核電站系統(tǒng)PPT課件

1、2021/7/231核工程導(dǎo)論上海交通大學(xué) 2010年2021/7/232 4.1 核電廠(chǎng)工作原理 4.2 核電廠(chǎng)的組成與主系統(tǒng) 4.3 核電廠(chǎng)的主要設(shè)備 4.4 核電廠(chǎng)的控制2021/7/2334.1 核電廠(chǎng)工作原理 電是如何產(chǎn)生的？ 壓水堆 pressurized water reactor 沸水堆 boiling water reactor 重水堆 heavy water reactor 石墨水冷堆 graphite water cooling reactor 高溫氣冷堆 high-temperature gas cooling reactor 快中子增殖堆 fast breeding

2、reactor2021/7/234蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電火電廠(chǎng)電是如何產(chǎn)生的？核電廠(chǎng)發(fā)電效率要求：汽輪機(jī)入口工質(zhì)溫度高2021/7/235水水壓水堆核電站工作原理 壓力容器穩(wěn)壓器主泵主管道蒸發(fā)器汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器輸配電二回路二回路一回路一回路基本參數(shù)：一回路：壓力154 bar, 高壓水二回路：壓力55bar, 出口飽和蒸汽 蒸汽2021/7/236核燃料 fuel 低濃縮鈾 low-enriched uranium，2富集度enrichment慢化劑 moderator輕水 light water冷卻劑 coolant輕水 light water回 路 loop：二個(gè)回路壓 力 pressure

3、：一回路：15.4Mpa，二回路：5.5Mpa一回路水保持在不發(fā)生整體沸騰二回路為蒸發(fā)器出口飽和蒸汽蒸汽溫度steam temperature：飽和蒸汽 saturated steam換 料 refueling：12個(gè)月18個(gè)月目前，全球共有441臺(tái)在運(yùn)行的核電機(jī)組，其中209臺(tái)是壓水堆壓水堆是上國(guó)際上使用最廣泛的堆型法國(guó)在運(yùn)行的核電站都是壓水堆2021/7/237蒸汽單回路沸水堆核電站工作原理反應(yīng)堆容器水2021/7/238沸 核燃料：低濃縮鈾，2富集度 慢化劑：輕水 冷卻劑：輕水 回 路：一個(gè)回路 堆 芯：直流蒸發(fā)器 壓 力：一回路：57Mpa 一回路冷卻水在堆芯內(nèi)發(fā)生沸騰，并將產(chǎn)生的蒸汽

4、直接送給汽輪發(fā)電2021/7/239工作原理Heavy Water Reactor重水作慢化劑和冷卻劑，天然鈾核燃料，不停堆換料汽輪機(jī)蒸汽發(fā)生器排管容器壓力管重水蒸汽輕水一回路二回路2021/7/2310 核燃料：天然鈾 natural uranium，0.71富集度 慢化劑：重水 heavy water 冷卻劑：重水、輕水 water 回 路：二個(gè)回路 two loops 堆 芯：壓力管 pressure tube 壓 力：一回路 60 bar 換 料：不停堆2021/7/2311CANDU堆的優(yōu)缺點(diǎn)堆的優(yōu)缺點(diǎn) 用天然鈾作燃料，燃料循環(huán)簡(jiǎn)單 由于重水吸收中子的能力比輕水弱200多倍，所以重水

5、反應(yīng)堆可以采用天然鈾作燃料 建造重水堆不需要建濃縮鈾廠(chǎng)，只要具備天然鈾燃料生產(chǎn)能力就可以 天然鈾需要量少，產(chǎn)钚量高 若壓水堆的卸料不進(jìn)行后處理的話(huà)，重水堆的天然鈾需要量要比壓水堆的少些 在相同發(fā)電量的情況下，重水堆產(chǎn)钚量要比壓水堆多，這可為快中子堆積累更多的燃料 而且在特殊情況下，還可以用于軍用2021/7/2312RBMK石墨慢化輕水冷卻核電廠(chǎng)石墨慢化輕水冷卻核電廠(chǎng)Graphite Moderator Water Cooling Reactor堆芯壓力管蒸汽石墨塊液體分配箱汽水分離器世界上第一個(gè)核電站的堆型切爾諾貝利核電站的堆型燃料棒2021/7/2313石墨水冷堆核電站 核燃料：天然鈾，0

