一次冷却剂系统流程及工作原理

本系统主要包括反应堆压力容器和两条至四条并联的环路。每条环路有一台蒸汽发生器和一台或两台反应堆冷却剂泵(亦称主泵)以及把这些设备相连的反应堆冷却剂管道(亦称主管道)。此外，本系统还包括稳压器、卸压箱及其连接管道(见图)。与本系统相连的系统主要有为维持本系统正常运行和保证反应堆安全的化学和容积控制系统、安全注射系统、余热排出系统、疏排水系统和取样系统等辅助系统。

1-反应堆;2-蒸汽发生器;3-反应堆冷却剂泵;4-稳压器;5-稳压器卸压箱;6-比例喷雾阀;

7-稳压器卸压阀;8-稳压器安全阀;9-主管道热段;10-主管道过渡段;11-主管道冷段

一次冷却剂在反应堆压力容器内流经堆芯时，把堆芯产生的热量带出反应堆。携带热能的一次冷却剂流，经主管道热段(从反应堆出口接管至蒸汽发生器入口接管的管段)后，在蒸汽发生器内通过传热管加热二次侧的水，产生饱和蒸汽或微过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。反应堆冷却剂降温后流出蒸汽发生器，经主管道过渡段(从蒸汽发生器出口接管至主泵入口接管的管段)，由主泵提升压力后，经主管道冷段(从主泵出口接管至反应堆入口接管的管段)又进入反应堆压力容器，如此不断循环。

一次冷却剂的工作压力通常为15.2~15.5MPa。正常运行时由稳压器的电加热器、喷雾器和动力卸压阀控制，使压力保持在规定限值以内，并由安全阀提供超压保护。一次冷却剂的平均温度通常为300~310℃。其反应堆出口温度通常为315~330℃，反应堆进出口温差在满功率时约为30℃。

本系统所有承压边界的设备及管道均属于核安全1级和抗震Ⅰ类。

本系统全部布置在安全壳内，以防止放射性物质向环境泄漏;各设备和管道按隔离原则分别布置在安全壳的各个隔离室内，以防止飞射物损坏本系统设备;还应使蒸汽发生器的位置高于反应堆位置，以保证系统具有足够的自然循环能力，在主泵失效时也能排出堆芯余热。

为满足反应堆运行和停堆换料期间人员进入安全壳对环境空气所需的条件，以及参与失水事故后将空气冷却而设置的若干系统的总称。

反应堆运行期间，由于一次冷却剂系统的散热，安全壳内的空气温度不断上升，同时，由于一次冷却剂系统的泄露，安全壳内空气中含有放射性物质。通风净化系统的任务就是排除安全壳中空气的热量及去除其中的放射性物质。

安全壳冷却系统有安全壳空气冷却系统、工艺设备或设备房间通风冷却系统等，安全壳空气净化系统有安全壳空气循环过滤系统、安全壳清洗通风系统等。

1、安全壳空气冷却系统

用以排除安全壳内的热量，保持安全壳内温度一般不超过50 ℃。这是考虑电气设备及仪表等能正常持续运行的需要。系统通常由风机、以冷冻水为介质的冷却装置、风阀及有关控制仪表组成。

安全壳空气冷却系统是否需要再失水事故后发挥功能，视核电厂具体设计情况而决定，该系统参与排出热量，能有效抑制安全壳内压力上升。

2、工艺设备或设备房间通风冷却系统

用以在反应堆正常运行期间保持某些设备或设备房间的特定气温。

3、安全壳空隙循环过滤系统

用以在反应堆正常运行期间循环过滤安全壳内的空气，消除气载放射性碘和活化的粒子。通常是由高效粒子空气过滤器和活性炭吸附器组成的整体式过滤装置。

安全壳氢复合系统是控制安全壳内大气中氢浓度不超过形成爆炸混合物限制值的系统。亦称安全壳消氢系统，系专设安全设施之一。安全壳内的氢气一般来源于失水事故时的锆水反应、金属材料腐蚀以及堆芯水因辐照而产生的分解。

系统通常设置两个独立的、分隔的安全壳氢复合系列，每个系列设置一台空气洗涤器、一台风机和一台氢复合器，两个系列共用一台氢分析器。两个系列同事使用时，可以缩短处理事故的过程。其中一个系列失效时，不会丧失本系统的安全功能。

失水事故后，当安全壳内空气中氢气的体积浓度达到约1.5%时，本系统投入运行。风机从安全壳的不同高度、不同方位以及可能聚集七情的房间吸取空气，首先使之经过空气洗涤器，出去其中可溶性放射性微尘、以及悬浮在空气中的氢氧化钠和硼酸等物质，再将这些气体送入氢复合器。氢符合器通常采用触媒催化原理，先由电加热器将洗涤后的空气加热到310~330℃。然后使之进入贵金属(例如钯)催化床，使氢和氧复合成水蒸气。将除氢后的高温空气送入空气冷却器，冷却后送回安全壳。