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1、1431.3.21.3.2 安全壳喷淋系统安全壳喷淋系统 EASEAS一、一、概述概述安全壳喷淋系统（EAS）是压水堆核电厂专设安全设施之一。当压水堆发生严重事故时，它可使安全壳降温和降低压力，以确保最后一道屏障安全壳的完整性。二、系统功能二、系统功能主要功能：在一回路失水或安全壳内主蒸汽管道破裂的事故工况下，使安全壳内的温度和压力保持在可承受值内，以保证安全壳的完整性。辅助功能：（1）带走在主回路失水事故时散布在安全壳内的气载裂变产物（尤其是碘） 。（2）扑灭反应堆冷停堆时安全壳发生的火灾。 （当其它灭火方法失灵时）（3）在冷停堆时，如果换料水箱内温度高于 40，该系统可将换料水箱内介质冷却
2、。（4）发生 LOCA 后约 15 天，如果低压安注泵失效，可利用 H4 规程使用EAS 系统EAS 系统还用来疏导堆芯余热，它是专设安全设施中唯一带有冷源的系统。三、系统描述三、系统描述系统的设置是冗余的，由两个系列 A、B 组成，采用两个系列供电（即 EAS001PO由 LHA 供电，EAS002PO 由 LHB 供电等） ，并且两个系列的设备进行了实体（物理）隔离，但有部分共用设备。每一个喷淋系列包含一个地坑、一台喷淋泵、一台化学添加剂喷射器、一台热交换器、位于安全壳拱顶下的两组喷淋集管及有关的阀门、管道、仪表等。每个系列设置有两个关联的安全壳隔离阀，以便当其中一个阀门损坏时，该系列的喷
3、淋功能仍能保证。这样设计的目的是为了满足单一故障准则要求，从而确保喷淋系统的安全功能。1、系统的部分参数系统的部分参数144（1）喷淋水质硼浓度2200100 ppm水温540 PH9.59.7（2）喷淋泵额定流量（直接喷淋）850 m3/h总扬程131 m.H2O额定流量（再循环喷淋）1058 m3/h总扬程119 m.H2O要求的 NPSH（再循环喷淋）0.5 m.H2O最大入口压力（泵停运）0.56 Mpa.a最高入口温度120 零流量下的总扬程200 M m.H2O 转速1500 rpm最大耗用功率（再循环喷淋）450 KW（3）喷淋热交换器喷淋水侧（再循环最大值）流量最高入口温度10
4、14 m3/h120 RRI 侧流量最高入口温度1920 m3/h45 145（4）化学药剂添加箱有效容积10 m3总容积11 m3浓度（重量）30% NaoH最小流量0最大流量6 m3/h轴输入功率66 KW（5）喷淋管及喷头安全壳是一个带有拱顶的预应力混凝土的圆筒形构筑物，它的内表面有一层金属衬板。安全壳能承受的温度 136 ，压力是 5.025 bar.a四条环形喷淋管（每个系列两条）以堆厂房中心线为中心固定在安全壳的拱顶上，共有 506 只喷头，两个系列的喷头数分别为 252 和 254 只。喷出水滴平均直径为 0.27 mm。在布置和定位时已考虑了每一系列能覆盖安全壳内的全部面积。（
5、6）再循环地坑地坑位于堆厂房环廊区域内，标高3.5m。地坑的过滤系统由大碎片栏污栅（为两个系列和 RIS 进水口公用） 、每根进水管上的三道过滤筛网和飞射物防护罩构成。过滤系统的上部设有人孔，每次换料期间检查。安全壳地坑的主要功能 收集安全壳内的泄漏水和喷淋水，保证坑内液面有一定高度，防止泵因为旋涡而吸收空气，从而保证水泵的正常运行。 地坑上有拦污栅，起过滤作用，防止杂物进入地坑。2、喷淋信号喷淋信号EAS 启动信号来源有两个，一是自动信号，一个是手动信号，即：安全壳压力太高（HI 4，即 0.24 MPa） ；手动控制。需要说明的是：146（1）安全壳的压力由 ETY 系统的 4 个探测量（