6、.71富集度 慢化劑：石墨 冷卻劑：輕水 回 路：一個(gè)回路， 堆 芯：壓力管，沸水型 換 料：不停堆 優(yōu) 點(diǎn)：功率可以設(shè)計(jì)非常大 缺 點(diǎn)： 堆芯太大、不易控制 有些條件下可能會(huì)有正空泡份額2021/7/2314高溫氣冷堆工作原理高溫氣冷堆的核燃料直徑60mm蒸汽發(fā)生器反應(yīng)堆容器2021/7/2315高溫氣冷堆 核燃料：低濃鈾或高濃鈾加釷的氧化物（或碳化物），高溫陶瓷型顆粒燃料 慢化劑：石墨 冷卻劑：氦氣 回 路： 二個(gè)回路：蒸汽輪機(jī) 一個(gè)回路：氦氣輪機(jī) 堆 芯：由球形燃料和石墨反射層組成壓 力：4Mpa 堆芯出口溫度：大于750。 換 料：堆頂部連續(xù)裝入堆芯，同時(shí)從堆芯底部卸料管連續(xù)卸出乏燃料

7、球2021/7/2316快中子增殖堆工作原理堆芯中間熱交換器鈉池容器鈉泵蒸汽發(fā)生器2021/7/2317快中子增殖堆 核燃料：濃縮鈾、钚239（鈾-238） 中 子：快中子 慢化劑：無(wú) 冷卻劑：液態(tài)金屬鈉，鉛鉍和氦氣 回 路：三個(gè)回路一回路鈉、中間回路鈉、二回路蒸汽 堆 芯：池式, 鈉的出口溫度: 約為550， 增殖原理：鈾238吸收中子生成钚2392021/7/2318研究堆Research Reactor 用途醫(yī)學(xué)和核方面的研究，包括同位素的生產(chǎn)物理、化學(xué)和生物領(lǐng)域內(nèi)的教學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)材料檢驗(yàn)人員培訓(xùn)原型反應(yīng)堆設(shè)計(jì)研究 類(lèi)型工具堆它主要用來(lái)考驗(yàn)新堆的燃料、材料和部件，同時(shí)也用來(lái)進(jìn)行新堆的物理

8、特性實(shí)驗(yàn)研究中子源堆它主要用來(lái)提供中子束進(jìn)行研究工作，為物理、化學(xué)、生物和醫(yī)學(xué)研究提供服務(wù)，同時(shí)也生產(chǎn)放射性同位素2021/7/2319高通量研究堆高通量研究堆High-flux Research Reactor 研究堆的主要用途是利用堆內(nèi)的中子進(jìn)行各種輻照和科學(xué)研究工作，所以，研究堆的首要要求就是較高的中子通量 低通量堆中于通量小于 1 1012中子/(厘米2秒）的反應(yīng)堆； 中等通量堆在1101211014中子（厘米2秒）之間 高通量堆大于 5X1014中子（厘米2秒） 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，最高中子通量為51014中子（厘米2秒）以上的研究堆，全世界只有15座 最高中子通量為101014中子（厘米

9、2秒）以上的研究堆，全世界只有10座2021/7/23202021/7/2321脈沖反應(yīng)堆(TRIGA堆) 脈沖反應(yīng)堆是美國(guó)通用動(dòng)力公司通用原子部（GA）在50年代末發(fā)展起來(lái)的一種小型均勻研究堆 也叫作 TRIGA堆（Training Research and Isotope Production Reactor of General Atomic，即美國(guó)海灣通用動(dòng)力公司通用原子部的培訓(xùn)、研究和制備同位素反應(yīng)堆） 采用氫化鋯和鈾均勻彌散混合作為固體燃料一慢化劑元件，構(gòu)成一種池式反應(yīng)堆2021/7/2322 特點(diǎn) 采用鈾氫鋯合金作為燃料一慢化元件 ，具有良好的負(fù)反饋性能 固有安全性和較硬的中子能

