RCC-P-1991 法国90万千瓦压水堆核电站系统设计和建造规则.pdf
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1、 本文件 是为法国压水堆核电站制ZMA?7 6 T X T f r ti o 本规则适用于带有金属衬里的预应力混凝土安全壳的 标准9 0 0 4 4 e 系列核电站,参考电站是 T R I C A S T I N 电站。本文件的应用范围限于核岛系统。此外,本规则仅提出系统的设计准则,而不是尽可能地规定实施方法和设计数据。本文件分为以 下五个部分:1、第一章说明电站的总体布置及其所使用的通用准则。2,第二章介绍系统设计准则,按下列顺序:构成密封屏障的系统;专设安全设施;其他机械系统;电气系统。3,第三章与接口 规则有关,即说明:系统之间或设备之间的布置规则;一 弓 阵 供汽系统与电站其他部分(土
2、建结构、汽轮机厂房及核供汽系统以外的 辅助系统)之间的连接规则。在这一章中,核供汽系统不仅包括反应堆和反应堆冷却剂系统,而且包括在各种正常、故障或事故工况下直接冷却堆芯所需要的各种系统及保护系统(仪表和控制系统),所有这些系统按一个协调的整体由单一供货方提供。4、第四章介绍关于运行分析应遵循的规则。5,第五章说明关于人员电离辐射防护的总则。本文件只参考法国现有的法规条例,以及“压水堆 核电站设计和建造规则”的下述其他规则:R C C 一G 9 0 0 0e 压水堆核电站土建设计和建造规则”。R C C-I“压水堆核电站防火设计和建造规则”。R c C 一M“压水堆核岛机械设备设计建造规则”。R
3、 C C 一E“压水堆核岛电气设备设计建造规则”。R C C-C“压水堆核电站燃料组件设计和建造规则”。子 沪录一目一 核电站总体设计和布置总则 ,二”“”“”1 1.1 桂电站总体布置说明,一”“”二 2 1.?对外部灾害的防护总则 ,1。1。3 设计和布置总则 ,”基本系统的总体 设计 ,“洲 2.1 构成密封屏障的系统 ,2 2 2 1 1“摊料”系统反应堆堆芯 ,G C 2 1 2 反应堆冷却剂系统 ,2 3 2.1 3 第三道密封屏障 ,3=,2,1,4 其它屏障 ,一o)Z C 专i 受 安全设施 ,4 1 2 2 1 应急堆芯冷却系统 ,4 1 2.2.2 安全壳喷淋系统 。,一
4、4 几 2.2.安全壳氢浓度控制KT气咭侧粟统 一4!,2.2.4 蒸汽发生器辅助给水寨统 :j 2 2.2.苏 与专设安一全设施有关的其它系统 5 5 2.3 茸它机械系统 ,一5 6 2 3 1料 装卸与 贮 存系统 ,“2.3.2 换料和贮存水池的水处理和冷却系统 ,5 9 2 3 3 通风系统 ,们 2.3.4 余热排出系统 一6;2.3.5 化学和容积控制系统及反应堆硼和水补给系统 ,翎 2.3.6 设备冷却水系统和安全厂用水系统 月 2.3 7 废物处理系统 ,若 2 3 8 榨取样系统 ,8 3 2 3 ,蒸汽发 生器 排污系 统 ,B Z 2 3 1 0 压缩空气系统 ,8 4
5、 2.4 电气系统 ,盯 2 4.1仪夹和 控制系 统 ,时 2.4.2 电源系统 ,、,。一9 1江 接口规则 、9 下 3 1 布粉规则 4 ,11“3 2 核供汽系统与 七 建结构的接口趣刚 1 以 3 3 林棋汽柔统与汽轮机厂房的接f=j 规则 !i i h 3.4 挥供汽系统与其它抽助系统的接口规则 l l U.运行分析规贝 11 .1 1 3 4.1 设备分级 ,4 1 1 4一宝 令 备状态)u 应堆冷却剂系统工况分析规则1 2 1一事t 7 分 一 析p a nil特殊工况分析规则“极不可能发生的运行工R.”分析规则1 3 1一n产伪J斑J口卜口n 才咬力U二砚任住月性%人员电