6、ETY 101，102，103，104 MP） ，按 2/4 原则触发保护动作；（2）由安全壳压力太高，触发的自动喷淋信号的手动复位（解锁）可以立即进行；（3）安全壳的压力保护定值及由此触发的主要保护动作下表；安全壳压力保护信号信号压力定值 Mpa（绝对）触发的主要保护动作HI 10.12报警信号隔离 ETYHI 20.13安注启动安全壳第一阶段隔离紧急停堆汽机脱扣应急柴油发电机启动主给水泵跳闸主给水隔离阀ASG 启动HI 30.19主蒸汽管道隔离HI 40.24紧急停堆安全壳第二阶段隔离喷淋系统启动应急柴油发电机启动（4） 为防止喷淋系统的意外手动启动，对于每个系列均设置两个按钮。这两个按钮
7、必须同时按下，才能触发 EAS 的一个系列动作。3、系统运行系统运行1、备用状态机组正常运行时，安全壳喷淋系统应该处于备用状态（试验期间除外） ，等待启动信号。147备用状态系统的主要特征有： RWST 到喷淋泵入口之间的阀门（即 001/002 VB）保持开启状态；001 BA 出口管隔离阀 125 VR 开启。下列阀门均关闭：安全壳隔离阀（007/008/009/010 VB）地坑到喷淋泵吸水口间的阀门（013/014 VB）化学添加物回路隔离阀（145/146 VR）热交换器冷却水侧 RRI 的阀门（RRI 035/036 VN）试验回路阀门（126 VR）试验阀 131/132/133
8、/134 VBEAS/RIS 连接管隔离阀 041/042/043/044NaOH 溶液的搅拌泵（003 PO）间断运行（即每 8 小时运行 20 分钟） 。电站正常运行时，从安全壳地坑到喷淋泵的逆止阀之间的管内是被长期地充满水的，目的是防止在喷淋泵入口管道内形成空气腔。化学药剂回路中，从阀门 145 VR146 VR 到喷射器 001 EJ002 EJ 的一段管道内是被长期的充满水的，目的是在喷淋系统启动中，防止空气从喷射器进入到喷淋泵的进口管。EAS 001 PO、002 PO 和 PTR 水箱之间所有阀门都是开启的，因此安全壳隔离阀上游的管道均充满水，但安全壳隔离阀是关闭的，以防喷淋泵事
9、故启动引起的误喷淋。2、直接喷淋阶段喷淋信号产生时，喷淋系统启动。若此时换料水箱 RWST 的水位不低于 LOW 3 定值，则 EAS 回路以“直接喷淋”方式启动，即喷淋水由喷淋泵从换料水箱抽取。该阶段的配置主要特征有：两台喷淋泵（EAS 001/002 PO）启动；安全壳隔离阀开启（07/08/09/010 VB） ；热交换器（001/002 RF）冷却水侧的 RRI 阀门开启，即热交换器投入。EAS 系统是自动启动，泵电机的启动时间为 3S，15S 内达到额定特性，5 分钟后，化学添加剂由喷射器注入，安全壳隔离阀在 21S 内开启，因此对泵来讲不会引起零流量问题。148在启动期间，如果化学
10、添加剂处于“低”水位，145、146 VR 完全关闭时，另外需注意，NaOH 注入回路的投入有 5 分钟延迟，即 145/146 VR 延迟 5 分钟开启。位于泵上方的电动机安装在由安注泵和安喷泵电动机厂房间通风系统（DVS）来通风的房内，在 EAS 启动时，运行人员启动该通风系统。在注入阶段终止时（001 BA 低液位）氢氧化钠注入回路自动隔离，即 EAS 145/146 VR 自动关闭。化学添回箱内的液体约在 30 分钟内排空，注入 NaOH 的目的是想降低安全壳内气态裂变产物的浓度，尤其是降低碘浓度，从而降低气载放射性水平，另外，注入 NaOH 也是想中和硼酸，从而限制金属的腐蚀。也就是