10、譜 主要用途有 用它來(lái)生產(chǎn)中短壽命放射性同位素，如用于疾病治療的氮-13、氟-18、鎂-28、鉻-5l、氙-131、锝-99、碘-125、碘-131、金-198等，就近供應(yīng)用戶(hù) 用于中子活化分析 中子照相，脈沖堆的峰值中子通量比穩(wěn)態(tài)堆高3個(gè)量級(jí)，脈沖中子照相速度快、質(zhì)量好、成本低，它能測(cè)出的最小裂紋達(dá)0025毫米，位錯(cuò)0125毫米，檢查鍛鋼件厚度達(dá)500毫米，尤其可對(duì)特殊材料進(jìn)行無(wú)損探傷 利用脈沖堆可開(kāi)展多種基礎(chǔ)學(xué)科的研究，如核物理、中子物理、凝聚態(tài)物理、放射化學(xué)、分子生物學(xué)、材料科學(xué)等的實(shí)驗(yàn)研究； 脈沖堆裝備輻照孔道，可對(duì)各種材料、構(gòu)件或樣品進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn) 用于教學(xué)和人員的培訓(xùn)，這是由于脈沖堆

11、安全性很高，可以建在大學(xué)校園內(nèi)作為教學(xué)堆，不會(huì)因誤操作而導(dǎo)致嚴(yán)重事故，可以進(jìn)行事故分析脈沖反應(yīng)堆2021/7/2323生產(chǎn)反應(yīng)堆 用途 生產(chǎn)軍用钚 主要類(lèi)型石墨氣冷反應(yīng)堆 天然鈾石墨氣冷堆又稱(chēng)鎂格諾克斯堆（Magnox），因?yàn)椴捎面V作燃料元件包殼而得名 堆體結(jié)構(gòu)是由大量石墨塊砌成的，每塊石墨上刻有20厘米寬的槽，用以安裝燃料元件 反應(yīng)堆采用二氧化碳作冷卻劑。二氧化碳從燃料元件與石墨孔道的間隙中流過(guò)，流出堆芯后進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，經(jīng)過(guò)熱交換后將熱量傳遞給二次回路的水，使其變成蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電 被冷卻的二氧化碳被風(fēng)機(jī)重新打回反應(yīng)堆堆芯中 天然鈾石墨氣冷堆是英、法兩國(guó)早期生產(chǎn)堆的主體，對(duì)兩國(guó)早期生產(chǎn)軍

12、用钚做出過(guò)很大的貢獻(xiàn)2021/7/2324低溫核供熱站2021/7/2325海水淡化反應(yīng)堆2021/7/23264.2 核電廠(chǎng)的組成（壓水堆） 核電站廠(chǎng)房 Plant Buildings 按分島形式分類(lèi) 核島（安全殼） Nuclear Island (Containment) 常規(guī)島（汽輪發(fā)電機(jī)廠(chǎng)房）Conventional Island (Turbine Building) BOP（電站輔助與公用設(shè)施）Balance of Plant 2021/7/2327蒸汽發(fā)生器反應(yīng)堆汽輪機(jī)安全殼2021/7/2328核電站廠(chǎng)房核電站廠(chǎng)房 安全殼廠(chǎng)房汽輪發(fā)電機(jī)廠(chǎng)房一回路輔助廠(chǎng)房 2021/7/2329C

13、ANDU廠(chǎng)房布置2021/7/2330百萬(wàn)級(jí)核電廠(chǎng)廠(chǎng)房布置2021/7/2331安全殼 Containment 名稱(chēng) 安全殼 Containment 反應(yīng)堆廠(chǎng)房 Reactor Building 核島 Nuclear Island 一號(hào)廠(chǎng)房 No.1 Building 作用將一回路系統(tǒng)中帶放射性物質(zhì)的主要設(shè)備包容在一起，以防止放射性物質(zhì)向外擴(kuò)散即使在核電站發(fā)生最嚴(yán)重事故時(shí)，放射性物質(zhì)仍能全部被封閉在安全殼內(nèi)不致影響到周?chē)h(huán)境2021/7/2332安全殼結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) 內(nèi)徑約40米，壁厚約1米，高約65-70米的圓柱狀或球形預(yù)應(yīng)力混凝土大型建筑物 內(nèi)設(shè)置有直徑為10米的設(shè)備閘門(mén)和一個(gè)聯(lián)接輔助廠(chǎng)房的人