6、14 (N 射防护的总则 。一 ”二 “二 二”1 3 5 5 1 卞要概念和量值 1 3 6 5 2 防护总则 、,1 3 6 5.3 工作人吊 的防护 1 3,5.4 祠 卜 放一贮存。,。1 4 0 5 C 环l a 排放特 州 一与 监 洲 ,1 4 5 5 6 辐4-.r 防护测章 ,1 4 6 5.装卸、运输和贮存 ,1 4 6核电站总体设计和布置总则卜 1核 电 站 总 体 布置 说 明 ,。,二。21.2 对 外部灾害的防 护总则 ,1 01.3 设计 和布置总则 巧I 核电站总体设计和布置总则,1 核 电站 总体布 里说 明1 1 1 P:7 1 言一座 核电 站由 若千台
7、核电 机组、辅助 厂 房和建 筑 物组成(见图1.1.1 及 1.1.2)一台核电 机组是一个包括有以下三组主要厂 房的电 力生产单位:核岛,包括:容纳核供汽系统的反应堆厂房;嫩料厂房;核辅助厂房。电气厂房(有时包括在核岛内);汽轮机厂房。核辅助厂房、电气厂房和汽轮机厂房为两台核电 机组共用。核电站的总体布置由一整套的规则或原则来确定,它们规定:个厂区内核电机组的台数及位置,一 一 每台核电机组各厂房的相对布置;与 核电机组有关的辅助厂房的相对布置,电站厂区与其周困环境之间的接口(水、电网、运输路线等)。1.1.2电站 厂 区 的 限 制 1.1.2.1 核电机组的数目 每个厂区核电机组的台数
8、取决于:用户对于核电 机组的需求;一一愉电线路的利用限制;一一选定电站厂址时的有关限制:按照行政部门的规划可利用的土地面积;根据地质(基础)和水文(可用的冷却水流里)等特点,按照技术方案,厂区能容纳一定数量机组的能力。另外,还有法 规条 例所规定的 限树,这些限 制力 求减 少电站 对于周围 环 境的 影响,特别是由放射性排出流以及热量、化学物质的排放造成的影响。1.1.2.2 专门法规 1.1.2.2.1 放射性排出流的 排放法规 a)放射性废液按1 9 7 6 年8 月1 0 日 颁发的关于1 9 7 4 年1 2 月 3 旧 7 4-1 1 8 1 号法令第1 6 款的实施条例执行。这些
9、实施条例规定了 氛以及氛以外的所有放射性同位素的放射性活度极限 值,即:一 一 每台机组每年排放的放射性活度;。2 一一完全稀释后计算增加的放射性浓度,以每夭平均值表示;对位于河边的厂区,由该河流域所有核电站运行而增加的放射性浓度,以 每季 度的平均值表示。b 放射性废气同样地按1 9 7 6 年8 月1 0 日 颁发的关于1 9 了 4 年1 1 月 6 日?4-9 4 5 号法令第1 4 款的实施条例所规定的限制执行,它规定了每台 核电 机组每年排放的放射性活度和计算的每周平均放射性浓度。有关 放射性废液和废气排放的其他资料在第V 章“人员电离辐射防护的总则”中给出。按照法令(7 4-9
10、4 5 号和7 4-1 1 8 1 号),放射性废液和废气的排放条件在法国同样要在上述条例的规定限值范围内执行每台 核电 机组或每组机组的特别许可条令。l.1 2.2.2 热排 放和化学 物质排 放法规 向 海水或淡水排放工业废液的条件由1 9 7 5 年5 月1 3 日的条例和1 9 7 5 年8 月6 日7 5-1 1 9 号及7 5 一1 2 0 号通告所规定,这些法令和通告都与按照1 9 6 4 年1 2 月1 6 日“一1 2 4 5 号法律第2 款和第6 款制定的1 9 7 3 年2 月2 3 日7 3-2 1 8 号法令的实施有关。这些法令和通告的目的在于根据水的用途通过规定明确
