第五章_安全壳和安全壳系统2015

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1、第五章 安全壳和安全壳系统非能动安全系统非能动安全系统非能动安全注射系统非能动安全注射系统非能动主控制室应急可居留系统非能动安全壳冷却系统非能动安全壳冷却系统安全壳氢气控制系统安全壳氢气控制系统非能动余热排出系统非能动余热排出系统AP1000非能动安全系统非能动安全系统5.1 安全壳传统安全壳作用：将一回路系统中带放射性物质的主要设备包容在一起，以防止放射性物质向外扩散；即使在最严重事故时，放射性物质仍能全部被封闭在内而不影响周围环境。结构： 内径约40 m ，壁厚约1 m ，高约6570 m 的圆柱状或球形预应力混凝土大型建筑物。秦山一期大亚湾田湾福建宁德6 AP1000的设计采用了双层安全

2、壳结构，内层是由独立的圆柱形钢壳以及椭圆形的封头组成，外层是抗I级地震的混凝土结构，起到辐射屏蔽的作用。 作为安全热阱，将事故产生的热量传递到周围的环境。 是非能动安全壳冷却系统的组成部分。5.1 安全壳5.1 安全壳钢制安全壳容器Steel Containment Vessel) 由五个主要结构模块组装建造而成。直径：39. 624 m高度: 65. 634 m设计标准:ASME III , 材料:SA738 ， B 级设计压力:0. 407 MPa ，表压设计温度:148. 89 C设计外压: 0. 20 bar ，压差18AP1000的安全壳系统主要包括： 非能动安全壳冷却系统 安全壳隔

3、离系统 安全壳氢气控制系统安全壳系统安全壳系统19非能动安全壳冷却系统(Passive Containment Cooling System , PCS) 由一台与安全壳屏蔽构筑物结构合为一体的储水箱、从水箱经由水量分配装置将水输送至安全壳壳体的管道，以及相关的仪表、管道和阀门构成5.2 非能动安全壳冷却系统 非能动安全壳冷却包括两过程：非能动安全壳冷却包括两过程： 安全壳内的蒸汽由安全壳安全壳内的蒸汽由安全壳的内壁面冷却，凝水流回安的内壁面冷却，凝水流回安全壳底部，实现反应堆的再全壳底部，实现反应堆的再循环冷却；循环冷却； 安全壳的外壁面由安全壳安全壳的外壁面由安全壳冷却水箱的分配装置在安全

4、冷却水箱的分配装置在安全壳穹顶和圆柱筒体形成均匀壳穹顶和圆柱筒体形成均匀水膜水膜 ，以及自然对流的空，以及自然对流的空气冷却安全壳，反应堆余热气冷却安全壳，反应堆余热最终经安全壳屏蔽厂房的空最终经安全壳屏蔽厂房的空气出口排入大气。气出口排入大气。 在事故后的在事故后的7272小时内，系小时内，系统的运行不需要任何干预，统的运行不需要任何干预，运行人员不必调节冷却水流运行人员不必调节冷却水流量，也不必补水。量，也不必补水。 211）PCS为反应堆提供了最终热阱最终热阱。非能动的安全壳冷却系统在发生冷却剂失流事故(LOCA)和蒸汽管道破裂(MSLB)事故的情况下导出安全壳内的热量，同时它还为其他导

5、致安全壳压力和温度大幅升高的设计基准事故提供安全相关的最终热阱最终热阱。计算机分析和大量的试验已经证明，PCS可在事故发生后对安全壳进行有效的冷却从而保证安全壳不超压并迅速降压。钢制安全壳的传热表面可将内部的热量带到外面大气中去。这种传热过程通过持续不断的自然空气对流来得以实现。在事故持续期间，安全壳内的空气冷却还可通过水的蒸发来得以强化。水从安全壳顶部的水箱流出。5.2非能动安全壳冷却系统功能功能222）减少裂变产物的释放）减少裂变产物的释放降压。西屋公司的研究表明，AP1000一次堆芯熔化事故导致的放射性释放的可能性是极低的。分析表明仅有了常规的PCS空气冷却，安全壳就能完好地处于预设的失

