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1、山东核电讲座山东核电讲座AP蒸汽发生器系统蒸汽发生器系统l概述蒸汽发生器系统（SGS）是核电站一、二回路的枢纽，它的主要作用是将一回路冷却剂中的热量传递给二回路给水，使之产生蒸汽来驱动汽轮发电机组发电。由于一回路冷却剂流经堆芯带有放射性，因此蒸汽发生器也是一回路压力边界的一部分，用于防止放射性物质外泄。故在正常运行时，二回路不受一回路放射性冷却剂的污染，是不带放射性的。第1页/共86页一、系统功能安全相关功能非安全相关功能非安全相关纵深防御功能与执照许可相关的功能第2页/共86页l安全相关功能（1 1）安全壳隔离）安全壳隔离）安全壳隔离）安全壳隔离SGSSGS能够隔离贯穿安全壳的管线，以限制场
2、外辐照水平。这些管线能够隔离贯穿安全壳的管线，以限制场外辐照水平。这些管线包括：主给水管线、启动给水管线、主蒸汽管线及蒸汽发生器排污包括：主给水管线、启动给水管线、主蒸汽管线及蒸汽发生器排污管线。管线。SGSSGS为每条贯穿安全壳的管线至少设置一个安全壳隔离阀。为每条贯穿安全壳的管线至少设置一个安全壳隔离阀。（2 2）蒸汽发生器隔离）蒸汽发生器隔离）蒸汽发生器隔离）蒸汽发生器隔离蒸汽管线破裂或给水管线破裂时，蒸汽管线破裂或给水管线破裂时，SGSSGS与电站控制系统与电站控制系统PLSPLS、主蒸、主蒸汽系统汽系统MSSMSS、主给水系统、主给水系统MFWSMFWS、启动给水系统、启动给水系统S
3、FWSSFWS共同作用防共同作用防止超过一个蒸汽发生器的快速喷放。止超过一个蒸汽发生器的快速喷放。（3 3）给水隔离）给水隔离）给水隔离）给水隔离各种事故情况下，保护和安全监测系统各种事故情况下，保护和安全监测系统PMSPMS发出给水隔离信号，对发出给水隔离信号，对蒸汽发生器主给水管线进行隔离，防止蒸汽发生器主给水管线进行隔离，防止RCSRCS过度冷却，保证安全停过度冷却，保证安全停堆。堆。（4 4）二次侧超压保护）二次侧超压保护）二次侧超压保护）二次侧超压保护SGSSGS为蒸汽发生器二次侧及主蒸汽隔离阀为蒸汽发生器二次侧及主蒸汽隔离阀MSIVMSIV上游的主蒸汽管线提上游的主蒸汽管线提供能动
4、的安全相关的超压保护。供能动的安全相关的超压保护。第3页/共86页l非安全相关功能（1）蒸汽和给水的输送）蒸汽和给水的输送（2）连续运行）连续运行（3）主给水）主给水/启动给水控制自动转换启动给水控制自动转换（4）正常冷却工况余热排出）正常冷却工况余热排出（5）排污至蒸汽发生器排污系统（）排污至蒸汽发生器排污系统（BDS）（6）主蒸汽管线预热）主蒸汽管线预热（7）主蒸汽管线疏水）主蒸汽管线疏水（8）蒸汽管线取样）蒸汽管线取样第4页/共86页（1 1）蒸汽和给水的输送）蒸汽和给水的输送）蒸汽和给水的输送）蒸汽和给水的输送SGSSGS将具有一定温度的给水从将具有一定温度的给水从MFWSMFWS输送
5、至安全壳输送至安全壳内的蒸汽发生器，并将蒸汽发生器内产生的蒸汽输内的蒸汽发生器，并将蒸汽发生器内产生的蒸汽输送至送至MSSMSS，再输送至汽轮机用于发电。，再输送至汽轮机用于发电。（2 2）连续运行）连续运行）连续运行）连续运行在功率运行期间，在功率运行期间，SGSSGS（与（与RCSRCS，FWSFWS和和MSSMSS一一起）排出起）排出RCSRCS产生的热量，并通过蒸汽发生器将热产生的热量，并通过蒸汽发生器将热量传至量传至SGSSGS。在二次侧水总装量正常运行范围内，。在二次侧水总装量正常运行范围内，SGSSGS进行可靠、稳定的给水流量控制，防止不必要进行可靠、稳定的给水流量控制，防止不必
6、要的停堆和停机。的停堆和停机。（3 3）主给水）主给水）主给水）主给水/启动给水控制自动转换启动给水控制自动转换启动给水控制自动转换启动给水控制自动转换SGSSGS与启动给水控制系统对主给水和启动给水提供与启动给水控制系统对主给水和启动给水提供可靠稳定的自动转换，防止低功率时不必要的停堆，可靠稳定的自动转换，防止低功率时不必要的停堆，避免在启动给水接管处的热冲击。避免在启动给水接管处的热冲击。第5页/共86页（4 4）正常冷却工况余热排出）正常冷却工况余热排出）正常冷却工况余热排出）正常冷却工况余热排出正常停堆工况时，正常停堆工况时，SGSSGS提供非安全相关的余热排出提供非安全相关的余热排出