14、員閘門(mén) 頂部設(shè)置有起吊能力為250300t的環(huán)形吊車(chē)環(huán)形吊車(chē)壓力容器蒸發(fā)器2021/7/2333環(huán)形吊車(chē)壓力容器Pressure Vessel蒸發(fā)器Steam Generator核島2021/7/2334壓水堆安全殼2021/7/2335 2021/7/2336汽輪機(jī)廠(chǎng)房 名稱(chēng) 氣輪機(jī)廠(chǎng)房 Turbine Building 常規(guī)島 Conventional Island 二號(hào)廠(chǎng)房 No.2 Building2021/7/2337秦山核電二期汽輪機(jī)廠(chǎng)房2021/7/2338秦山核電三期汽輪機(jī)廠(chǎng)房 Conventional Island 2021/7/2339BOP系統(tǒng)（Balance Of Pl

15、ant) 電廠(chǎng)輔助與公用設(shè)施 海水循環(huán) 輸變電 取排水 應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組 電廠(chǎng)輔助 服務(wù)設(shè)施 2021/7/2340核電廠(chǎng)的主系統(tǒng)（壓水堆） 一回路系統(tǒng) Primary Loop System核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng) Nuclear Steam Supply System, NSSS 主系統(tǒng) 輔助系統(tǒng) 二回路系統(tǒng) Second Loop System 主給水系統(tǒng) Feedwater System 主蒸汽系統(tǒng) Main Steam System 專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施 安全注射系統(tǒng) Safety Injection System（應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng) Emergency Core Cooling System, ECC

16、S） 安全殼系統(tǒng) Contaiment System 安全殼噴淋系統(tǒng) Contaiment Spray System2021/7/2341核電站系統(tǒng)全圖核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)常規(guī)島和BOP系統(tǒng)2021/7/2342核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)(一回路系統(tǒng))主冷卻劑系統(tǒng)Coolant System安全注射系統(tǒng)ECCSEmergency Core Cooling System化學(xué)容積控制系統(tǒng)CVCSChemical Volume Control System穩(wěn)壓器系統(tǒng)Pressurizer System2021/7/2343核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的特性Nuclear Steam Supply System，NSSS 組成 反應(yīng)

17、堆冷卻劑系統(tǒng) 為支持一次冷卻劑系統(tǒng)正常運(yùn)行和保證反應(yīng)堆安全并直接與一次冷卻劑系統(tǒng)相連接的主要輔助系統(tǒng) 化學(xué)與容積控制系統(tǒng) 停堆冷卻劑系統(tǒng), 余熱排出系統(tǒng) 安全注射系統(tǒng)，應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng) 疏排水系統(tǒng) 取樣系統(tǒng) 功能 將核燃料在反應(yīng)堆中釋放出的熱能傳輸至蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，以便最終用于電力生產(chǎn)(見(jiàn)一次冷卻劑系統(tǒng)) 具有保證反應(yīng)堆安全的功能2021/7/2344一回路系統(tǒng), 核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)Nuclear Steam Supply System NSSS 主系統(tǒng) 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng) Coolant System 壓力容器 Pressure Vessel, Reactor Vessel 主泵，冷卻劑泵 M

18、ain Pump，Reactor Coolant Pump (RCP) 蒸氣發(fā)生器 Steam Generator 穩(wěn)壓器 Pressurizer 主管道 Main Pipe 穩(wěn)壓器系統(tǒng) 電加熱器, heater elements 噴淋系統(tǒng), sprayer system 壓力保護(hù)系統(tǒng), pressure protection system 輔助系統(tǒng) 化學(xué)容積控制系統(tǒng) Chemical Volume Control System, CVCS 余熱排出系統(tǒng)，Residual Heat Remove System, RHRS 安全注射系統(tǒng)，應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)，Safety Injection Sys