11、的水质指标来防止水的污染。为此,这些法令和通告特别规定:排放水温度低于3 0 C;排放水的P H 值应在S.s 与8.5 之间(排放海中为5.5 至,.0);排出流的成份不应引起接收 环境的明显变色;排出流不应含有与吸收环境的水混 合后会毁灭鱼类的物质;排放设施应满足一定的准则:设备布置要便于取样并减少废液排放引起的扰动;人员可以接近以便进行监泌。1.1.3主 要 厂 房 的布 置 图1.1.1 和1.1.2 所示的标准布置设计,应用下述主要准则。1 1 3 1 核岛布盆 核岛布置应遵循下述主要准则:强放防护区建得尽可能紧凑,并只准有一个出 入口;考 虑到反应堆厂房与其他厂房间有许多连接,将反
12、应堆厂房布置在核电机组的中 心;执行安全注射和安全壳喷淋的系统尽可能设置在靠近反应堆厂房的地方;核辅助厂房与反应堆厂房的连接区 尽可能宽敞些(由于贯穿件很多);与反应堆厂房连接的嫩料厂 房应正对着燃料元件的运输通道,而运输通道的位置由反应堆冷却剂环路的位置来确定;反应堆厂房的设备舱口 位于两条反应堆冷却剂环路之间;反 应 堆 厂 房与 电 气 厂 房之 间 的 连 接区 要 足以 能 布 置 开 电,A-%贯 穿 件。1.1.3.2 双核电机组 核电机组成对布置,这种布置使两台机组共用某些对机组的安全不太重要的辅助系统,同时也可以将电气厂房及控制室布置在一个厂房内。设备的布置规则在3.1 节“
13、布置规则”中加以说明。核电机组成对布置的主要好处在于经济方面,它使厂 房布置紧凑,减少占 地 面积,从而节省投资,减少运行费用。对一 座有几 对核电 机缘组 成的 核电 站,按照成 对核电 机组的 平移 原则 进行 扩 展,成 对机组的图纸可以通用。1 1.3.3 电 气厂 房 布 里 电气厂房位于反应堆厂 房与汽轮机厂房之间,以利于电气厂房与汽轮机厂房、反应堆厂房和核辅助厂房之间的连接。这种布置能使电气设备集中布置在一些专门的房间内,从而具有如下优点:容易运行;户 一 一便于实现保护;有效地防御外部灾害(飞射物、水灾、工业环境)。1.1.3.4 汽轮机厂房的方位 装 有阿尔 斯通公司汽 轮发
14、电 机组的 汽轮 机厂 房应 布置 在核岛 的切 线方向,以 减少土 地 使用面积。汽轮机厂房与电气厂 房之间的档墙要加固,以减少由于汽轮机低压缸断裂时可能引起的飞射物对控制室和反应堆厂房产生直接飞射的影响(见3.3 节“核供汽系统和汽轮机厂房的接口准则”)。对于装有法国电机公司(C E M 汽轮发电 机组的汽轮机厂房,采用另一种布置方式,它们对核岛沿径向布置,可以减少汽轮机飞射物引起的灾害危险,任一核电 机组都不会被它自己的汽轮发电 机组的飞射物直接击中。1.1.3.5辅助厂 房布且 辅助厂房最好根据厂区进行布置。汽轮机厂房的定子装卸软道穿过辅助厂房区。仓库的装卸路线与定子装卸软道相平行。1
15、.1 _ 4厂 区内各 厂房 的总体 布 置 在厂区内,下述主要厂房及建筑物相互之间的布置没有什么特殊的规定:各核电 机组本身及其有关的 辅助厂房;高压开关站(若有的话);一一 取水和排水构筑物;一一冷却塔(若有的话)。然而,仍有必要检查选择的布置方式能够符合下述现行标准:最大噪音水平限制(在居住区边界处不超过4 5 分贝),按法国 标准N F S 3 1 0 1 0 来计算;有关防止破坏活动的规则。除了上述规则的限制外,电站厂区的总体布置还要考虑下述因素:经济性:通过合理地选择各个构筑物的位置(各核电机组、泵房、排水站、冷却塔),可使输水管道长度(从而使成本)最佳化;对电气连接(翰电线、高压
