核电站320教材 反应堆硼和水补给系统(REA)

4.2.1 系统的功能

1. 系统的主要功能

反应堆硼和水补给系统为化容系统贮存并供给其容积控制、化学控制和反应性控制所需的各种流体。即：

(1) 提供除盐除氧硼水，以保证化容系统的容积控制功能；

(2) 注入联氨和氢氧化锂等化学药品，以保证化容系统的化学控制功能； (3) 提供硼酸溶液和除盐除氧水，以保证化容系统的反应性控制功能。 2. 系统的辅助功能

(1) 向稳压器卸压箱提供喷淋冷却水；

(2) 为主泵密封水立管（RCP011、021、031BA）供水，以冲洗3号轴封； (3) 向换料水箱（PTR001BA）提供硼浓度为2200士100µg/g的硼酸溶液，为其初始充水及补水；

(4) 向安全注入系统硼酸注入箱（RIS021BA）提供硼浓度为7000µg/g的硼酸溶液，为其初始充水和补水；

(5) 向容控箱提供与一回路当前硼浓度一致的硼酸溶液，为其进行排气操作； (6) 为稳压器和余热排出系统的先导式卸压阀充水。 4.2.2 系统的组成

系统由水部分和硼酸部分组成，只有硼酸部分与安全相关。系统流程如图4.6所示。

水部分包括：

——两个除盐除氧水贮存箱（9REA001和002BA），为两个机组共用； ——四台除盐除氧水泵（1—2REA001和002PO），每个机组两台； ——两个化学药品混合罐(1—2REA006BA)，每个机组一个。 硼酸部分包括：

——一个硼酸溶液配制箱（9REA005BA），供两个机组共用；

—— 三个硼酸溶液贮存箱，每个机组分别使用一个（1—2REA004BA），第三个（9REA003BA）为两个机组共用；

——四台硼酸溶液输送泵（1—2REA003和040PO），每个机组两台。

图4.6 REA系统流程简图

9REA001和002BA的水源主要是硼回收系统回收的经过净化和除气的一回路水。当水箱初次充水或硼回收系统供水不足时，可由核岛除盐水分配系统（SED）经蒸汽发生器辅助给水系统（ASG）的除氧器除氧后供给。

REA001和002PO将水箱中的水送入混合流道（正常补给）、上充泵入口（旁路补水）、REA006BA（化学药品制备）、一回路系统（主泵轴封水立管、卸压箱及卸压阀）和余热排出系统卸压阀。

9REA003BA和1—2REA004BA所贮7000µg/g的硼酸溶液也主要来源于硼回收系统，不足时可由REA005BA制备的硼酸溶液来补充。REA005BA制备的7000µg/g的硼酸溶液还供给安注系统硼注入箱（RIS021BA）。

REA003和004PO将贮存箱中7000µg/g的硼酸溶液送入混合流道（正常补给）和上充泵入口（旁路补硼或直接应急硼化）。 4.2.3 系统主要设备特性

1．除盐除氧水贮存箱REA001和002BA

两个除盐除氧水贮存箱为两个机组共用。正常运行时，一个水箱对两台机组供水，另一个水箱则处于充水或备用状态。

每个水箱的可用容积为300m3，箱内最高温度为500C，最高工作压力为0.105MPa.a。水质要求，氧含量小于0.1ml/m3，硼浓度小于5µg/g。氧含量或硼浓度超标时，需将水送去硼回收系统再处理。

为防止箱中的水与空气接触而被氧化，水箱顶盖采用浮顶式结构。顶盖的周边通过软薄膜与箱体相连，而薄膜的周边在箱体的中部（比箱底高6.38m）与箱壁固定连接。在薄膜与箱壁内侧之间的空隙用核岛除盐水填充，以达到润滑和密封的目的。浮动顶盖上设有一根与大气连通的细管，用于充水时排除顶盖下的空气，以避免超压和排水时出现真空。

