核电厂系统与设备一回路复习题.doc

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核电厂系统与设备一回路复习题

绪论

1、简述压水堆核电站基本组成及工作原理？

基本组成：

以压水堆为热源的核电站。

主要由核岛（NI）、常规岛（CI）、电站配套设施（BOP）三大部分组成。

工作原理：

（一）工作过程：

核电厂用的燃料是铀235。

用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水（冷却剂）把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。

一回路冷却剂循环：

反应堆蒸汽发生器冷却剂泵反应堆

二回路工质循环：

蒸汽发生器汽轮机凝汽器凝、给水泵蒸汽发生器

（二）压水堆核电站将核能转变为电能的过程，分为四步，在四个主要设备中实现的。

1、反应堆：

将核能转变为热能（高温高压水作慢化剂和冷却剂）；

2、蒸汽发生器：

将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的给水，使其变为饱和蒸汽，在此只进行热量交换，不进行能量的转变；

3、汽轮机：

将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能。

4、发电机：

将汽轮机传来的机械能转变为电能。

能量传递过程为：

裂变能→热能→传递→机械能→电能。

2、厂房及房间的识别符号如何定义？

（P3-5）

厂房的识别定义：

厂房的识别一般用3个符号来表示。

第一个符号为数字，表示机组识别，即该厂房是属于那个机组的，或两个机组共用的，还是不属于任何机组，而是属于工地系统的，第二、三个符号为两个英文字母，其中第一个字母表示厂房，第二个字母表示该厂房之区域。

房间的识别定义：

房间的识别一般用三个数字符号来表示，第一个数字表示楼层，第二、三个数字表示房号。

3、设备的识别符号如何定义？

设备识别用9个符号来表示。

这9个符号又分为两个大组，前4个符号为功能组符号，表示该设备属于哪台机组，哪个系统。

后5个符号为设备组符号，表示是什么设备及设备的编号。

（L—字母，N—数字）

I-第一章

1、压水型反应堆由哪几大部分组成？

反应堆由堆芯、压力容器、堆内构件和控制棒驱动机构等四部分组成。

2、控制棒组件按材料和功能各如何分类？

其作用如何？

控制棒组件按材料分类：

（1）黑棒组：

由24根吸收剂棒组成，吸收能力强；

（2）灰棒组：

由8根吸收剂棒和16根不锈钢棒组成，吸收能力弱。

采用一部分灰棒束控制组件是为了使功率分布均匀，避免局部中子注量率畸变过大。

按在运行中的用途分类：

控制棒组件可分为功率调节棒、温度调节棒和停堆棒三类，每类又分为若干组。

正常运行时，功率调节棒位于机组功率对应的棒位高度，用于调节反应堆功率；温度调节捧在堆芯上部一定范围移动，用于控制冷却剂温度的波动；停堆棒用于事故紧急停堆，正常运行时提出堆外。

3、可燃毒物和中子源组件的功能是什么？

可燃毒物功能：

新堆第一次装料的后备反应性过大，为了保证慢化剂温度系数为负值，其硼浓度又不能过高，所以装入66束具有较强吸收中子能力的可燃毒物组件。

他们在第一次换料时全部取走。

中子源组件功能：

用于在反应堆启动时产生一定的中子通量密度水平，使堆外测量仪表可以监测达临界过程。

第二章

1、反应堆冷却剂系统的功能是什么？

1、热量传输——使冷却剂循环流动，带出堆芯热量传至蒸汽发生器再传至二回路给水，同时冷却堆芯，防止燃料元件烧毁和毁坏。

2、中子慢化——冷却剂兼作慢化剂使中子慢化到热中子状态。

3、反应性控制——改变控制棒插入深度和调整硼酸浓度控制反应性的变化。

4、压力控制——用稳压器及卸压箱控制系统压力，防止堆芯产生偏离泡核沸腾。

5、阻止放射性物质扩散——承压边界，第二道安全屏障（第一道是燃料元件包壳，第三道是安全壳）

6、稳压器的安全阀起超压安全保护作用

2、详述反应堆冷却剂系统的构成和流程。

构成：

由反应堆和与其相连的三个环路组成，每条环路包含一台蒸汽发生器、一台主泵及相应的管道。

一台稳压器是三个环路公用，经波动管连接在一环路的热管段上。

流程：

冷却剂通过反应堆压力容器进入反应堆，沿堆环形空间进入堆芯底部，再向上流入堆芯，带走燃料元件的核裂变热，从反应堆出口接管进入蒸发器，把热量传给二回路的给水后，再经主泵升压返回反应堆。

