国家核电-AP1000-讲座

-1-2009年3月23日星期一AP1000详细介绍-2-一、AP1000核岛主要工艺系统介绍二、AP1000核岛主要的设计参数三、反应堆冷却剂系统一RCS四、非能动堆芯冷却系统一PXS五、非能动安全壳冷却系统一PCS六、化学和容积控制系统一CVS七、正常余热排出系统一RNS目录2009年3月23日星期一-3-一、AP1000核岛主要工艺系统介绍1，反应堆冷却系统一RCS2，非能动堆芯冷却系统一PXS3，非能动安全壳冷却系统一PCS4，化学容积控制系统一CVS5，正常余热排出系统一RXS6，设冷水系统一CCS，7，蒸汽发生器排污系统一BDS，8，乏燃料池冷却系统一SFS，9，一回路取样系统一PSS，10，液体废物系统一WLS，11，装换料系统一FHS12，蒸汽发生器系统一SGS13，主给水和启动给水系统一FWS14，安全壳系统一CNS15，安全壳泄漏率试验系统一VUS16，安全壳再循环冷却系统一VCS17，安全壳氢气控制系统等27～28个工艺系统2009年3月23日星期一-4-二、AP1000核岛主要的设计参数～AP1000发电机的上网电为1090MKW～NNNS热功率为3415MKW～反应堆的换料周期为18个月～100%功率甩负荷到厂用电，不仃堆、仃机～设计寿期为60年～RCS设计压力：17.1MPa～RCS设计温度：343℃（360℃）～正常运行压力：15.4Mpa～热段温度：321℃～冷段温度：281℃～在考虑热蒸汽发生器传热管堵管10%的状态下，RCS的热段温度可达325℃（321℃）～AP1000属于第三核电厂，但用于发电的主设备都有成熟的经验：如反应堆压力容器，核燃料组件，堆内构件，蒸汽发生器，主泵，汽轮发电机组等。2009年3月23日星期一-5-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-6-三，反应堆冷却剂系统一RCS1，反在堆冷却剂系统主要设计功能～反在堆冷却剂系统使用的介质（水+硼溶液）既是冷却剂、载热剂，也是慢化剂（水一水堆）～反在堆冷却剂系统压力边界是防止放射性物质外泄的第二道屏障～调节冷却剂中的硼浓度来控制反应性～自动降压功能～应急卸泄功能～进行压力控制，起到稳压作用～工艺监测～有足够的能力使反应堆保持在安全停堆状态～有足够的能力可以预防和缓解事故的发生和发展2009年3月23日星期一-7-三，反应堆冷却剂系统一RCS2，反在堆冷却剂系统主要设计参数设计压力：17.1MPa（174.5Kg/cm2）设计温度：343℃（稳压器的设计温度：360℃）运行压力：15.4MPa热段处冷却剂的温度321.1°C冷段处冷却剂的温度280.7°C热段处冷却剂的流量40348m3/hr（23m/s）一‘最大’冷段处冷却剂的流量17886m3/hr（20.25m/s式）热段处冷却剂的压力15.50MPa冷段处冷却剂的压力15.93MPa2009年3月23日星期一-8-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23星期一-9-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-10-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-11-三，反应堆冷却剂系统一RCS主管道主要性能和参数如下：冷段数量4热段数量2设计压力：17.1MPa（174.5Kg/cm2）设计温度：343℃（稳压器的设计温度：360℃）运行压力：15.4MPa热段处冷却剂的温度321.1°C冷段处冷却剂的温度280.7°C热段处冷却剂的流量40348m3/hr（23m/s）一‘最大’2009年3月23日星期一-12-三，反应堆冷却剂系统一RCS冷段处冷却剂的流量17886m3/hr（20.25m/s）热段处冷却剂的压力15.50MPa冷段处冷却剂的压力15.93MPa冷段内径559mm热段内径787mm冷段壁厚65mm热段壁厚83mm主管道材料（控氮不锈钢）SA-376（316LN）2009年3月23日星期一-13-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23星期一-14-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-15-三，反应堆冷却剂系统一RCS反应堆堆芯的主要设计参数压力壳（内径4.039m），吊篮，堆芯围板，热屏，下部支持板，上部支持，活性区，控制棒导向管，堆顶模块（一体化堆顶）压力壳内径；4.039m压力壳总高：12.2m堆芯燃料组件数；157合燃料活性长度；4.27m燃料组件排列；17x17控制组件数；53灰棒组件数；162009年3月23星期一-16-三，反应堆冷却剂系统一RCS核裂变：23592U+1N0→X1+X2+2.431N0+△E其中，△E～200MeV，裂变能是在燃料元件内释放出来的，平均值2.431N0→99.35％瞬发中子+0.65％缓发中子，5％左右的裂变能是在慢化剂中释放出来的，不足5％的裂变能是在反射层和热屏蔽层中释放出来的。AP100O核电厂堆芯功率为3400MW，NSSS输出热功率为3415MW，其中有15MW是主泵的贡献。10B+1N0→7Li+4α2009年3月23日星期一-17-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-18-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-19-燃料元件；157盒燃料元件排列：17×17一289根控制捧（黑捧）；53束灰棒：16每束控制棒有24根元件，其中：12根为不锈钢材料12根强吸收中子材料三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-20-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一1初始堆芯燃料组件内的燃料棒富集度是均匀的（53x2.35w/o+52x3.40w/o+52x4.45w/o。2使用1558根硼玻璃可燃毒物棒（部分向心布置）和8832根IFBA可燃毒物棒；69束控制棒（16束灰棒，53束黑棒）。3每束灰棒由4根Ag-In-Cd棒和20根不锈钢棒组成。黑棒则由24根Ag-In-Cd棒组成。4使用157个西屋最新的17X1714英尺（426.72厘米）Robust燃料组件；具备不调硼负荷跟随能力；从初始堆芯开始就实现18个月长燃料循环；设计先进；设计方法和设计内容与第二代压水堆相比有一定改进；基本达到第三代压水堆的要求。是世界上先进的堆芯核设计之一。