7、方法。从热态零负荷到正常余热排出系统（方法。从热态零负荷到正常余热排出系统（RNSRNS）投入，给水流量根据蒸汽发生器液位控制系统自动投入，给水流量根据蒸汽发生器液位控制系统自动控制，将反应堆的热量排出，同时通过蒸汽排放系控制，将反应堆的热量排出，同时通过蒸汽排放系统减少排到凝汽器的蒸汽量。统减少排到凝汽器的蒸汽量。（5 5）排污至蒸汽发生器排污系统（）排污至蒸汽发生器排污系统（）排污至蒸汽发生器排污系统（）排污至蒸汽发生器排污系统（BDSBDS）在启动、停堆、正常功率运行工况和蒸汽发生器全在启动、停堆、正常功率运行工况和蒸汽发生器全流量湿保养期间进行除氧与流量湿保养期间进行除氧与pHpH值控
8、制工况时，值控制工况时，SGSSGS对蒸汽发生器二次侧进行连续的排污，保证二对蒸汽发生器二次侧进行连续的排污，保证二次侧工质满足化学要求。次侧工质满足化学要求。（6 6）主蒸汽管线预热）主蒸汽管线预热）主蒸汽管线预热）主蒸汽管线预热SGSSGS设置主蒸汽隔离阀旁路阀（设置主蒸汽隔离阀旁路阀（V240V240），与），与MSIVMSIV平行，并且先于平行，并且先于MSIVMSIV开启以平衡蒸汽压力。启动开启以平衡蒸汽压力。启动工况时，通过主蒸汽隔离阀旁路阀（工况时，通过主蒸汽隔离阀旁路阀（V240V240）对蒸）对蒸汽管线逐渐地进行预热，限制蒸汽管线的热瞬态；汽管线逐渐地进行预热，限制蒸汽管线的
9、热瞬态；并且控制低温蒸汽管线管壁上蒸汽的凝结，避免发并且控制低温蒸汽管线管壁上蒸汽的凝结，避免发生水锤。生水锤。第6页/共86页（7 7）主蒸汽管线疏水）主蒸汽管线疏水）主蒸汽管线疏水）主蒸汽管线疏水SGSSGS设置疏水装置，对设置疏水装置，对MSIVMSIV上游主蒸汽管线凝结上游主蒸汽管线凝结水进行收集和排出，避免由于夹带凝结水或潜在的水进行收集和排出，避免由于夹带凝结水或潜在的水锤使设备损坏，允许机组跳闸后尽快重新开启水锤使设备损坏，允许机组跳闸后尽快重新开启MSIVMSIV，缩短停机时间。，缩短停机时间。（8 8）蒸汽管线取样）蒸汽管线取样）蒸汽管线取样）蒸汽管线取样SGSSGS在在MS
10、IVMSIV上游主蒸汽管线对蒸汽取样，对蒸汽上游主蒸汽管线对蒸汽取样，对蒸汽的湿度进行评估。的湿度进行评估。第7页/共86页l非安全相关纵深防御功能（1 1）衰变热排出）衰变热排出）衰变热排出）衰变热排出在偏离正常运行时，在偏离正常运行时，SGSSGS与与RCSRCS，MFWSMFWS，SFWSSFWS和和MSSMSS一起排出一起排出RCSRCS中中产生的热量并通过蒸汽发生器将其传至产生的热量并通过蒸汽发生器将其传至SGSSGS。这样能够防止非能动余热排出。这样能够防止非能动余热排出不必要的启动。在凝汽器不可用时的停堆运行工况下，不必要的启动。在凝汽器不可用时的停堆运行工况下，SGSSGS输送
11、启动给水至输送启动给水至蒸汽发生器同时通过蒸汽发生器同时通过PORVPORV排汽来实现衰变热的排出。排汽来实现衰变热的排出。（2 2）非安全相关超压保护）非安全相关超压保护）非安全相关超压保护）非安全相关超压保护SGSSGS设置非安全相关的设置非安全相关的PORVPORV，PORVPORV为二次侧超压保护提供纵深防御并防为二次侧超压保护提供纵深防御并防止安全阀（止安全阀（V030V030V035V035）开启。）开启。第8页/共86页l与执照许可相关的功能SGS向多样化驱动系统DAS提供输入信号。第9页/共86页二、设计基准安全相关设计基准安全相关设计基准非安全相关设计基准非安全相关设计基准非
12、安全相关纵深防御基准非安全相关纵深防御基准与执照许可相关的其他基准与执照许可相关的其他基准第10页/共86页l安全相关设计基准（1）概述）概述SGSSGS设备应按照标准工业质量规格来设计和制造，确保能执行其安全相设备应按照标准工业质量规格来设计和制造，确保能执行其安全相关功能。关功能。SGSSGS在火灾、外部飞射物或管道破裂等特定灾难时，仍能执行其安全相在火灾、外部飞射物或管道破裂等特定灾难时，仍能执行其安全相关功能。关功能。SGSSGS的安全相关部分应不受地震、龙卷风及洪水等外部事件的影响。的安全相关部分应不受地震、龙卷风及洪水等外部事件的影响。SGSSGS设计考虑了冗余性和多样性，因此设计