2．硼酸溶液配制箱REA005BA

硼酸溶液配制箱为两台机组共用。配制时，用硼酸（H3BO3）晶体同核岛除盐水相混合，配制7000µg/g的硼酸溶液，箱内设有电加热器和搅拌器。

配制好的硼酸溶液用硼酸泵或靠重力送入硼酸溶液贮存箱，靠重力送入RIS021BA，硼浓度均为7000—7700µg/g。

硼酸溶液配制箱的可用容积为3m3，箱内最高工作温度为800C，压力为大气压。

3．硼酸溶液贮存箱9REA003BA和1—2REA004BA

每个箱的容积均为82.5m3，可用容积81m3，最高工作温度为400C，最高工作压力为0.17MPa.a。

两台机组三个箱中两个箱的容量足够保证一台机组在寿期初的冷停堆和同时进行另一台机组寿期末的换料冷停堆。

为防止贮存箱内的溶液与空气接触而再氧化，箱内应保持一定压力的氮气覆盖，使氧含量小于0.1ml/m3。

4．泵REA001—004PO

每个机组两台除盐除氧水泵和两台硼酸泵均由应急柴油发电机提供备用电源，REA001和003PO为A列，REA002和004 PO为B列。

正常运行时，一台除盐除氧水泵和一台硼酸泵即可满足需要，因此将其设置在自动状态，接到信号时便自动启动。另一台除盐除氧水泵和另一台硼酸泵则处于手动控制状态。

每台泵都设有最小流量管线。为保证硼浓度的均匀，操作员可定期用硼酸泵通过最小流量管线进行硼酸溶液贮存箱内硼酸溶液的循环。各泵运行参数如下：

3额定流量，m/h 对应的总压头，m水柱 0最高温度，C 1—2REA001/002PO 30.0 129 50 1—2REA003/004PO 16.6 ≥85 40

5．化学药品混合罐REA006BA

每台机组有一个化学药品混合罐，用于配制联氨溶液和氢氧化锂溶液。 配制时，先将化学药品从投料孔倒入罐内，与除盐除氧水混合，并借助于除盐除氧水泵注入上充泵入口。

化学药品混合罐的可用容积为0.02m3，箱内最高工作温度为450C，最高工作压力为1.1MPa.a。

6．硼酸溶液过滤器REA011FI

每台机组设有一个过滤器，安装在两台硼酸泵的出口管线上，用来过滤硼酸溶液中直径大于5µm的颗粒，正常流量为27.2m3/h，过滤效率大于98%

7．管线和阀门 (1) 正常补给管线 稀释、硼化、自动补给和手动补给等正常补给操作时，硼酸溶液经REA065VB，除盐除氧水经REA016VD单流或者合流进入混合流道，最后通过REA018VB被送到上充泵入口，这就是正常补给管线。

稀释操作时，REA065VB置于关闭，除盐除氧水单流进入混合流道；硼化操作时，REA016VD置于关闭，硼酸溶液单流进入混合流道；自动补给和手动补给操作时，REA065VB和016VD都置于开启，除盐除氧水和硼酸溶液按计算的流量比合流进入混合流道。

REA065VB和016VD都是调节阀。为防止由于除盐除氧水泵运行引进的意外稀释，在REA016VD前串联安装气动隔离阀015VD，以补充隔离。

REA018VB和RCV154VP都是气动隔离阀。原设计中，补给流体可通过这两个阀门，或通过其中的一个阀门进入化容系统，现已更改为RCV154VP永久性处于手动隔离状态。更改设计的目的是为了防止管道中遗存的除盐除氧水引起意外稀释。

(2) 补水旁路管线

在正常补水管线不可用（如REA015VD打不开）时，可以利用补水旁路管线将除盐除氧水送到上充泵入口，即就地打开手动隔离阀120VD。

(3) 直接硼化管线 在下列事故情况下，可以使用由电动隔离阀REA210VB控制的直接硼化管线，以增加硼水的流量，将硼酸溶液直接送到上充泵入口。

——控制棒插入过深，引起严重的轴向通量畸变； ——发生紧急停堆信号，但控制棒没有落下； ——反应性失控地增加；

——紧急停堆后发生失控的冷却，使停堆安全裕度减小； ——正常硼化管线失效；

——在安全注入时，硼量不够；

——厂外电源丧失和汽轮机跳闸后停堆； ——给水丧失后停堆。

REA210VB由主控制室遥控操作，由柴油发电机提供应急备用电源。 (4) 紧急硼化管线

在正常硼化管线和直接硼化管线都不可用的事故情况下，（如REA210VB和RCV034VP打不开），可以就地打开205VB，利用紧急硼化管线将硼酸溶液送到上充泵入口