16、开关站、核电机组)也是 这图 I.1.I C P I 型 标 准 9 0 万 千 瓦 核 电 站 平 面 布 置 图(采 用 阿 尔 斯 通 公 司 的 发 电机 组,例 如 T R I C A S T I N 电站,小 一 一 碑,!I)I ,白。,JL!fL1!一一一一,1,口,中1日t,讨州11人 工 工一一一广!尸 一一一 一户,一一一 一I I!,十1,广 一一 一 一闷 广 甲 I 生古 一 一叫 叫 气 :,一一一Ll一 一 J 甲 下 不 一习 _ i。一J一一 一 一一 斗 一 奋p 一一1we厂七IJ 一 一I I I,I 1 一一一广一一 1 令乞卜节丁 g一 一 Jt,
17、口 月寺今咨,奋 门卜 口,“户,。二t一t:t,f七5图 1.1.2 C P 2 型 标 准 9 0 万 千瓦 核 电站 平 面 布 置 图(采 用 法 国 电 机 公 司 的 汽 抡 发 电 机 组,例如 S 八 工 N T-L A U R E N T.电站ltiF、扩、,、才(】6同 产、,卜1。1各又r-,i才L J1 0厂。上,卜卜,卜告J,44冬l一一0一一厂十,f:r;18J!洁段lee气 一 一 勺 一)八!Jr 目 ,一 书r1一一工一一l一一卜 一 J115.1 粉J 5 1 一 一一 一 一 I川一 月一 万一、i 一 l川!11!J一片一卜1L J1111曰llt TJ
18、 一1一f!,L1 91 1 31 9)12口I日勺一一,、勺 I :IJI r,一一-r r7 I!厂 一 二L 几-L U 一,LI I厂一曰;r J-J 匕I、犷,一,J 一钾 一一毛月 ,月、,it声厂jlL 一t 飞适 应 于 厂 址 的 核 电 机 组l刁表线虚。以示物表筑线建号助叉辅用区房厂厂图1.1.1 及1.1.2 中各构筑物的名称1反应堆厂房2 燃料厂房一 燃料贮存水池3核岛系统设备冷却水厂房4核辅助厂房5电气厂房6柴油发电机组7 蒸汽发生器辅助给水贮存水箱8汽轮机厂房9 气体贮存雄1 0 变压器平台1 1 办公楼1 2 机修厂房一仓库1 3 一般辅助厂房1 4 除欲水厂房
19、1 5 设备运输龙门吊l 6 水泵站1 7 辅助变压 器1 8 汽轮发电机组1 9 换料水贮存箱2 0 润滑油贮存库 图1 1 3 核 岛一 汽轮机厂房 纵剖面采用 阿尔斯通 汽轮 机发 电机 组的 C P I 型核 电机 组父应 乡厂C 几 口 亡J二臣5,队汽轮讥厂房4 2.50屯气厂房l 科 厂房义关月刁月,IR-l!汽轮发电机纽r众 O爸丢 吧碱爽兰 二 主 一 片Iq1 n n、“器。IS 一,、只”声伽“向.W梦 r s:Pw r 群刀 J T刃/i 7癫:t三咚 交 映 县r丁 三络红河夕Y/I屯 七 r:丫 户,:韧努号;/i I次寿韶蛛添耐沙邺群泌耕啼夕:;令/亿/,r,刁
20、m 图1 1 4 核岛一 汽 轮机 厂房纵剖 面采用 法国 电机 公司汽 轮发 电机组的 C P Z 型 核 电机 组妞叔)反应琅厂房电 气 厂 房汽轮抓厂房二兰忠 压 兰2、一尸声 u阵二 扛 二不弃国!到1 r e-L 跳 u月t:翼 丫!丁勤 止 注v三 三 之 三 出 二7i淞N I l月O“曰 卜,决(,i(一一 一 一 尹 肯!加审1 乙 厂一赡黝擎数.a二二 石 J 二盏 一 乙二洲卜 91襄缉鳗三 代岁 似心 之 气巴t.f生 吮 产铆荃Z J“r r?“,卜l厂 一夕 夕之 s1 7/样;实用性:各建筑物相对于公路、铁路入口 的布置,现场管理;一 一 建筑 L 的要求。1.1