13、考虑了冗余性和多样性，因此SGSSGS具有足够的可靠性，降低具有足够的可靠性，降低了堆芯熔化和发生严重泄漏事故的概率。了堆芯熔化和发生严重泄漏事故的概率。第11页/共86页l安全相关设计基准（2）安全壳隔离：）安全壳隔离：SGSSGS在每条贯穿安全壳的管线上都设置安全壳隔离阀，这些阀门位于安全壳在每条贯穿安全壳的管线上都设置安全壳隔离阀，这些阀门位于安全壳外辅助厂房内，为安全外辅助厂房内，为安全B B级，具有以下特征：级，具有以下特征：MSIVMSIV对主蒸汽管线执行安全壳外隔离。安全壳隔离信号不触发对主蒸汽管线执行安全壳外隔离。安全壳隔离信号不触发MSIVMSIV关闭，关闭，接收到专设安全触
14、发信号（接收到专设安全触发信号（S S信号）和信号）和“蒸汽管线隔离信号蒸汽管线隔离信号”隔离主蒸汽管隔离主蒸汽管线时必须能关闭。线时必须能关闭。大气释放阀隔离阀（大气释放阀隔离阀（V027V027）对）对PORVPORV入口管线执行安全壳外隔离，接收到安入口管线执行安全壳外隔离，接收到安全壳隔离信号时不会关闭，接收到蒸汽管线压力低信号时关闭。全壳隔离信号时不会关闭，接收到蒸汽管线压力低信号时关闭。PORVPORV泄漏泄漏或卡在开启位置，隔离阀需要关闭。或卡在开启位置，隔离阀需要关闭。主蒸汽隔离阀旁路阀（主蒸汽隔离阀旁路阀（V240V240）接收与）接收与MSIVMSIV相同的相同的S S信号
15、。信号。第12页/共86页MFIVMFIV隔离给水管线，布置在尽可能靠近安全壳的隔离给水管线，布置在尽可能靠近安全壳的位置，也作为主给水管线安全壳隔离阀。位置，也作为主给水管线安全壳隔离阀。MFIVMFIV接接收到安全壳隔离信号时不会关闭，接收到收到安全壳隔离信号时不会关闭，接收到“第二第二阶段给水隔离阶段给水隔离”信号隔离主给水管线时必须关闭。信号隔离主给水管线时必须关闭。这主要是为了在某些事故期间防止隔离给水，维持这主要是为了在某些事故期间防止隔离给水，维持给水流量。给水流量。SFIVSFIV隔离启动给水管线，布置在尽可能靠近安全壳隔离启动给水管线，布置在尽可能靠近安全壳的位置，能对启动给
16、水管线执行安全壳隔离。的位置，能对启动给水管线执行安全壳隔离。SFIVSFIV接收到安全壳隔离信号时不会关闭，接收到接收到安全壳隔离信号时不会关闭，接收到“启动启动给水隔离给水隔离”信号时关闭。这主要是为了维持启动给信号时关闭。这主要是为了维持启动给水流量防止非能动余热排出启动。水流量防止非能动余热排出启动。RCSRCS冷管段冷却冷管段冷却剂温度剂温度T Tcoldcold低时隔离启动给水，防止蒸汽发生器满低时隔离启动给水，防止蒸汽发生器满溢。溢。蒸汽发生器排污隔离阀（蒸汽发生器排污隔离阀（V074V074、V075V075），布置在），布置在尽可能靠近安全壳的位置，对尽可能靠近安全壳的位置，
17、对BDSBDS管线执行安全壳管线执行安全壳外隔离。该阀接收到非能动余热排出启动信号时关外隔离。该阀接收到非能动余热排出启动信号时关闭，保证蒸汽发生器作为热阱的功能。蒸汽发生器闭，保证蒸汽发生器作为热阱的功能。蒸汽发生器液位低时关闭排污隔离阀维持蒸汽发生器水装量。液位低时关闭排污隔离阀维持蒸汽发生器水装量。主蒸汽疏水管线隔离阀（主蒸汽疏水管线隔离阀（V036V036，对疏水管线执行，对疏水管线执行安全壳外隔离，接收到隔离蒸汽管线信号时关闭。安全壳外隔离，接收到隔离蒸汽管线信号时关闭。第13页/共86页l安全相关设计基准（3）蒸汽发生器隔离）蒸汽发生器隔离如果蒸汽或给水管线破裂，隔离蒸汽发生器以保
18、证其继续作为热阱使用，限制通过破裂管线释放到安全壳的介质和热量，同时限制反应堆压力容器的过冷瞬态。蒸汽管线或给水管线破裂后，SGS为故障的蒸汽发生器提供冗余的能动的安全相关的隔离，主要包括主给水隔离、启动给水隔离、蒸汽发生器排污隔离、主蒸汽疏水管线隔离，防止超过一个以上蒸汽发生器的喷放。第14页/共86页l安全相关设计基准（4）给水隔离）给水隔离SGS为蒸汽发生器主给水管线设置冗余能动的安全相关的MFIV，MFIV接收S信号并提供远程位置指示。SGS为蒸汽发生器启动给水管线设置冗余能动的安全相关SFIV，SFIV接收S信号并提供远程位置指示。第15页/共86页l安全相关设计基准（5 5）二次侧
19、超压保护）二次侧超压保护）二次侧超压保护）二次侧超压保护SGSSGS为蒸汽发生器和为蒸汽发生器和MSIVMSIV上游的主蒸汽管线提供能动的安全相关的超上游的主蒸汽管线提供能动的安全相关的超压保护。在发生最严重的丧失热阱事故时，主蒸汽安全阀（压保护。在发生最严重的丧失热阱事故时，主蒸汽安全阀（V030V030V035V035）提供充足的额定容量，防止蒸汽压力超过蒸汽发生器和）提供充足的额定容量，防止蒸汽压力超过蒸汽发生器和MSSMSS设设计压力的计压力的110110。应最少化的设置主蒸汽安全阀（应最少化的设置主蒸汽安全阀（V030V030V035V035）的数量，这取决于当一）的数量，这取决于当