3、简述蒸汽发生器的功能及其工作原理。

功能：

（1）作为热交换设备，将一回路冷却剂中的热量传给二回路的给水，使之产生蒸汽；

（2）作为连接设备，在一、二回路之间起隔离作用，使二回路不受一回路的放射性污染；（3）蒸汽发生器的管板和传热管作为反应堆冷却剂压力边界的组成部分，属于压水堆的第二道安全屏障。

工作原理：

一次侧（管侧）冷却剂在管束内流动，把热量传给管外的二回路水，再从蒸汽发生器的下部流出。

二次侧（壳侧）给水从给水环管上的倒J形管喷出，沿着管束套筒外向下流至管板，然后转向进入管束套筒，沿着倒U形管束的管外侧向上流动，被传热管内流动的一回路冷却剂加热，一部分水蒸发成蒸汽，形成汽水混合物。

管束套筒将蒸汽发生器下筒体内的水分隔为两个区域：

冷（水）柱：

管束套筒与筒体之间的水，其中包括给水和从汽水分离器分离出来的再循环水；

热（水）柱：

管束套筒内的水和蒸汽混合物。

冷（水）柱和热（水）柱之间的密度差，为工质循环提供驱动压头。

称为自然循环。

4、简述电热式稳压器的主要功能及其基本结构

主要功能：

（1）压力控制；

（2）压力保护；（3）补充RCP水容积变化；（4）RCP升压和降压；（5）除气。

基本结构：

（1）喷淋系统；

（2）电加热器；（3）安全阀。

5、简述大亚湾的运行方案、SG和PZR的水位整定值。

反应堆进口水温基本不变方案在保证燃料及包壳正常性

能所需要的对一回路水温要求的范围内，尽可能照顾到

二回路循环的热效率。

这就是大亚湾核电站所采用的方

法——一回路反应堆进口水温基本不变，此时平均温度

随负荷的增加而上升，上升到可接受的程度，蒸汽温度

仍然随负荷的增加而降低，但与平均温度不变的方案相

比有较大的改善。

由于不同负荷下（蒸汽产生量不同）二次侧水的密度不同，

产生的压差不同，所以蒸汽发生器水位整定值随负荷而变。

零负荷时，水位整定值为34％，此后随着负荷增加，二次

侧水的密度减小，体积膨胀，因此水位整定值亦线形增加，

直到负荷为20％FP时，水位为50％，即在量程的中部。

为了防止水位太高淹没汽水分离器，负荷大于20％FP时，

水位整定值不再增加，维持在50％。

根据这个整定值调节水位可保持反应堆冷却剂系统内水的质量基本不变，以便在功率变化时最大限度地减小硼回

收系统和废液处理系统的负担。

水位整定值曲线虽然考虑了反应堆功率或汽轮机负荷改变（因而使冷却剂温度改变）

对水位的影响，但是在快速负荷变化时，仍然会造成水位偏离整定值，此时水位调节系统根据稳压器水位偏离整定值

的大小来改变上充流量，以恢复水位。

6、简述稳压器卸压箱的基本结构及其功能。

基本结构：

为卧式低压容器，上部为氮气空间，有一组喷淋器；下部为水空间,容器底部沿轴线方向有一根鼓泡管，与稳压器卸压管线相连。

功能：

当一回路系统超压时，它接收、凝结有稳压器安全阀所排出的蒸汽，使稳压器的蒸汽免于向安全壳内排放，避免了带有放射性的一回路流体可能对安全壳的污染。

卸压箱也接收来自其他一些系统的安全阀和阀门引漏的蒸汽。

第三章

1、化学和容积控制系统的主要功能是什么?

保证一回路必需的容积控制、化学控制和反应性控制。

2、化学和容积系统是如何实现其主要功能的，通过哪些管线（详解见课本43-46）?

容积控制：

通过RCV的上充、下泄来吸收一回路水体积的波动,将稳压器的水位维持在程控液位。

化学控制：

1）注入氢氧化锂7Li，控制冷却剂为偏碱性；2）反应堆冷启动时添加联氨除氧；3）正常运行时通过容控箱充入氢气，以抑制水辐照分解生成氧；4）采用过滤、离子交换的方法对冷却剂进行净化。

反应性控制：

加硼、稀释和除硼。

通过管线：

1、下泄回路2、净化回路3、上充回路4、轴封水及过剩下泄回路5、低压下泄管线6、除硼管线

3、硼和水补给系统的主要功能及其操作管线是什么?