21、.5 各厂房标 高 的确 定 标准断面图1.1.3 和1.1.4 标明了各厂房的 相对标高。核岛、汽轮机厂房与厂区基准地坪的相对标高是规定不变的,它们采用共同的士0.0 0 标高(反应堆厂 房一层楼面标高)。这些标高的选择决定了厂房之间连接区的 标高(特别是核岛与汽轮机厂房之间蒸汽管道的标高)。对核岛 来 说,反应 堆厂 房和it料厂 房的 相对 标 高是 按下 述选择原则 确定 的,即 反应堆 厂房(指反应堆堆坑下的 基础底板)低于厂区基准地坪,乏燃料贮存水池高于厂区 基准地坪。这种标高选择同“水平运输通道”有关,并具有下述优点:一 州 呆 证反应堆堆坑的抗地震性能;一 A深持电气设备不淹水
22、;硬于施工。1.2 对外 部灾害 的防护 总则 1.2.1 引 言 在核电站设计中要分析和考虑厂区 环境中由于自 然原因或人为活动所引起的下述外部灾害:自然原因引起的灾害:地震、水灾、异常气候条件;人为活动有关的灾害:飞机坠落,由工业环境及运输线路所引起的危害;由于汽轮发电机组断裂产生的飞射物。对于人为的破坏活动,本规则中 不作具体考虑。在核电机组遭受到外部灾害以后,需要达到的三项基本目标是:能保持反应堆冷却剂系统的完整性;能使反应堆停堆并排出余热;能使电站厂区范围的各种放射性物质的释放限制在容许水平。下面各节将介绍与每种灾害有关的各种综合因素。1.2.2 自然灾害 1 2.2.1 地霍 1
23、2.2.1 1 概迷 核电 站的 构 筑物设计 要考虑 称之为安 全 停堆地 震的 一 种地震,对 这种 地震 要 满足1.2.1 节中的三项基本目 标。1 0.安全停堆地震谨常采用历史卜 可能出现的最大地震(S M H V)加七 等于M S K 标准烈彦1度的安全裕度而定出的假想地震,以便安个地设计与安全有关的设备和建筑物。历史卜 可能出现的最大地震是很据历史观察记录 并考虑到厂区附近的地质情况及地震构造因素,认为在厂区可 能会出现的最强烈地震。1.2.2.1.2 标准化的核安全级厂房和设备 标准9 0 0 M W e 系列的设计以安全停堆地震俏为基准,其地震烈度值规定为N S K V 1l
24、l 度。取零周期的地面加速度为:水平加速度:0.2 9;一 一 垂直加速度:2/3 X 0.2 q=0.1 3 3 g o 设计采用的加速度响应谱取法国电力公司的地面响应谱(见R C C-G“压水堆核电站土建设计和建造规则”)。地面响应谱可根据土壤动态杨氏弹性模量在5 0 0 至2 0 0 0 M P a 范围内计算所得结果的包络线来确定。a)厂房设计 标准化的核安全级厂房的设计都以安全停堆地震值为依据。然而,厂 房的底层结构设计(例如基础底板)要适应每个厂区的地震条件及土质情况。b)设备设计 对于抗震类的设备来说(见4.1 节“设备分级”),除安全停堆地震外,通常还采用第二种地震等级,称之为
25、 运行基准地震或坏 安全停堆地震,即这种地震的零周期地面加速度等于安全停堆地震加速度值的一半。运行基准地震规定为 M S K W度标准值。进行系统和设备的设计,首先依据由所在厂房的 标准地震 值得到的结果(载荷、位移),并考虑这些设备在该厂房中的位置或标高(楼板响应 谱)。在运行基准地震情况下的设备设计必领满足的准则要比安全停堆地震情况更为严格。这咬准则列在R C C 一 m 压水堆核岛机械设备设计建造规则,中。1.2.2.1 3 非标准化的核安全级厂房 非标准化的核安全级厂房应按厂区特有的地震条件进行设计。所需考虑的地震烈度是厂区测得的历史上最大可能的地震加 上 等于m S K 标准烈度1
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