一迴路是指反應堆冷卻劑系統。一迴路管道和設備發生破損事故後迅速向堆芯注射硼水，為堆芯提供應急和持續冷卻的系統，亦稱應急堆芯冷卻系統。它是壓水堆核電廠中的專設安全設施之一。有些核電廠設定應急加硼裝置。當主蒸汽管道破裂時，利用化學和容積控制系統的離心上充泵或高壓安全注射泵從應急加硼箱內將硼濃度高達7000~21000μg/g的含硼水注入堆芯，向堆芯引入負反應性，保證反應堆不會重返臨界，使反應堆保持安全停堆狀態。
基本介紹
- 中文名：一迴路安全注射系統
- 外文名：safety injection system of primary system
系統構成
安全注射系統流程見圖，它由安全注射箱、高壓安全注射和低壓安全注射三個子系統組成。
安全注射系統流程原理圖
安全注射系統流程原理圖安全注射箱子系統
通常在一次冷卻劑系統的每條環路的主管道冷段連線一個安全注射箱。每個箱內約1/3容積充氮加壓，其壓力約2.4~5.0MPa，其餘2/3容積為含硼水，硼濃度約2000~2400μg/g。主管道大破口失水事故後，當一次冷卻劑系統壓力迅速降到低於安全注射箱內壓力時，安全注射箱內含硼水經主管道冷段自動注入反應堆堆芯。當一條環路的一個安全注射箱內含硼水經破裂的主管道冷段流失而不能注入堆芯時，其他環路的安全注射箱內含硼水能有效地經未破裂的主管道冷段注入堆芯，防止堆芯裸露。
高壓安全注射子系統
通常設分隔、獨立的多個系列，每個系列設一台高壓安全注射泵。多個系列均同時使用，以縮短事故處理的過程。若其中一個系列失效時，另外的系列仍能實現本系統安全功能。高壓安全注射泵為多級離心泵，結構複雜，在高揚程工作區域與離心上充泵銜接，在低揚程工作區域與低壓安全注射泵銜接，使其在失水事故後保證向堆芯不斷供給含硼水。高壓安全注射泵從關閉揚程(約11~15MPa)直至零背壓均能正常運行。每台泵通常設定小流量循環管返回換料水箱，以防止泵在無輸出流量時發生熱變形和損壞。
發生失水事故後，當一次冷卻劑系統壓力降低到高壓安全注射泵關閉揚程時，即開始注射。在此時間內，泵吸取換料水箱內的含硼水，經主管道冷段注入堆芯。當換料水箱內的水位降低到規定值時，轉入再循環階段，此時，高壓安全注射泵與低壓安全注射泵串聯運行，汲取安全殼地坑水，經餘熱交換器冷卻後注入主管道冷段和熱段，再進入堆芯。
低壓安全注射子系統
通常設定獨立的、分隔的多個系列。許多核電廠中的每個系列的泵和熱交換器與餘熱排出系統中的共用。要求低壓安全注射泵位置低於安全殼地坑，這可使泵具有一定的淨正吸入壓頭，防止汽蝕。它的運行分三個階段：①失水事故後的注射階段。當一次冷卻劑系統壓力降到低壓安全注射泵關閉揚程時，泵從換料水箱內吸取含硼水，經餘熱交換器旁通管注入主管道冷段，再進入堆芯，與高壓安全注射分系統共同補償從主管道破口流失的冷卻劑，防止堆芯裸露，並冷卻堆芯。②再循環冷段注射階段。低壓安全注射泵從安全殼地坑吸水，經餘熱交換器冷卻後，一部分水通過低壓注射泵經未破裂的主管道冷段直接注入堆芯，另一部分水經餘熱交換器出口進入高壓安全注射泵入口，再由高壓安全注射泵注入未破裂的主管道冷段進入堆芯。③再循環熱段注射階段。再循環冷段注射24h後，轉入此階段。低壓安全注射泵和高壓安全注射泵串聯運行，將降溫後的地坑水經主管道冷段和熱段同時注入堆芯(或者冷段和熱段注入交替進行)。有些核電廠在再循環熱段注射時只使用低壓安全注射子系統。通過長時間冷段和熱段注射，消除在堆芯局部區域內硼的結晶，並使反應堆逐漸冷卻。