主要功能：

为化容系统贮存并供给其容积控制、化学控制和反应性控制所需的各种流体。

（1）提供除盐除氧含硼水，以保证RCV系统的容积控制功能；

（2）注入联氨、氢氧化锂等药品，以保证RCV系统的

化学控制功能；（3）提供硼酸溶液和除盐除氧水，以保证RCV系统的反应性控制功能。

操作管线：

（1）正常补给管线

（2）补水旁路管线（3）化学加药管线（4）直接硼化管线（5）紧急硼化管线（6）与换料水箱的连接管线。

4、简述设置余热排出系统的必要性。

反应堆停堆后，由于裂变产生的裂变碎片及其衰变物通过放射性衰变过程释放热量，产生衰变热即剩余功率（余热），另外堆内结构还有显热，需要通过冷却剂的循环带出，以确保堆芯的安全。

5、投入余热排出系统的条件？

当主冷却剂系统温度降低到180℃以下、压力降到3MPa以下时，余热排出系统投入。

第四章

1、简述反应堆水池和乏燃料水池冷却和处理系统的功能。

对反应堆水池和乏燃料水池进行冷却、净化、充水和排水。

一、冷却功能

冷却乏燃料水池中的燃料元件，导出其剩余热量；换料或停堆检修时，在RRA系统事故情况下，且一回路已经打开，作为RRA系统的应急备用，冷却堆芯。

二、净化功能

除去乏燃料水池中的裂变产物和腐蚀产物，限制放射性水平；除去反应堆水池和乏燃料水池水中的悬浮物，保持水有良好的能见度。

三、充排水功能

向反应堆水池和乏燃料水池充入浓度为2400μg／g的硼水,提供良好的生物防护；保证乏燃料处于次临界状态；实施除乏燃料贮存池外其它水池的排水。

为安全注入系统RIS和安全壳喷淋系统EAS贮存必要的硼水。

2、试述PTR系统的特性及组成。

特性：

考虑到输水操作的特点，PTR系统所有的泵（PTR001—005PO）均为就地操作；为了防止输水过程中可能的操作失误，出现“跑水”，PTR系统所有阀门均为手动控制。

组成：

由反应堆水池、乏燃料水池、换料水箱和它们所连接的冷却、净化、充水和排水回路组成。

3、设备冷却水系统的功能和组成是什么？

功能：

（1）冷却功能：

系统向核岛内各热交换器提供冷却水，并将其热负荷通过SEC传到海水中；

（2）隔离功能:

该系统是核岛设备与海水之间的一道屏障。

组成：

对于每一个机组，RRI都设有两条独立管线（系列A和系列B）和一条公共管线。

在两个机组之间，还设有一条共用管线。

独立管线为反应堆安全设施和冷停堆必不可少的冷却器提供冷源；公共管线的用户是在事故情况下不需投入的那些冷却器；两机组共用管线的用户可由两个机组中的任意一个提供冷却水。