11、说，这 5 分钟时间的延迟是为了操纵员诊断事故，判断喷淋系统的启动是由于一回路破口，还是二回路或者是误启动，从而确定NaOH 的注入是否必要。注入 NaOH 中和硼酸的道理容易理解，那么为什么注入 NaOH 可以降低气载放射性水平呢？NaOH 不存在时，碘与水之间的反应如下式所示：3I2+3H2O IO3+5I +6H+ （1）达到一种动态平衡。加入 NaOH 后有如下反应：2H+2（Na+,OH）+IO3+I （Na+，I ）+（Na+, IO3）+2H2O （2）（可溶） （可溶）即由于（2）式反应的存在，使得（1）式的反应平衡向右移动，即更多的碘溶于水中。这就是为什么加入 NaOH 可以
12、降低气态放射性水平的原理。3、再循环喷淋阶段：直接喷淋阶段持续约 25 分钟当 RWST 水位到达 LOW 3 定值时，喷淋系统需自动转入再循环喷淋阶段，即喷淋泵由149RWST 抽水转换到从地坑抽水。此时 RWST 到喷淋泵的隔离阀（001/002 VB）关闭，地坑到喷淋泵隔离阀（013/014 VB）开启，NaOH 注入回路隔离（145/146 VR 关闭） 。再循环喷淋阶段有时可延续几个月的时间，一回路释放到安全壳内的热量就是通过热交换器排向 RRI 系统，然后再由 SEC 系统排向大海的。而再循环水的特性为“多种”流体的混合物。PTR 水箱的水。进入到喷淋水中的化学添加剂。溢入安全壳内
13、的混有裂变产物以及放射性腐蚀产物的反应堆冷却剂。来自安注箱的水。RIS 的硼注入箱的水。导出的热量包括堆芯剩余功率，一回路或二回路流体的显热，结构材料氧化放出的热量，还可能有锆水反应放出的热量。当温度在到 850 900 开始锆水反应：Zr+2H2O Zr O2+2H2+热量在接近 950 时反应相当显著，然后每升高 50 ，反应速率（即反应所释放的功率）将增加一倍。在 1200 ，这种反应所产生的局部功率将等于剩余功率的好几倍。在燃料包壳温度突然升高到 1200 的极端情况下，其功率将大致等于堆的额定功率。由于喷淋流量比较大，一定时间以后，运行一个系列就足够了。由于锆水反应产生氢气，当安全壳
14、内氢浓度达到 1%3%启动氢复合装置在（在 ETY 系统）进行消氢。另外，EAS 热交换器是专设安全设施中唯一的冷源，所以当 RIS 处于再循环注入阶段时，需要 EAS 同时运行，以冷却地坑的水，导出热量。4、特殊稳态运行当 PTR 001 BA 的水温过高时，可以用 EAS 的一个系列置于再循环来冷却 PTR 001 BA，以便使其温度维持在 40以下。至少开启一条试验管道 131133 VB 或 132134 VBT40 停泵，关闭试验阀5、特殊工况150在一回路破口事故发生较长时间（15 天）后，全部丧失低压安注功能或安全壳喷淋功能时的事故处理规程，当安全壳喷淋泵全部丧失时，利用低压安注
15、泵和安全壳喷淋的热交换器来排去余热，当低压安注泵全部丧失时，利用安全壳喷淋泵代替低压安注泵，即所谓 H4 规程。喷淋泵转为低压安注泵使用的简化连接见附图，操纵人员需将连接管线的两只手动隔离阀打开。对 A 列而言，这两个阀门的编号为 041 VB 和 043 VB；对 B 列而言，这两个阀门的编号为 041 VB 和 043 VB；对 B 列而言，该两个阀门的编号为 042 VB 和 044 VB。151RRI146VRM126VRM145VRM149VR163VR162VR141VR003PO2PTR3001BASED127VZRAZ001VBM002VBM125VR001PORRI RRI035V N009VBM007VBM013VBM014VBMRRI002PORRI RRI036V N010VBM008VBM131VBM133VBM134VBM132VBM001DI001EJ002EJ