6、效压力之下。其它的一些因素还包括改进安全壳的隔离及降低安全壳外的LOCA。这些安全壳性能的改进为厂外应急对策的简化提供了技术上的依据。233）在假想的设计基准事故情况假想的设计基准事故情况下降低安全壳内的温度和压力。4）乏燃料池及消防水的储存与供应）乏燃料池及消防水的储存与供应：非能动安全壳冷却系统在乏燃料池长时间失去常规冷却的事故情况下对其提供补水冷却。 2627系统组件描述 非能动安全壳非能动安全壳冷却储水箱冷却储水箱 非能动安全壳冷却储水箱的隔离阀 非能动安全壳冷却辅助储水箱 流量控制孔板 分水斗 分水堰 导流板气体流道 化学补给箱 循环泵 再循环加热器28系统组件描述 非能动安全壳非能

7、动安全壳冷却储水箱冷却储水箱 安装在安全壳上方,水箱内壁由不锈钢构成； 水箱容积在满足功能需求的情况下尽可能最小 存储的水是去离子水； 水箱的设计考虑了地震和堆芯熔融裂变碎片喷射冲击的影响 该系统设计了多个测量和报警通道用于监测水箱内的水位和温度，并有一个回路用于水箱内的化学和温度控制； 提供了足够的热惯性和绝热性，使系统运行不需要加热器 除了提供热移除功能外，该系统还作为乏燃料水池和因地震停堆后防火水池的补充水源29非能动安全壳冷却储水箱的隔离阀共有三组互相隔离的阀门，起到冗余设计的目的阀门的驱动方式有空气驱动和电动驱动，起到多样性设计的目的；阀门、泄流管道以及相关的仪器安装在阀门温度控制室

8、(temperature-controlled valve room)内以防止冻结，该控制室的温度保持在10C以上30 分水斗分水斗奥氏体不锈钢制成的分水斗奥氏体不锈钢制成的分水斗( Water Distribution Bucket)用来将用来将水分配到安全壳穹顶的外表面水分配到安全壳穹顶的外表面。两条多重的输水管线和来自辅助水源的管线向分水斗排水。分水斗的侧壁均匀地开有16 个分水口，将水均匀地分成16 股。分水口的尺寸设计使来自水箱的疏水流量最大，同时在最小疏水流量下提供足够均等的水流。分水斗悬挂在屏蔽构筑物屋顶并恰好悬在安全壳穹顶之上，因此由压力和/或温度的变化而引起的穹顶形状的局部改

9、变不会影响分水斗的分水效果。31 分水堰分水堰奥氏体不锈钢制造的堰式分水装置( Water Distribution Weir System)在非能动安全壳冷却系统运行时用来优化安全壳壳体的洒湿面。水由分水斗以大约均等的水流洒向安全壳穹顶正中位置。每股水流落入16 个径向扇面之一，这些扇面由焊在安全壳穹顶上的小的垂直分隔板构成。这些分隔板自分水斗并沿穹顶外表面径向延伸到第一道分水堪。分隔板确保从16 个分水斗口流出的水处于安全壳穹顶相应的1/16 扇区中。这种设计可避免由于安全壳表面的坡度变化或穹顶正中相对平坦位置的焊缝导致水量分配不均。32分水堰分水堰在第一道穹顶环焊缝下方的第一道分水堪处，

10、每个1/16 扇面中的水被一个收集板集中后流入分流盒(Distribution Box) 。分流盒将水导入堰堰槽(Weir Trough) ，之后堰堰槽将水分流成等间距、等量的水流，返回到安全壳表面。33非能动安全壳冷却水辅助水箱 布置在辅助厂房附近，圆柱形钢罐 存储的是去离子水，容积大于非能动安全壳冷却储水箱和乏燃料水池所需备份水的要求 满足2级地震建筑物的要求 具有抗5级飓风的能力 同样也有监测和报警通道，以保持水箱内的水位和温度，通过一个回路控制水箱内水的化学性 绝热设计可以是该系统在7天内不用加热器仍然保持足够的热惯性以防止冰冻。传输管保持干燥以防止结冻。 内设加热器34其他设备l 化