20、一个或更多的安全阀退出运行检修降低功率运行时有足够数量的安全阀可个或更多的安全阀退出运行检修降低功率运行时有足够数量的安全阀可用。用。第16页/共86页l非安全相关设计基准（1 1）性能和运行基准）性能和运行基准）性能和运行基准）性能和运行基准正常功率运行期间，正常功率运行期间，SGSSGS接收电厂控制系统接收电厂控制系统PLSPLS蒸汽发生器液位控制程序产生的蒸汽发生器液位控制程序产生的信号，控制主给水流量。信号，控制主给水流量。SGSSGS与与MSSMSS设计必须考虑从蒸汽发生器到汽轮机主汽门的总压降，蒸汽发生器设计必须考虑从蒸汽发生器到汽轮机主汽门的总压降，蒸汽发生器出口蒸汽湿度出口蒸汽
21、湿度0.250.25，这样在汽轮机主汽门处的蒸汽湿度只有，这样在汽轮机主汽门处的蒸汽湿度只有0.500.50。启动、停堆及其他低功率（约启动、停堆及其他低功率（约0 01010额定给水流量）运行期间，额定给水流量）运行期间，SGSSGS通过启动通过启动给水管线自动控制给水流量而不导致停堆。给水管线自动控制给水流量而不导致停堆。SGSSGS设置安全设置安全B B级的主蒸汽隔离阀旁路阀（级的主蒸汽隔离阀旁路阀（V240V240）与）与MSIVMSIV并联。旁路阀在启动并联。旁路阀在启动时平衡时平衡MSIVMSIV前后压力，同时预热蒸汽管线并满足辅助蒸汽系统前后压力，同时预热蒸汽管线并满足辅助蒸汽系
22、统ASSASS和和MSSMSS对辅对辅助蒸汽的要求。助蒸汽的要求。第17页/共86页主蒸汽管线疏水应满足以下基准：主蒸汽管线疏水应满足以下基准：疏水流速不能超过疏水流速不能超过3.05m/s3.05m/s（10ft/s10ft/s）低位疏水点位置的设计应考虑管线的冷热工况低位疏水点位置的设计应考虑管线的冷热工况 低位疏水系统应包括一个直径至少为低位疏水系统应包括一个直径至少为0.3m0.3m（12in12in）的疏水罐的疏水罐 低位疏水应位于每个低位疏水应位于每个MSIVMSIV之前之前 疏水管线倾斜角度至少为疏水管线倾斜角度至少为1cm/m1cm/m（1/8in/ft1/8in/ft）MSS
23、MSS疏水排往凝汽器疏水排往凝汽器蒸汽发生器排污管线的结构和尺寸应满足蒸汽发生器排污管线的结构和尺寸应满足BDSBDS功能功能的要求。的要求。SGSSGS设计保证在水化学控制、蒸汽发生器设计保证在水化学控制、蒸汽发生器冷却、蒸汽发生器湿保养、蒸汽发生器管板冲洗、冷却、蒸汽发生器湿保养、蒸汽发生器管板冲洗、蒸汽发生器排空等工况下保持一定的排污流量，尤蒸汽发生器排空等工况下保持一定的排污流量，尤其需要注意的是在保证排污流量的同时限制压降避其需要注意的是在保证排污流量的同时限制压降避免在排污管线内出现闪蒸。免在排污管线内出现闪蒸。第18页/共86页l非安全相关设计基准（2 2）可靠性、可用性和可维修
24、性基准）可靠性、可用性和可维修性基准）可靠性、可用性和可维修性基准）可靠性、可用性和可维修性基准SGS的设计，采用被加热的启动给水、蒸汽发生器采用单独的启动给水接管以及合理的给水流量控制，这样既能够避免发生水冲击又能够提高蒸汽发生器给水管接管和管线的可靠性。SGS主给水调节阀（V250）、主给水逆止阀（V058）、MFIV、MSIV设计可靠性高，很大程度上保证了SGS的可靠性和可利用性。第19页/共86页SGS设计保证某一单个支持系统（如仪表空气或场外电源）丧失不会使MFWS和SFWS失效，从而能够防止在正常运行工况下安全相关的非能动余热排出不必要启动，提供在异常运行工况下的纵深防御余热排出。
25、蒸汽发生器液位控制系统具有很高的容错能力，能够稳定控制给水流量。SGS排污隔离阀接收到PLS中BDS压力高或温度高信号时关闭，保护汽轮机厂房内的BDS部件，确保不超出其运行或设计限值。第20页/共86页l非安全相关设计基准（3）ALARA基准基准SGS设计限制巡检和维修相关人员的个人辐照剂量。尽可能将SGS部件布置在安全壳外或蒸汽发生器隔间外，减少维修期间人员的辐照剂量。SGS排污隔离阀接收到放射性高信号时关闭，这是为了减少由于一次侧向二次侧泄漏或传热管破裂事故导致的SGS和BDS的放射性总量。第21页/共86页l非安全相关纵深防御基准（1 1）余热排出）余热排出）余热排出）余热排出每个启动给
