℃以上的温度，因此要求下泄流的图6.4 RCV 系统的冷却和降压

图6.3 化学控制原理

温度降至45℃；

与化容系统相联系的一回路以外的其它系统都处于低压，所以必须将下泄流的压力降至0.2 - 0.5MPa（图6.4）；

为防止汽化，降温降压过程必须是先降温，后降压，再降温，再降压，如图6.4所示。

（3）关于反应性控制

这里讲的反应性控制是指硼浓度的控制。化容系统调节一回路水的硼浓度，以补偿堆芯反应性的慢变化。

——反应性变化的原因

从冷停堆到热态零功率，燃料的多普勤效应和慢化剂的温度效应将导致反应性的变化；

带动率运行时，毒物（135Xe、149Sm等）的产生、裂变产物的积累和燃耗导致的反应性减少；

工况改变导致的过渡反应性变化。

——反应性控制的目的

就是通过调整一回路冷却剂的硼浓度来补偿由于燃耗和毒物（135Xe和149Sm）带来的负反应性变化、控制轴向功率偏差ΔI、控制R棒位在调节带内及保证停堆深度。

——反应性慢变化的控制措施

反应性慢变化的控制措施包括加硼、稀释和除硼。

2. 辅助功能

(1)为主冷却剂泵提供轴封水

系统为主泵提供的经冷却和过滤的、压力高于一回路的轴封水，抑制了一回路水沿轴向外的泄漏，又润滑、冷却了轴封，防止轴封的损坏。

(2)为稳压器提供辅助喷淋水

当主泵出现故障或由于断电而不能运行时，辅助喷淋管线将代替主喷淋管线，调节和控制一回路的压力。

(3)上充泵作为高压安注泵

一回路发生失水事故时，上充泵作为高压安注泵将7000µg/g的硼水注入一回路的冷端或冷、热双端。

(4)一回路处于单相时的压力控制

稳压器单相（满水）时，一回路的压力将由RCV013VP来控制。

(5)对一回路进行充水、排气和水压试验

系统提供一回路的充水、参与一回路的排气和水压试验。水压试验时，上充泵使一回路系统由常压升至17.2MPa.g。

6.1.2系统流程

如图6.5所示，化容系统由下泄回路、净化回路、上充回路和轴封水及过剩下泄回路四部分组成。另外，还有一条低压下泄管线和一条除硼管线。

1. 下泄回路

正常稳态运行工况下，下泄流自一回路的3环路（1号机）冷端引出，经RCV002VP - 62 -