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广一泵丨AP1000主给水系统动态概率安全评价分析

   日期:2017-01-06     浏览:46    
 由于AP1000采用了数字化仪控系统,在整个功率运行内,蒸汽发生器液位控制系统一给水控制系统实现了全程自动控制。基于蒸汽发生器需要的流量、温度和压力,AP1000主给水系统向蒸汽发生器提供给水。主给水系统既是二回路系统的一部分,也是蒸汽发生器系统的一部分,主给水系统管道和仪表流程。主给水系统的技术特点如下:

(1)从蒸汽发生器入口向外贯穿安全壳直到主给水隔离阀(MFIV)的部分为安全B级、抗震I类,从MFIV进口至辅助厂房和汽轮机厂房分界的管道支撑为安全C级、抗震I类,管道满足ANSIB31.1要求;

(2)系统提供冗余的主给水隔离阀,在收到隔离信号后5s内关闭;系统配置3台主给水泵,每台容量为33.3%;

(3)当一台主给水泵不运行时,给水系统仍能保证核电厂在70%功率运行,而汽轮发电机或反应堆不会停运;

(4)系统能够满足10%阶跃负载或每分钟5%线性负荷变化,不会导致蒸汽发生器偏离程控液位或严重影响主给水系统;

(5)核电厂发生100%甩负荷时,给水系统能够提供所需的给水流量。

AP1000机组配置了三台电动定速给水泵,每台主给水泵能够提供是最大给水流量1/3的流量。这三台主给水泵从除氧器中吸水后,会经过主给水泵加压,然后会被6、7号两台高压加热器预加热。汽轮机一共有有七级抽汽,有三级在高压缸。汽轮机高压缸的不同级抽汽分别提供6、7号高压加热器的热源,其中第一级抽汽进入7号高压加热器,第二级进入6号高压加热器,并经过多级预加热的热水最后供给蒸汽发生器。每条主给水管道中分别布置了主给水调节阀、主给水隔离阀、止回阀和主给水流量计。图1为主给水系统出口温度。

主给水系统向蒸汽发生器提供给水主要依据蒸汽发生器需要的流量、温度和压力。主给水系统既是二回路系统的一部分,也是蒸汽发生器系统的一部分。把蒸汽发生器产生的蒸汽输送到汽轮机是主蒸汽供应系统的功能。汽轮机从暖机到额定工况的整个运行范围可以被蒸汽流量和压力覆盖。汽轮机的汽水分离器、再热加热器和轴封系统是由该系统提供蒸汽的。电厂的每条主蒸汽管线均设置6个主蒸汽安全阀,当汽轮机不可用的时候蒸汽通过排放阀排到冷凝器或者大气释放阀或者主蒸汽安全阀向大气释放。

AP1000主给水系统的建模对应是图1所示的第一类交交互作用,本文采用3KeyMaSter仿真平台进行建模。在仿真建模中,假设如下:第一,故障发生时,反应堆未能及时停堆,仍然保持满功率运行;第二,主给水隔离阀下游管道设置小破口,使得发生事故时蒸汽发生器液位的下降速度更快;第三,故障设备选取主给水泵和主给水调节阀,其他设备假设都能正常工作;第四,蒸汽发生器近似转化成圆柱形的筒状结构进行传热计算。本文搭建管段从主给水泵幵始至汽机前的管道、设备、阀门等,包括主给水泵、高压加热器、蒸汽发生器、安全阔等。

广一泵业考虑到实际核电系统的复杂性,建模搭建时按照不同功能不同分页搭建,建模共分四页,分别放置主给水泵、6号高压加热器、7号高压加热器以及蒸汽发生器,如图2到5所示,每页搭建相应管道,阀门,传热元件。系统管道仪表流程图(P&ID图)单独分页。在蒸汽发生器模型图,模型中蒸汽发生器液位和温度控制主要由主给水调节阀、蒸汽调节阀、安全阀和大气释放阀来控制,通过蒸汽发生器液位反馈,由PID控制器调节主给水调节阀,进而调节主给水流量,实现蒸汽发生器的液位平稳。发生异常事件时,安全阀和大气释放阀保证蒸汽发生器压力在合理区间,当达到某一设定压力时,安全阀打开,从而保持蒸汽发生器不发生超压现象。

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