26、水调节阀（每个启动给水调节阀（V255V255）能够向单台蒸汽发生器提供足够的启动）能够向单台蒸汽发生器提供足够的启动给水流量，维持单台蒸汽发生器的液位。主给水丧失后，启动给水调节给水流量，维持单台蒸汽发生器的液位。主给水丧失后，启动给水调节阀执行余热排出功能，防止非能动余热排出在主给水丧失或者失去场外阀执行余热排出功能，防止非能动余热排出在主给水丧失或者失去场外电源事故后启动。每台蒸汽发生器的启动给水流量至少为电源事故后启动。每台蒸汽发生器的启动给水流量至少为16.416.4kg/s(260gpm)kg/s(260gpm)，温度，温度46.146.1(115(115)。PORVPORV能够提
27、供充足的排汽能力，能够保证机组从零负荷冷却到能够提供充足的排汽能力，能够保证机组从零负荷冷却到RNSRNS投投入，在压力为入，在压力为7.584MPa(1100psia)7.584MPa(1100psia)时最小流量时最小流量60.56kg/s(480,00060.56kg/s(480,000lb/hr)lb/hr)。这能够保证。这能够保证RCSRCS八小时的自然循环冷却；保证机组从热态零负八小时的自然循环冷却；保证机组从热态零负荷工况到荷工况到RNSRNS投入过程的冷却；保证遵守投入过程的冷却；保证遵守AP1000AP1000事故后运行剂量分析事故后运行剂量分析要求。要求。第22页/共86页
28、l非安全相关纵深防御基准（2）DAS输入输入每台蒸汽发生器设置两个宽量程液位测量通道，并将信号传送给DAS，用于多样化的自动和手动触发。第23页/共86页l非安全相关纵深防御基准（3）非安全相关超压保护）非安全相关超压保护PORV具有充足的蒸汽排放能力，并设置适当的自动触发设定值，在异常瞬态（如汽机跳闸、阶跃甩负荷、主蒸汽管线隔离及其他事故工况）时能够防止非能动余热排出启动或主蒸汽安全阀（V030V035）开启。第24页/共86页l与执照许可相关的其他基准SGS向DAS提供输入信号。第25页/共86页三、系统描述SGS由两列相同的设备组成，每列有一个蒸汽发生器。在功能方面，每列由三个主要子系统
29、组成：蒸汽管线蒸汽管线 给水管线给水管线 蒸汽发生器排污管线蒸汽发生器排污管线 第26页/共86页l蒸汽管线六个主蒸汽安全阀（六个主蒸汽安全阀（V030V030V035V035）提供蒸汽发生器超压保护功能提供蒸汽发生器超压保护功能一个主蒸汽隔离阀一个主蒸汽隔离阀MSIVMSIV（V040V040）提供安全壳和蒸汽发生器隔离提供安全壳和蒸汽发生器隔离一个主蒸汽隔离阀旁路阀（一个主蒸汽隔离阀旁路阀（V240V240）提供安全壳和蒸汽发生器隔离提供安全壳和蒸汽发生器隔离的同时在启动时平衡的同时在启动时平衡MSIVMSIV前后压力并预热蒸汽管线前后压力并预热蒸汽管线一个大气释放阀一个大气释放阀PORV
30、PORV（V233V233）及其隔离阀（）及其隔离阀（V027V027）蒸汽排往凝蒸汽排往凝汽器不可用时可控冷却反应堆汽器不可用时可控冷却反应堆第27页/共86页l给水管线一个主给水隔离阀MFIV（V057）和一个启动给水隔离阀SFIV（V067）一个主给水调节阀（V250）大约在10功率到100功率范围内控制给水流量一个启动给水调节阀（V255）大约在零负荷到10功率范围内控制给水流量一个主给水逆止阀（V058）和一个启动给水逆止阀（V256）防止给水倒流第28页/共86页l蒸汽发生器排污管线每条蒸汽发生器排污管线两个串联的排污隔离阀（V074、V075）。第29页/共86页l系统简图第30
31、页/共86页l蒸汽发生器性能参数注意:1.蒸汽发生器未堵管情况2.蒸汽发生器堵管10情况第31页/共86页四、设备描述主蒸汽管线主蒸汽管线主蒸汽管线主蒸汽管线主蒸汽安全阀（主蒸汽安全阀（主蒸汽安全阀（主蒸汽安全阀（V030V030V035V035）大气释放阀大气释放阀大气释放阀大气释放阀PORVPORV（V233V233）主蒸汽隔离阀主蒸汽隔离阀主蒸汽隔离阀主蒸汽隔离阀MSIVMSIV（V040V040）主给水管线主给水管线主给水管线主给水管线主给水隔离阀主给水隔离阀主给水隔离阀主给水隔离阀MFIVMFIV（V057V057）主给水调节阀（主给水调节阀（主给水调节阀（主给水调节阀（V250V2
