核电厂仪表和控制系统.pptVIP

第一章 核电厂仪表和控制系统（IC）概述 核电厂把核能转变为电能进行发电。它包括核岛和常规岛及BOP（电站辅助设施）。蒸汽发生汽器把核岛和常规岛组合成一个整体，再加上一些必要的辅助系统，构成一个完整的核电厂。 现在国际上的核电厂主要有压水堆核电厂、沸水堆核电厂、重水堆核电厂、气冷堆核电厂、快中子堆核电厂等几种主要类型。 1.1 压水堆核电厂基本结构及流程 压水堆核电厂主要是由反应堆、一回路系统、二回路系统及其它辅助系统和设备组成。 反应堆冷却剂系统将堆芯核裂变放出的热能带出反应堆并传递给二回路工质以产生蒸汽。 通常把反应堆、反应堆冷却剂系统及其辅助系统合称为核供汽系统。 现代商用压水堆核电厂反应堆冷却剂系统一般有二至四条并联在反应堆压力容器上的封闭环路。每一条环路由一台蒸汽发生器、一台或两台反应堆冷却剂泵及相应的管道组成，在其中一个环路的热管段上，通过波动管与一台稳压器相连。一回路内的高温高压含硼水，由反应堆冷却剂泵输送，流经反应堆堆芯，吸收了堆芯核裂变放出的热能，再进入蒸汽发生器，通过蒸汽发生器传热管壁，将热量传给蒸汽发生器二次侧给水，然后再由反应堆冷却剂泵唧送回反应堆。如此循环往复，构成封闭回路。整个一回路系统设有一台稳压器。一回路系统的压力靠稳压器调节，且保持稳定。 核辅助系统主要用来保证反应堆和一回路系统的正常运行。压水堆核电厂核辅助系统按其功能划分，有保证核电厂正常启动、功率运行和停堆后冷却的一回路辅助系统，其中部分系统同时作为专设安全设施系统的支持系统：有回收和处理放射性废物，保护和监测向环境排放废物的废物处理系统；还有核岛通风空调及冷却水系统。用来确保人身安全、控制污染空气、保护环境卫生、满足核电厂运行的工艺要求。 专设安全设施系统为核电厂重大的事故提供必要的应急冷却措施，并防止放射性物质的扩散。 二回路系统由汽轮机、发电机、凝汽器、凝结水泵、给水加热器、除氧器、给水泵、蒸汽发生器、汽水分离再热器等设备组成。蒸汽发生器的给水在蒸汽发生器吸收热量变成蒸汽，然后驱动汽轮发电机组发电。做功后的乏汽在凝汽器内冷凝成水。凝结水由凝结水泵输送，经低压加热器加热后进入除氧器，除氧水由给水泵送入高压加热器加热后重新返回蒸汽发生器，如此形成热力循环。为了保证二回路系统的正常运行，二回路系统也设有一系列辅助系统。 循环水系统主要用来为凝汽器提供凝结汽轮机乏汽的冷却水。循环水系统分为：开式供水和闭式供水两类。 开式供水，是指以江河湖海为天然水源，冷却水一次通过，不重复使用。若厂区地势较水源水位高，而水源水位的涨落幅度又较大时，往往将循环水泵装设在水泵房内。为避免由电厂排出的热水重新进入吸水口，排水口应设在水流下游，且离吸水口有足够距离。 闭式供水方式是把由凝汽器排出的水，经过冷却降温之后，再用循环水泵送回凝汽器入口重复使用。对于天然水源的水量不充足，或水源的季节性水流量差距很大的情况，闭式供水往往是必要的。有时，电厂同时设置开式供水和闭式供水两套系统，互为补充。闭式供水的一种基本方式是采用冷却水塔循环供水系统。 发电机和输配电系统的主要设备由发电机、励磁机、主变压器、厂用变压器、启动变压器、高压开关站和柴油发电机组等组成。其主要作用是将核电厂发出的电能向电网输送，同时保证核电厂内部设备的可靠供电。 发电机的出线电压一般为22kV～27kV，经变压器升至外网电压。为保证核电厂安全运行，核电厂至少与两条不同的独立电源相连接，以避免因雷击、地震、飓风或洪水等自然灾害可能造成的全厂断电。 1．2 核电厂仪表和控制系统的主要功能 核电厂的控制和仪表系统是为核电厂各部分各系统包括核岛、常规岛和BOP提供各类控制、保护的手段及监视信息，以保证核电厂能安全、可靠和经济地运行。 整个核电厂约由几百个系统组成，系统又由各类设备组成，每个设备需完成一个或几个功能。要求设备执行何种功能决定于核电厂的运行工况，例如启动工况、满功率运行工况、热停堆工况等。反过来我们也可以这么说，电厂运行工况的实施有赖于相关系统及设备实施的是何种功能。 仪表系统就如人体感觉器官，它存在于核电厂所有系统的各个角落，用来把系统或设备的物理参数(如温度、压力、流量、电压、电流等模拟量)或状态参数(开、关等)告知运行人员。仪表系统通常包括传感器、放大器、指示器、记录仪、限位开关、指示灯、继电设备、计算机、打印机及其屏幕等。 控制系统即是用来改变系统和设备运行状态以执行电厂所要求的功能的手段，它既可以改变系统和设备的状态，也可以维持系统和设备的运行参数在某一指定范围之内。它通常由控制按钮、选择开关、继电设备、接触器或断路器、定值器、放大器、驱动器、控制台(屏)等设备组成。 控制系统的设计还应做到减少误操作的可能性，及减轻由于系统的故障所造成的后果。 核电厂仪表和控制系统主