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。 t恤转印纸

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。

电动加油泵

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

背光片

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)。塑料拖把头

第一种方法，加热的效应

图1-32 稳压器的作用

当稳压器的蒸汽空间存在时，由稳压器压力控制系统控制反应堆冷却剂系统压力。外负荷的变化会引起反应堆功率和汽轮机负荷之间失配，从而引起水容积膨胀或收缩。

如果反应堆功率超过汽轮机负荷，则水容积膨胀并压缩蒸汽，引起的波动将由下述措施补偿：

—— 热段来的冷波动水;

—— 冷管段引来的喷淋水通过喷淋而使蒸汽凝结;

当超压时，由稳压器安全阀组，卸压箱和反应堆高压停堆提供超压保护。

如果汽轮机负荷超过反应堆功率，则容积收缩且稳压器蒸汽空间扩大，引起的降压将由电加热器的投入使水蒸发加以补偿，直至压力整定值的重新建立。如果超过稳压器的低压停堆整定值，就要停堆。在稳态运行过程中，可调式加热器是工作的，以补偿连续喷淋和稳压器的热损失。当稳压器注满水时，由化学和容积控制系统低压下泄阀控制其压力。

稳压器压力控制回路(表1—6)包括：

1.压力变送器 RCP005、006、013、014MP;

2.比例-积分-微分压力控制器 RCP401RG;

3.稳压器和加热器组 RCP001、002、003、004、005、006RS;

4.喷淋控制阀 RCP001、002VP;

稳压器压力由压力变送器RCP005MP、006MP、013MP和014MP测量。来自压力变送器的测量信号经控制室的切换开关选择其中一路至PID控制器中，然后输出信号送到四个函数发生器：

—用于启动比例功率输出加热器组的两个相同的函数发生器(RCP404MR GD1和GD2功能块);

—用于启动喷淋阀的另两个相同的函数发生器(RCP402和403RG)。每个喷淋阀配有一个手动操作站。

在低压时，控制器的信号还用来接通恒定功率输出加热器组(RCP001、002、005和006RS)。

图1-33表示RCP005MP,006MP,013MP,014MP测量通道的作用。

表1-6 反应堆冷却剂压力对应电信号的整定值

在低压时，控制器的信号还用来接通恒定功率输出加热器组(RCP001、002、005和006RS)。

图1-33表示RCP005MP,006MP,013MP,014MP测量通道的作用。

图1-33 稳压器压力控制原理

四、稳压器的水位调节

核电厂正常运行工况下，一回路平均温度的变化，将引起稳压器水位的变化。而引起一回路平均温度变化的因素很多。如功率运行时二回路系统热功率的变化，蒸汽发生器二次侧给水的突然增加或减少，反应堆功率控制系统的超调;当反应堆启动或者停闭时，一回路水温由60℃升到290.8℃(或由290.8℃降到60℃)，就要引起一回路水容积的变化;当反应堆从热备用到功率运行，一回路平均温度从290.8℃提高到310℃，也要引起一回路水容积的变化。

当稳压器内水位过高时，稳压器将失去对一回路系统压力控制的能力，而且有安全阀组进水的危险;如果水位过低，加热器电阻加热元件有裸露于空气中的危险。为此，必须对稳压器进行水位调节，以保持稳压器的水位在正常的运行范围内。

稳压器水位整定值与一回路平均温度成线性关系：即水位从290.8℃时的25.3%变到310℃时的59.6% ，如图34。

乳化石蜡整定值是在化学和容积控制系统没有下泄流量和当功率负荷从0变到100%额定功率的条件下，使稳压器能承受一回路水容积的变化而计算确定的。

稳压器上装有四个水位测量线路(图35)

一个测量通道(012MN)是在冷态下标定，只适用于反应堆启动和停堆。它的测量结果被传送到控制室的控制台P9上，用指示仪441ID显示。其它的三个测量通道(007MN，008MN 及011MN )用于水位调节和反应堆保护。

对于某一个给定的功率负荷(它包括在零到额定功率Pn之间)，调节系统计算出水位整定值Nref，并且用调节RCV系统上充流量的方法来保护水位在这一整定值。

如果水位超过整定值Nref，从(Nref+5%)开始，加热器投入运行，用以加热一部分冷水，并发出451AA“稳压器的水位比整定值大5%”白报警信号。

稳压器水位大于70%时，称为高2报警，水位大于86%时，为高3报警信号，由反应堆保护系统发出的信号使反应堆紧急停堆。

如果水位低于整定值Nref，从(Nref -5%)开始，发出报警信号450AA “稳压器的水位比整定值小5%”。

稳压器水位降到14%，低2水位，发出白报警信号447AA“稳压器低水位”，全部加热器切除关闭。

稳压器水位降到10%，低3水位时，发出白报警信号，这时，下泄管线隔离阀(RCV002VP、003VP)以及下泄孔板隔离阀(RCV007、008和009VP)被关闭。

图1-34 稳压器水位整定值与一回路平均温度的关系

dota重金属图1-35 稳压器水位调节原

五、稳压器主要参数

表7 稳压器主要参数

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