32、50）主给水逆止阀（主给水逆止阀（主给水逆止阀（主给水逆止阀（V058V058）启动给水调节阀（启动给水调节阀（启动给水调节阀（启动给水调节阀（V255V255）启动给水隔离阀启动给水隔离阀启动给水隔离阀启动给水隔离阀SFIVSFIV（V067V067）排污隔离阀（排污隔离阀（排污隔离阀（排污隔离阀（V074V074、V075V075）设备电源设备电源设备电源设备电源第32页/共86页l主蒸汽管线主蒸汽管线经主蒸汽管线经MSIVMSIV输送两台蒸汽发生器二次侧的蒸汽，输送两台蒸汽发生器二次侧的蒸汽，MSSMSS中中MSIVMSIV下游下游的一部分主蒸汽管线直接与再热器和汽轮机汽封系统相连。每条
33、主蒸汽管的一部分主蒸汽管线直接与再热器和汽轮机汽封系统相连。每条主蒸汽管线都固定在辅助厂房的墙上，并具有足够的弹性以缓解热膨胀。线都固定在辅助厂房的墙上，并具有足够的弹性以缓解热膨胀。通过采用适当倾斜的管线并设置凝结水箱的方法保证蒸汽管线可以收集和通过采用适当倾斜的管线并设置凝结水箱的方法保证蒸汽管线可以收集和排出凝结水以避免蒸汽夹带凝结水。排出凝结水以避免蒸汽夹带凝结水。主蒸汽管线的设计考虑了侵蚀和腐蚀的影响。主蒸汽管线的设计考虑了侵蚀和腐蚀的影响。SGSSGS的主蒸汽管线满足破前的主蒸汽管线满足破前泄漏标准。泄漏标准。主蒸汽管线的支路管线用于执行各种功能。与主蒸汽管线的支路管线用于执行各种
34、功能。与MSIVMSIV的上游的支路管线相的上游的支路管线相连的有：主蒸汽安全阀（连的有：主蒸汽安全阀（V030V030V035V035）、）、PORVPORV（V233V233）、疏水、排气）、疏水、排气及充氮管线。及充氮管线。第33页/共86页每条主蒸汽管线设置一个非安全相关的主蒸汽管每条主蒸汽管线设置一个非安全相关的主蒸汽管线放射性监测器。监测器布置在与主蒸汽管线尽线放射性监测器。监测器布置在与主蒸汽管线尽可能近的位置，而且监测器和屏蔽层合理的排列可能近的位置，而且监测器和屏蔽层合理的排列布置保证了监测器的灵敏度。主蒸汽管线放射性布置保证了监测器的灵敏度。主蒸汽管线放射性监测器连续监测并
35、记录其监测的主蒸汽管线放射监测器连续监测并记录其监测的主蒸汽管线放射性物质的浓度。蒸汽发生器一回路向二回路泄漏性物质的浓度。蒸汽发生器一回路向二回路泄漏导致主蒸汽管线出现放射性物质。在机组运行期导致主蒸汽管线出现放射性物质。在机组运行期间，某些事故工况下，蒸汽发生器安全阀（间，某些事故工况下，蒸汽发生器安全阀（V030V030V035V035）或）或PORVPORV（V233V233）会开启，主蒸汽管）会开启，主蒸汽管线放射性监测器为机组泄漏放射性物质报告提供线放射性监测器为机组泄漏放射性物质报告提供数据。放射性监测通道提供主蒸汽管线放射性指数据。放射性监测通道提供主蒸汽管线放射性指示用于事故
36、后对系统的监测。示用于事故后对系统的监测。如果监测到放射性高，通过如果监测到放射性高，通过PLSPLS产生放射性高报产生放射性高报警。报警表明主蒸汽管线存在放射性物质，蒸汽警。报警表明主蒸汽管线存在放射性物质，蒸汽发生器传热管破裂或者泄漏。该报警在主控室和发生器传热管破裂或者泄漏。该报警在主控室和远程停堆工作站触发，指示异常工况，必须采取远程停堆工作站触发，指示异常工况，必须采取适当的手动干预。适当的手动干预。第34页/共86页l主蒸汽安全阀（V030V035）每条主蒸汽管线有六个安全阀。主蒸汽安全阀具有足够的额定容每条主蒸汽管线有六个安全阀。主蒸汽安全阀具有足够的额定容量，能够防止蒸汽发生器
37、和量，能够防止蒸汽发生器和MSSMSS超过设计压力的超过设计压力的110110。汽轮机跳闸、反应堆没有跳堆且主给水流量维持不变的情况汽轮机跳闸、反应堆没有跳堆且主给水流量维持不变的情况汽轮机跳闸、反应堆延迟跳堆且主给水丧失的情况汽轮机跳闸、反应堆延迟跳堆且主给水丧失的情况主蒸汽安全阀总的额定容量满足以上的要求。同时，参数表给出了在系主蒸汽安全阀总的额定容量满足以上的要求。同时，参数表给出了在系统压力超过主蒸汽设计压力的统压力超过主蒸汽设计压力的110110时，单个安全阀最大允许释放容量。时，单个安全阀最大允许释放容量。万一单一的安全阀意外故障或卡在开启位置，表中所给的值完全能够限万一单一的安全