(5) 与换料水箱（PTR001BA）的连接管线

反应堆硼和水补给系统通过装有两个手动隔离阀REA200VB和202VＢ的管线与换料水箱相连，向其输送2200士100µg/g的硼酸溶液。

另外，从换料水箱到硼酸泵入口也有一条管线，在上充泵、低压安注泵都停运，或硼酸溶液贮量不足，又需要向一回路注硼时，允许打开REA192VB，硼酸泵将换料水箱的硼水注入一回路。 4.2.4 系统的运行

1．系统的备用状态和泵的启动 (1) 系统的备用状态

在机组启动之前，反应堆硼和水补给系统就已经处于如下的备用状态： ——一台除盐除氧水泵和一台硼酸泵选在自动“AUTO”方式，接到补给命令时自动启动，另一台除盐除氧水泵和另一台硼酸泵则处在手动“MANUAL”方式；

——REA015VD、016VD、065VB和018VB都处于“自动”方式，RCV154VP则处于“手动”关闭位置；

——与正常补给相关的手动阀门均打开，而补给旁路管线和与换料水箱之间的连结管线则被隔离；

——打开手动隔离阀REA130VD，使去主回路和余热排出系统的管线开通。 (2) 泵的启动

选择在“自动”方式的的除盐除氧水泵在接到以下信号时将自动启动： ——要求“稀释”的信号；

——由容控箱低水位触发的“自动补给”信号； ——要求“手动补给”的信号； ——一回路轴封立管低水位信号。

选择在“自动”方式的硼酸泵在接到以下信号时将自动启动： ——由容控箱低水位触发的“自动补给”信号； ——要求“硼化”的信号； ——要求“手动补给”的信号。 2．正常补给的操作方式

正常补给的操作方式是指慢稀释、快稀释、自动补给、硼化和手动补给。由于RCV154VP已变更为永久性行政隔离，因此，慢稀释的操作方式已被取消，其它几种正常补给的操作方式也作了相应的修改。

(1) 为降低一回路硼浓度，使反应性增加，关闭065VB，隔离硼酸补给管线，用等量除盐除氧水代替一回路的水，这种操作方式就是“稀释”。

(2) 为增加一回路硼浓度，使反应性降低，关闭016VD，隔离除盐除氧水补给管线，将7000µg/g的硼酸溶液注入到上充泵入口，这种操作方式就是“硼化”。

(3) 若容控箱水位低，要求补给与一回路当前硼浓度相同的硼水，而且补给的启动和停止都受容控箱液位控制，这种操作方式就是“自动补给”。

(4) 为了给换料水箱初始充水及补水，或是为了提高容控箱水位，以便排放箱内气体，操纵员手动给定除盐除氧水和硼酸的流量及容量，由操纵员发出指令启动，当补给达到预期的容积时自动停止，或由操纵员停止，这种操作方式就是“手动补给”。

在主控制室的P9控制盘上设有下列按钮，可以选择正常补给方式中的一种： ——REA017TO选择“DILUTION”，即“慢稀释”（已停用）； ——REA018TO选择“ALTERNATE DILUTION”，即“快稀释”；

——REA019TO选择“AUTO”，即“自动补给”； ——REA020TO选择“BORATE”，即“硼化”； ——REA021TO选择“MANUAL”，即“手动补给”； ——REA016TO发出“START”，即“启动”指令； ——REA015TO发出“STOP”，即“停止”指令； ——REA014TO发出“LAMP TEST”，即“灯的试验”指令，用于进行017TO至021TO的灯的试验。

017TO至021TO中的一个按钮被按下后，再按016TO，所选方式才有效。自动补给时还需容控箱低水位信号。更换补给方式之前需按015TO解除原有方式。

3．其它操作

(1) 稳压器卸压箱的喷淋冷却

功率运行时，如果稳压器卸压箱的水温超过600C，要用除盐除氧水对其进行喷淋冷却。开启REA038VD，过程由操纵员进行，没有自动启停信号。

(2) 主泵轴封水立管补水

当三个主泵轴封水立管RCPO11、021、031BA中的一个达到低水位阈值时，一台除盐除氧水泵REA001或002PO将自动启动，调节阀RCP150、250、350VD也将自动打开，开始向主泵轴封水立管供水。只有当三个立管都达到高水位阈值时，除盐除氧水泵才会自动停运，相应阀门也将自动关闭。

对一回路水的直接硼化及给稳压器和余热排出系统卸压阀充水等操作见相应规程。