4、重要厂用水系统SEC的功能？

SEC冷却RRI，并将其热负荷输送到海水中。

第五章

1、简述大亚湾核电站排出物的分类及各类排出物的来源。

（1）废液按其不同来源和化学性质分为两种：

A、可复用废液：

指从一回路排出的未被空气污染的，含氢和裂变产物的反应堆冷却剂。

B、不可复用废液又分为四种：

工艺排水：

一回路排出的、已暴露在空气中的、低化学含量的放射性废液。

地面排水：

来自地面、化学含量不定的放射性废液

化学废液：

被化学物质污染、可能含有放射性的废液。

公用废液：

淋浴、洗涤和热加工使用去污剂去污的废水

（2）按照废气的化学性质分为两类：

A、含氢废气：

来自稳压器卸压箱、容控箱、冷却剂排水箱、前置贮存箱、除气器的气体。

B、含氧废气：

来自反应堆厂房通风系统和通大气的各种水贮存箱的排气。

（3）固体废物分为四类

各种除盐器的废树脂、蒸发器浓缩液、过滤器的失效滤芯及其他固体废物。

2、简述硼回收系统（TEP）的功能及工作流程。

功能：

（1）接收并处理可复用冷却剂，得到合格的除盐除氧水和浓度为4%的硼酸溶液，供给REA系统；

（2）在反应堆寿期末时，本系统还用于化容系统下泄流的除硼，以补偿堆芯寿期的燃耗。

工作流程

3、简述废液排放系统（TER）的功用及排放剂量限值

功用：

用于收集、暂存和监测排放来自核岛和常规岛的放射性废液。

当放射性剂量达到整定值0.4MBq/m3时发出报警，当剂量达4MBq/m3时排放阀门自动关闭并开启通往暂存箱的阀门，将废液排入暂存罐。

4、简述TEG含氢废气、含氧废气两个分系统的工作原理。

含氢废气：

经压缩贮存，使放射性裂变气体衰变后，排到核辅助厂房通风系统DVN，经过放射性监测、过滤除碘和稀释后排入大气。

含氧废气：

经过滤除碘后，由DVN系统排入大气。

5、请说出含氢废气的衰变贮存时间。

大亚湾含氢废气的贮存衰变期在核电站基本负荷运行时是60天。

第六章

1、安全注入系统的功能是什么?

（1）在一回路小破口失水事故时，或二回路蒸汽管道破裂造成一回路平均温度降低而引起冷却剂收缩时，向一回路补水，以重新建立稳压器水位。

（2）在一回路大破口失水事故时，向堆芯注水，以重新淹没并冷却堆芯,限制燃料元件温度上升。

（3）在二回路蒸汽管道破裂时，向一回路注入高浓度硼酸溶液，以补偿由于一回路冷却剂连续过冷而引起的正反应性，防止堆芯重返临界。

2、安全注入系统包括哪几部分?

各有什么特点?

RIS分为三个子系统：

高压安全注入系统（HHSI）、低压安全注入系统（LHSI）、中压安全注入系统（MHSI）。

特点：

高压安注和低压安注为能动注入子系统，具有足够的设备和流道冗余度，即使发生单一能动或非能动故障，仍能保证运行安全的可靠性和连续的堆芯冷却。

中压安注为非能动注入子系统，它包括三条单独的安注箱排放管道，每条连接到一个冷却剂环路的冷段上。

3、高压安注泵有几种吸入管线和注入管线？

各在什么时候应用？

高压安注泵有两条吸水管线：

A、直接从换料水箱PTR001BA来的吸水管线B、与低压安注泵出口连接的增压管线。

由于换料水箱与高压安注泵入口之间的管道上有逆止阀，在低压安注泵出口压力的作用下自动关闭，因此仅在低压安注泵增压失效时高压安注泵才直接从换料水箱吸水。

高压安注泵可通过四条管线将含硼水输送到RCP系统。

①通过浓硼酸注入箱RIS004BA的管线这条管线由安信号启动投入注运行

②硼注入箱旁路管线这条管线在通过硼注入箱的管线发生故障的情况下才使用，正常情况下是关闭的。

③两条并联的热段注入管线这两条管线是在冷、热段同时注入阶段时使用。

④硼酸再循环回路为防止硼注入箱RIS004BA中的硼酸结晶，在高压安注泵的排出管设置了硼酸再循环回路，将浓硼酸不断地再循环。

4、试述中压安注的方式和启动压力是多少？

当RCP压力降到安注箱压力（4.2MPa）以下时，由氮气压将含硼水注入RCP冷段，能在短时间内淹没堆芯，避免燃料棒熔化。

5、安全壳喷淋系统具有哪些功能?

用喷淋水冷凝蒸汽，将安全壳内的温度和压力降低到可接受的水平，以保持安全壳的完整性，并通过热交换器排出事故时释放到安全壳内的热量

6、喷淋系统加NaOH的作用？

在喷淋水中加入NaOH能降低安全壳内气载裂变产物（主要是碘）的浓度；由于NaOH与硼酸起中和作用，也能限制金属的腐蚀

7、辅助给水系统的主要功能是什么?

ASG作为专设安全设施，当正常给水系统失效时，ASG投入运行以排出堆芯余热，直至达到RRA投入运行条件为止。

在正常运行时，作为蒸汽发生器的后备水源，ASG用于：

蒸汽发生器第一次充水或冷停堆时蒸汽发生器排空后的充水；在启动和一回路升温期间，热停堆是及热停堆向冷停堆过渡，在RRA投入运行之前，代替主给水系统的作用。

8、在安注过程中，低压安注泵起什么作用？

直接注入阶段：

低压安注泵从换料水箱吸水经高压安注泵注入到主管道冷段，低压安注泵作为高压安注泵的增压泵运行。

当RCP系统压力低于低压安注泵压头时，低压安注泵也直接向RCP系统冷段或冷、热段注入。

再循环阶段：

低压安注泵开始从安全壳地坑吸水进行再循环。

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