38、阀意外故障或卡在开启位置，表中所给的值完全能够限制潜在的不可控喷放流量及此后的反应堆瞬态。制潜在的不可控喷放流量及此后的反应堆瞬态。第35页/共86页主蒸汽安全阀布主蒸汽安全阀布置在安全壳外辅置在安全壳外辅助厂房内助厂房内MSIVMSIV上上游的主蒸汽管线游的主蒸汽管线上。每个安全阀上。每个安全阀通过开口式伞形通过开口式伞形过渡段与排汽管过渡段与排汽管连接，如图。连接，如图。排汽管的主要作排汽管的主要作用：用：引导排放蒸汽远离相邻构筑引导排放蒸汽远离相邻构筑物物 防止释放的蒸汽通过伞形过防止释放的蒸汽通过伞形过渡段倒流渡段倒流 通过伞形过渡段使周围环境通过伞形过渡段使周围环境少量的大气与排汽管
39、出口的少量的大气与排汽管出口的总蒸汽流混合总蒸汽流混合 为了不限制阀门的额定容量为了不限制阀门的额定容量将阀门出口背压降到最低将阀门出口背压降到最低主蒸汽安全阀示意图主蒸汽安全阀示意图第36页/共86页l主蒸汽安全阀参数第37页/共86页l大气释放阀PORV（V233）PORVPORV安装在每个蒸汽发生器的出口管线上，位于安全安装在每个蒸汽发生器的出口管线上，位于安全壳外辅助厂房内壳外辅助厂房内MSIVMSIV上游，属于蒸汽发生器主蒸汽管线上游，属于蒸汽发生器主蒸汽管线安全相关部分。安全相关部分。PORVPORV执行机构为气动型，在较大蒸汽执行机构为气动型，在较大蒸汽压力范围内具有节流能力。压
40、力范围内具有节流能力。在反应堆正常冷却期间在反应堆正常冷却期间MSIVMSIV关闭或汽轮机旁路系统不可用时，反应堆衰变热能关闭或汽轮机旁路系统不可用时，反应堆衰变热能够可控的排出。在设计压力下，够可控的排出。在设计压力下，PORVPORV的最大释放容量的最大释放容量是有限的，这是为了减小如果一个阀门误开并卡在开启是有限的，这是为了减小如果一个阀门误开并卡在开启位置时引起的反应堆瞬态的量级。位置时引起的反应堆瞬态的量级。机组运行期间，机组运行期间，PORVPORV的运行由蒸汽管线压力自动控制。的运行由蒸汽管线压力自动控制。只要蒸汽管线压力超过预先设定值，只要蒸汽管线压力超过预先设定值，PORVP
41、ORV自动打开进自动打开进行排放。当蒸汽管线压力下降，行排放。当蒸汽管线压力下降，PORVPORV自动关闭并在压自动关闭并在压力至少低于打开压力力至少低于打开压力0.069MPa0.069MPa（10psi10psi）时复位。）时复位。PORVPORV的动作压力设定值在零负荷蒸汽压力和安全阀的动作压力设定值在零负荷蒸汽压力和安全阀（V030V030V035V035）的最低设定压力之间。）的最低设定压力之间。第38页/共86页在机组冷却期间，在机组冷却期间，PORVPORV由蒸汽管线压力自动控制，由蒸汽管线压力自动控制，并且能够通过主控室或远程停堆工作站远程手动调整并且能够通过主控室或远程停堆工
42、作站远程手动调整压力设定值。为了实现机组的冷却，操纵员手动调节压力设定值。为了实现机组的冷却，操纵员手动调节并逐步减小压力设定值。冷却期间，最大可行的冷却并逐步减小压力设定值。冷却期间，最大可行的冷却速率受以下一些条件限制：速率受以下一些条件限制：PORVPORV的通流容量、运行的通流容量、运行的蒸汽发生器数量（即大气释放阀的蒸汽发生器数量（即大气释放阀PORVPORV的数量）、的数量）、可用的启动给水泵容量以及维持或恢复蒸汽发生器液可用的启动给水泵容量以及维持或恢复蒸汽发生器液位的要求。位的要求。在每个在每个PORVPORV的上游有一个远程控制的隔离阀的上游有一个远程控制的隔离阀（V027V
43、027），它能在，它能在PORVPORV泄漏或卡在开启位置时提泄漏或卡在开启位置时提供冗余和安全相关的隔离。上游位置设置隔离阀能够供冗余和安全相关的隔离。上游位置设置隔离阀能够保证保证PORVPORV执行机构带电进行维修。隔离阀采用安全执行机构带电进行维修。隔离阀采用安全相关的执行机构，在蒸汽管线压力低时自动关闭以防相关的执行机构，在蒸汽管线压力低时自动关闭以防止蒸汽管线压力突降。同时隔离阀也作为安全壳的隔止蒸汽管线压力突降。同时隔离阀也作为安全壳的隔离边界。正常情况下保持开状态的隔离阀接收与离边界。正常情况下保持开状态的隔离阀接收与PORVPORV相同的相同的PMSPMS信号自动关闭。安全壳
44、隔离时，大信号自动关闭。安全壳隔离时，大气释放阀隔离阀作为第二道屏障关闭（第一道屏障是气释放阀隔离阀作为第二道屏障关闭（第一道屏障是蒸汽发生器和蒸汽管线）。蒸汽发生器和蒸汽管线）。第39页/共86页PORVPORV接收接收PLSPLS控制信号进行调节，接收控制信号进行调节，接收PMSPMS隔离信号关闭。隔离信号关闭。PORVPORV控制系统设计保证在单控制系统设计保证在单一故障情况下不超过一个一故障情况下不超过一个PORVPORV误开。误开。PORVPORV开启压力为开启压力为7.950MPa7.950MPa（1153psia1153psia），这样设），这样设计是为了尽可能的避免蒸汽发生器安