-21-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-22-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23星期一-23-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-24-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23星期一-25-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23星期一-26-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-27-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-28-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-29-FLOWRESTRICTORSTEAMNOZZLESECONDARYMANWAYPRIMARYSEPARATORSFEEDWATERRINGFEEDWATERNOZZLESTARTUPFEEDWATERNOZZLETUBEBUNDLEANTI-VIBRATIONBARTUBESUPPORTPLATEHANDHOLESCHANNELHEADTUBESHEETINLETNOZZLEDIVIDERPLATEINSPECTIONPORTPRIMARYMANWAYSBOTTOMVIEWSECTIONB-BTOPVIEWSECTIONA-AAABBFigure5.4-2SteamGenerator流量限制器蒸汽接管嘴二次侧检修人孔启动给水接管初级汽水分离器给水环给水接管传热管管束防振条传热管支承板检查舱门管板检修手孔下封头进口接管隔板一次侧检修人孔仰视图截面B-B截面A-A顶视图出口接管三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-30-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-31-1，蒸汽发生器：2台，垂直倒U形管，再循环设计下封头（管板，隔板，进出口接管，人孔）筒体（传热管，传热管支承板），给水环，初级蒸水分离器，二级蒸水分离器每台蒸汽发生器的管子数；10,025根蒸汽发生器总高：22.5m2，蒸汽发生器设计参数：～每台蒸汽发生器的蒸汽流量：3400T/h～总的蒸汽流量：6795T/h～给水温度：227℃～蒸汽发生器出口压力：5.612MPa～设计压力：8.274MPa～设计温度：316℃三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-32-～每台蒸汽发生器的排污流量（0.061%）：2.07T/h～每台蒸汽发生器最大排污流量（0.61%）：20.7T/h～在110%设计压力下，每台蒸汽发生器安全阀的排放能力：3740T/h～每台蒸汽发生器释放阀排放能力：在0.689MPa压力下，排放量：32T/h在8.274MPa压力下，排放量：46.3T/h三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-33-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-34-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-35-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-36-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-37-反应堆冷却剂泵：4台屏蔽泵电动机铭牌额定值，5,220kW设计流量；17886m3/h压头；111.3m转速：1800rpm（频率60ZH可调）每回路最佳估计流量；35,658m3/hr（热管段）总高：6.69m三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月23日星期一-38-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-39-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-40-三，反应堆冷却剂系统一RCS2009年3月16日星期一-41-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-42-PXS非能动堆芯冷却系统设计功能：～应急补给功能（3500PPm硼水）～堆芯安全注射功能～应急堆芯衰变热移出功能～安会壳内PH值控制功能～反应堆冷却剂系统冷却功能～换料控的淹没功能四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-43-四，非能动堆芯冷却系统一PXSPXS非能动堆芯冷却系统设计参数1，补给水箱2只～设计压力：17.1MPa～设计温度：343℃～总容积：70.8m3×2～硼浓度：3500PPm2，非能动热交换器1个～设计压力：17.1MPa～设计温度：343℃～热交换面积：476m2（低效率）3，安注箱2只～正常运行压力：4.8MPa～总容积：56.6m3×2～正常运行水容积：48.1m3～正常运行气容积：8.5m34，安全壳内置换料水箱1只～总水容积：2131m3～硼浓度：2700PPm2009年3月23日星期一-44-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-45-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-46-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-47-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-48-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月16日星期一-49-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-50-四，非能动堆芯冷却系统一PXS2009年3月23日星期一-51-五，非能动安全壳冷却系统一PCS2009年3月23日星期一-52-五，非能动安全壳冷却系统一PCS1,PCC系统主要的设计功能～移出安全壳内热量～进行安全壳内的工艺监测～为消防系统提供水源2，PCC系统主要设计参数～PCS贮存水箱容积：2864m3～FPS消防水箱容积：68m3～PCCAWST辅助水箱容积：3546m3～PCS初始冷却水流量：112m3/h～循环水泵冷却水流量率：22.7m3/h～循环水泵扬程：114.3m～PCS贮存水箱水最低温度：4.5℃～PCS贮存水箱水最高温度：49℃～运行层一135/～导流板高度一142/2009年3月23日星期一-53-五