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GRACE R-3W数显仪器

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更新时间:2023-06-17 12:09:08浏览次数:727次

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余热排出系统是用于冷停堆时排出堆芯余热的系统,亦称停堆冷却系统, 一回路辅助系统之一。在很多核电厂中,该系统还兼作安全注射系统的低压注射子系统。

余热排出系统的主要功能为:①正常冷停堆的第二阶段,即当一次冷却剂系统的压力和温度分别达到2.5~3.0MPa和175~180℃时,把停堆后的堆芯剩余释热以及系统内介质和设备的显热, 通过设备冷却水系统传输至终热阱, 使反应堆冷却剂的温度以一定速率降到冷停堆或换料操作温度,并保持这个温度;②在反应堆更换燃料开始时, 将换料水箱内的含硼水输入换料水池,换料结束后,再将换料水池内的含硼水送回换料水箱;③失水事故时,兼作低压安全注射部分,将换料水箱内的含硼水或安全壳地坑内的水注入堆芯。

 

内容

本系统通常设置两个相互独立、冗余的系列。每个系列设一台余热排出泵和一台余热交换器。当一个系列失效时,系统仍能保持其安全功能。余热排出泵为离心泵。每台泵设有小流量旁通管,以防止泵在无输出流量时发生热变形和损坏。余热交换器通常为U形管壳式结构,在设计上考虑到反应堆*满功率运行后,停堆后一段时间内(通常考虑20~24h)存在的余热和反应堆冷却剂与设备冷却水之间的小温差, 每台余热交换器按*的热负荷设计。其出口和旁通管道上均设置流量控制阀。 停堆冷却反应堆冷却剂由余热排出泵从主管道热段吸出, 经余热交换器管侧将热量传输给壳侧的设备冷却水后,再经主管道冷段返回堆芯,如此循环冷却堆芯。通过旁路调节余热交换器管侧的反应堆冷却剂流量, 可控制反应堆冷却剂的降温速率。 反应堆冷却剂温度下降至60℃以下时,一次冷却剂系统压力降至常压, 便可进行换料或维修工作。 冷停堆后, 不能利用正常下泄通道将反应堆冷却剂输入化学和容积控制系统净化时, 在余热排出泵出口将大部分反应堆冷却剂注入主管道冷段进入堆芯,而一部分反应堆冷却剂通过本系统低压下泄通道输入化学和容积控制系统进行净化, 净化后的水返回余热排出泵入口再注入堆芯。在反应堆起动阶段,使用本系统的低压下泄通道维持一次冷却剂系统压力 (2.8~3.0 MPa),直至反应堆冷却剂泵投入运行及化学和容积控制系统的上充 (离心) 泵投入运行。 换料运行余热排出泵从换料水箱吸入含硼水,经余热交换器旁通管和主管道冷段, 进入反应堆压力容器,通过松开的法兰面溢入换料水池。当换料水池水位达到规定高度后,可进行换料操作。换料结束后,将换料水池内的含硼水送回换料水箱。 失水事故期间的堆芯冷却 余热排出泵吸取换料水箱内的含硼水,注入主管道冷段,进入堆芯。在再循环阶段,余热排出泵将从安全壳地坑吸取的水,经余热交换器直接注入主管道冷段和热段,使之进入堆芯。

差压式液位计是利用液柱产生的压力来测量液位的高度的装置,其原理如概述图所示。在水位发生变化后,差压变送器测到的压差也会随之发生变化,它们之间有线性的关系。

中文名

差压式液位计

外文名

differential pressure type level gauge;

把低压端连通到容器的顶部把低压端连通到容器的顶部

由于图中所示的容器是开口的,因此差压变送器的低压端只需要开口连通大气就可以了。否则需要如图所示的把低压端连通到容器的顶部。

这时候要注意的是差压变送器的低压端需要设置排水阀。当低压端管路里面进水的时候,要先关闭隔离阀,然后打开排水阀排空里面的液体。因为如果气体管路里面有液柱,会影响测量结果。

若容器内的气体是水蒸气,由于水蒸气是可凝结气体,采用图 所示的差压液位计会存在问题。这是因为水蒸气会在气体管路内凝结,慢慢形成液柱,而排水阀在测量的时候是要关闭的,因此需要改进为如图 所示的液位计来对付可凝气体的情况。此时向参考液柱内先注满液体,然后差压变送器的高压端接在参考液柱一侧。若水蒸气在测量管道内发生冷凝,凝结水会自动流回到容器。

可凝结气体的情况可凝结气体的情况

当容器内的蒸汽密度不能忽略(随着压力的升高蒸汽的密度也会升高)或者容器内液体的温度较高,和测量管道内的液体存在密度差的时候,需要进行密度补偿。

当容器内的液体被加热或者冷却时,密度会发生变化,从而比体积也会变化。即同样质量的液体具有不同的体积,也就具有了不同的液位。由于重力压头只与液柱内流体的重力有关,因此当液体被加热而使得实际液位上升的时候,未进行密度补偿的液位计将测不到此时液位的变化。密度补偿需要考虑的因素有:参考液注内流体的温度、容器内流体的温度、容器内蒸汽的压力等。

压水堆核电厂的稳压器水位测量压水堆核电厂的稳压器水位测量

在压水堆核电厂中,稳压器、蒸汽发生器内水位的测量就属于这种情况。沸水堆核电厂的压力容器内水位测量也是这种情形。 稳压器通过波动管和一回路连接,其内部的压力就是一回路压力。稳压器内部的水蒸气处于饱和状态,在运行过程中稳压器内部的压力基本保持不变。稳压器的液位标定是在热态的情况下进行的,因此当稳压器由于任何原因温度降低时,液位测量将发生误差。实际情况中,有些核电厂在稳压器温度降低后,切换到另一套在低温下标定的液位计,而不采用密度补偿。有些核电厂则通过液位测量电路和温度测量进行自动的补偿。也有些核电厂根据温度测量进行手动补偿,这时需要用到预先制作好的补偿表。

下图 是一个典型的蒸汽发生器的水位测量方案。用差压变送器测量水位压差,类似于稳压器一样,也有一个单独的差压变送器测量蒸汽的压力。由于饱和蒸汽的温度和压力是一一对应的,因此蒸汽压力的值是可以用于温度补偿的。

压水堆核电厂的蒸汽发生器水位测量压水堆核电厂的蒸汽发生器水位测量

当蒸汽压力上升时,温度也上升,此时测量液位的差压变送器测到的压差并没有变化,但是实际的水位已经发生了变化。压力升高量和饱和压力之比值,用于补偿测量水位的差压变送器的输出。

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