45、全阀开启计是为了尽可能的避免蒸汽发生器安全阀开启（安全阀的开启压力设定值略高）。（安全阀的开启压力设定值略高）。PORVPORV为蒸汽排放系统备用，通过排汽作为热为蒸汽排放系统备用，通过排汽作为热阱，调节机组瞬态，如不停堆时快速降功率。阱，调节机组瞬态，如不停堆时快速降功率。如果蒸汽排放系统不可用，压力升至高设定值如果蒸汽排放系统不可用，压力升至高设定值时时PORVPORV开启进行排汽。如果开启进行排汽。如果PORVPORV失效，蒸失效，蒸汽发生器安全阀根据安全相关超压保护动作。汽发生器安全阀根据安全相关超压保护动作。同时也作为机组冷却（从正常功率运行冷却至同时也作为机组冷却（从正常功率运行冷
46、却至RNSRNS投入）的方法。这种运行工况下，操纵员投入）的方法。这种运行工况下，操纵员可以手动选择所需的蒸汽压力设定值。操纵员可以手动选择所需的蒸汽压力设定值。操纵员按照一系列参数值减小手动设定值，这样可以按照一系列参数值减小手动设定值，这样可以达到期望的冷却速率。达到期望的冷却速率。第40页/共86页l大气释放阀PORV参数第41页/共86页l主蒸汽隔离阀MSIV（V040）MSIVMSIV为双向楔形闸阀，阀体与蒸汽管线结合成一体。为双向楔形闸阀，阀体与蒸汽管线结合成一体。MSIVMSIV设置液动设置液动/气动执行机构，气动执行机构，通过支架支撑布置在阀体上部。该执行机构设置了带蓄能系统的
47、液压缸使隔离阀关通过支架支撑布置在阀体上部。该执行机构设置了带蓄能系统的液压缸使隔离阀关闭。操作阀门的动力为压缩氮气，将其储存在操作机构液压缸的一端。经过闭。操作阀门的动力为压缩氮气，将其储存在操作机构液压缸的一端。经过MSIVMSIV的的高压流体使阀门保持常开。对于紧急关闭隔离阀的情况，冗余的电磁线圈通电使高高压流体使阀门保持常开。对于紧急关闭隔离阀的情况，冗余的电磁线圈通电使高压流体排至储液箱。压流体排至储液箱。MSIVMSIV的功能是在蒸汽管线破裂时限制蒸汽发生器的泄漏：的功能是在蒸汽管线破裂时限制蒸汽发生器的泄漏：在要求的燃料设计范围内限制对堆芯的影响在要求的燃料设计范围内限制对堆芯的
48、影响限制安全壳压力低于设计值限制安全壳压力低于设计值MSIVMSIV接收到手动或自动信号时全关并保持全关。收到关闭信号时，如果操作机构或接收到手动或自动信号时全关并保持全关。收到关闭信号时，如果操作机构或仪表失效，仪表失效，MSIVMSIV也能够完成关闭操作。若阀门驱动失效，阀门保持在关闭位置。也能够完成关闭操作。若阀门驱动失效，阀门保持在关闭位置。第42页/共86页MSIVMSIV及主蒸汽隔离阀旁路阀在下列条件下关闭：及主蒸汽隔离阀旁路阀在下列条件下关闭：l l两个回路中一个蒸汽管线压力低两个回路中一个蒸汽管线压力低l l安全壳压力高安全壳压力高l l两个回路中一个蒸汽压力突降两个回路中一个
49、蒸汽压力突降l l任一个一回路冷管段冷却剂温度（任一个一回路冷管段冷却剂温度（T Tcoldcold）低）低l l手动触发手动触发第43页/共86页启动前，启动前，MSIVMSIV关闭，主蒸汽隔离阀旁路阀关闭，主蒸汽隔离阀旁路阀（V240V240）用于主蒸汽管线的预热。旁路阀是可）用于主蒸汽管线的预热。旁路阀是可调节的气动球阀，冗余的调节的气动球阀，冗余的1E1E级电磁线圈用于紧级电磁线圈用于紧急关闭的情况。每个电磁线圈都由单独的安全急关闭的情况。每个电磁线圈都由单独的安全相关的电源供电。旁路阀接收与相关的电源供电。旁路阀接收与MSIVMSIV相同的相同的PMSPMS信号关闭。该阀门除了接收安
50、全相关信号信号关闭。该阀门除了接收安全相关信号外，通过远程阀位调节器接收外，通过远程阀位调节器接收PLSPLS的控制信号，的控制信号，可以手动开关或由主控室给定阀位。可以手动开关或由主控室给定阀位。主蒸汽隔离防止反应堆过冷，反应堆过冷将导主蒸汽隔离防止反应堆过冷，反应堆过冷将导致堆芯不可控的损坏和由于热冲击影响压力容致堆芯不可控的损坏和由于热冲击影响压力容器的完整性。关闭器的完整性。关闭MSIVMSIV一方面可以限制反应堆一方面可以限制反应堆冷却，另一方面通过限制释放到安全壳的介质冷却，另一方面通过限制释放到安全壳的介质和热量维持安全壳的完整性。主蒸汽管线安全和热量维持安全壳的完整性。主蒸汽管