1、壓水堆核電廠運行與管理結課論文壓水堆核電廠運行P-T圖的分析學 號： 201220040313 姓 名： 王 濤 班 級： 1220403 專 業： 核工程與核技術 時 間： 2015年11月24日 壓水堆核電廠運行P-T圖的簡單分析一、引言1反應堆壓力容器(RPV)是核安全一級部件，在服役過程中，由于受到中子輻照的影響，材料性能將會逐漸劣化，具體表現為強度增加、塑性與韌性下降。為了防止發生脆性開裂，核電廠在啟停堆過程中必須控制壓力容器內的溫度和壓力，將壓力和溫度控制在限值曲線(P-T曲線)所規定的范圍內。即構成反應堆在運行時所應遵守的核電廠運行P-T圖2。二、限制線把反應堆標準運行的溫度、壓

2、力限制標注在PT圖上，則構成了RCP標準工況PT圖。對于核電廠從換料到功率運行的反應堆標準運行方式，溫度和壓力都必須控制在限制的范圍內，設備安全才得以保障。下面就RCP標準工況（PT）圖上的各限制線加以簡要說明。2.1一回路運行溫度上限線3從核安全角度考慮，除穩壓器外，一回路任何部位都不允許出現沸騰現象，尤其在元件表面。另外也要避免主泵運轉時泵吸入口局部汽化，造成主泵葉片的汽蝕。故限制一回路運行時最高堆入口溫度應比運行壓力所對應的飽和溫度低50。由于零功率工況平均溫度與入口溫度相同，故：Tav=Tsat-50（其中：Tav一回路冷卻劑平均溫度；Tsat一回路運行壓力下對應的飽和溫度。）不然會造

3、成主泵葉片汽蝕，一回路產生偏離泡核沸騰，燃料元件表面溫度急劇升高。通過穩壓器進行壓力溫度調節2.2蒸汽發生器安全閥動作限制線 蒸汽發生器是一、二回路共有的設備，其二回路側的運行狀況直接影響著一回路。二回路側最大運行壓力為 7.54MPa(絕對)，這是由汽輪機旁路系統(GCT)的大氣排放閥整定值來保證的，對應的飽和溫度為290.8。否則易一回路過熱和二回路超壓，導致蒸汽發生器傳熱管破裂。可由蒸汽發生器安全閥的開合來控制。2.3一回路額定運行壓力線反應堆冷卻劑系統（RCP）的額定運行壓力為15.4MPa(表壓)，它受回路設計的機械強度的限制。為了防止超壓對設備造成破壞，在穩壓器上有三個安全閥，其動

4、作壓力分別整定在16.6，17.0，17.2MPa（表壓）。不然易造成堆芯產生偏離泡核沸騰,穩壓器的蒸汽向安全殼內排放，帶有放射性的一回路流體可能對安全殼造成污染。通過穩壓器的泄壓閥來調節一回路壓力2.4蒸汽發生器一、二次側最大壓差限制線蒸汽發生器內U型管的管板是一開有許多小孔的平板，由于受機械強度和應力的限制，板兩側的壓差限制為11.0MPa。管板一回路側為穩壓器壓力，二回路側為一回路水溫所對應的飽和壓力（蒸發器無功率輸出情況下），因此該限制線符合：PRCP=Psat+11.0MPa 不然易導致蒸汽發生器傳熱管破裂，造成二回路放射性污染。通過調節汽動給水泵轉速來控制。2.5一回路運

5、行溫度下限線反應堆冷卻劑系統（RCP）的穩壓器作為壓力控制設備工作時，其內的冷卻劑溫度大于系統其它部位。而穩壓器作為一回路冷卻劑，在一回路溫度升高或降低時都相應有冷卻劑通過波動管流入穩壓器或流出穩壓器。穩壓器和一回路管道之間連接波動管的熱應力隨著溫差增大而加大。為限制熱應力給波動管造成的損害，規定一回路運行溫度最低不得比運行壓力對應的飽和溫（即穩壓器內冷卻劑的溫度）低110：Tav=Tsat-110。由于這種對波動管造成損害，因而可通過穩壓器調節其壓力溫度減少其對波動管的損害。2.6余熱排出系統接通最低、最高溫度線 余熱排出系統（RRA）設計的最高運行溫度為180，RRA要聯接到RCP系統時，

6、規定了最低投入溫度為160。因為在RRA系統投運后，RCP壓力意外升高時，RRA系統有二個不同定值的安全閥進行超壓保護（定值分別為3.9MPa(表壓)和4.4MPa(表壓)）。否則RCP壓力升高保護只有依靠穩壓器安全閥（最低壓力為16.6MPa(絕對)），這在反應堆容器壽期末是很危險的。極易反應堆容器在整個壽期內發生脆性斷裂。可由限定安全閥的閾值來進行檢測，預警。2.7余熱排出系統設計運行壓力上限線最高運行壓力2.9MPa(表壓)。當一回路進行升溫升壓操作時，余熱排出系統（RRA）必需在此限值之前隔離、退出運行。否則可能導致反應堆容器在整個壽期內發生脆性斷裂。可由穩壓器卸壓箱進行調整。2.8主

7、泵啟動最低壓力限制線 為保護主泵1號軸封，主泵啟動前必須使軸封兩面分離，使其泄漏量大于50L/h，達到潤滑、冷卻軸封的目的。為滿足這一條件，軸封兩端壓差必須大于1.9MPa。所以，主泵的最低啟動運行壓力規定大于2.3MPa（表壓）。否則主泵會發生氣蝕現象（液體汽化、汽泡產生、蒸汽凝結、汽泡破裂），減少主泵壽命。可通過第一道軸封的旁路管線進行控制軸封兩端壓差。2.9啟動第一臺主泵的溫度上限線 反應堆冷卻劑系統（RCP）冷卻劑溫度超過70時，要求至少有一臺主泵運行，以避免啟動第一臺主泵時造成反應堆冷卻劑系統（RCP）超壓。這是因為在單相水實體時，反應堆冷卻劑系統（RCP）壓力由RCV 013 VP

8、控制，由于水實體時水不可壓縮，軸封水注入主泵的一部分滯留在泵腔及主管道內，軸封水溫度較低，當冷卻劑溫度大于70時啟動主泵，這部分水被泵打入堆芯及蒸汽發生器與其它高溫水混合及被蒸汽發生器反向傳熱，加熱而膨脹，當超出RCV 013 VP的調節能力時，將會使一回路超壓，導致余熱排出系統（RRA）安全閥開啟。不然易造成RCP系統超壓，進而導致RRA安全閥開啟。可通過主泵，化容系統，設備冷卻水系統等協同調節。2.10硼結晶溫度限制線 硼酸在水中的溶解度隨溫度升高而增加，為防止低溫度時一回路水中硼酸結晶而析出，限制一回路冷卻劑溫度不得低于10。硼酸在此溫度下的溶解度為3.51%(相當于硼濃度6140g/g)。低溫度時一回路水中硼酸結晶而析出，進而影響堆芯傳熱。因而在冷段再循環階段,低壓安注流量只要能維持大于20%的正常流量,并通過兩條完好環路的冷段注入,就可保證堆芯冷卻,且可防止硼酸在堆芯和上腔室內結晶析出。三、結語本文根據壓水堆核電廠運行的相關知識對壓水堆核電廠P-T運行圖進行了簡單分析，對其中11條限制線的由來及應用有了一個簡單的初步認識，對P-T運行圖的重要性有了根深一層的認識。只有具備特定資格并經指派的運行人員，才能控制和指揮核電廠的運行和狀態的改變，運行人員必須熟知和遵循核電廠各個運行