19、tem, Emergency Core Cooling System 高壓安注系統(tǒng)，High-pressure Injection System 蓄壓箱系統(tǒng)（中壓安注） Accumulator 低壓安注系統(tǒng), Low-pressure Injection System2021/7/2345反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)Reactor Coolant System (RCS)主管道Main pipe 名稱(chēng) 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)Reactor Coolant System 一次側(cè)冷卻劑系統(tǒng)Primary Coolant System 一回路Primary Loop 主系統(tǒng)2021/7/2346反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的特性

20、（1） 功能 在核電廠(chǎng)正常運(yùn)行期間，由反應(yīng)堆冷卻劑冷卻堆芯，同時(shí)導(dǎo)出堆芯產(chǎn)生的熱量，通過(guò)蒸汽發(fā)生器加熱二回路側(cè)水產(chǎn)生蒸汽發(fā)電 在其他工況下為堆芯提供冷卻條件(見(jiàn)余熱排出系統(tǒng)、安全注射系統(tǒng)) 控制一次冷卻劑中的硼含量以補(bǔ)償和控制反應(yīng)性 以一次冷卻劑系統(tǒng)的壓力邊界作為防止放射性物質(zhì)向外釋放的一道重要屏障 冷卻劑兼作慢化劑和反射層組成 壓水堆壓力容器 兩條至四條并聯(lián)的環(huán)路 穩(wěn)壓器系統(tǒng)主參數(shù) 一次冷卻劑的工作壓力通常為15.215.5MPa 正常運(yùn)行時(shí)由穩(wěn)壓器控制使壓力保持在規(guī)定限值以?xún)?nèi)，并由卸壓閥和安全閥提供超壓保護(hù) 一次冷卻劑的平均溫度通常為300310 其反應(yīng)堆出口溫度通常為315330 反應(yīng)堆

21、進(jìn)出口溫差在滿(mǎn)功率時(shí)約302021/7/2347反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的特性（2） 設(shè)備要求 本系統(tǒng)所有承壓邊界的設(shè)備及管道均屬于核安全1級(jí)和抗震類(lèi) 布置要求 本系統(tǒng)全部布置在安全殼內(nèi)，以防止放射性物質(zhì)向環(huán)境泄漏 把各設(shè)備和管道按隔離原則分別布置在安全殼的各個(gè)隔離室內(nèi)，以防止飛射物損壞本系統(tǒng)設(shè)備 應(yīng)使蒸汽發(fā)生器的位置高于反 應(yīng)堆位置，以保證系統(tǒng)具有足夠的自然循環(huán)能力，在主泵失效時(shí)也能排出堆芯余熱 2021/7/2348反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)流程圖RCS壓力容器MSFWHTR HTR MSFWAB穩(wěn)壓器蒸發(fā)器蒸發(fā)器主泵主泵穩(wěn)壓器蒸發(fā)器主泵作用： 安置堆芯、控制裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、導(dǎo)出熱量、產(chǎn)生蒸氣的重要系統(tǒng) 放射

22、性的第二道屏障 構(gòu)成主系統(tǒng)的壓力邊界2021/7/2349CANDU和PWR一回路系統(tǒng)的比較蒸汽出口蒸汽出口反應(yīng)堆本體反應(yīng)堆本體給水入口給水入口2021/7/2350SGWSHGSBRV10BV12V14V10AV11V13V15SRC005 TKSRDV01BV01AVO2AVO2BVO3AVO3BVO4AVO5AVO4BVO5BSRC003 PZAB噴淋電加熱器安全閥卸壓閥卸壓箱穩(wěn)壓器系統(tǒng)Pressuriezer System2021/7/2351FEEDWATERRWSTA1A2B1B2ABSump BSump AABBAFPTL反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)和安全殼 (核島)Nuclear Isla

23、nd2021/7/2352反應(yīng)堆廠(chǎng)房布置2021/7/2353化學(xué)和容積控制系統(tǒng) Chemical and Volume Control System，CVCS 作用 一次冷卻劑系統(tǒng)中的一個(gè)重要輔助系統(tǒng) 用于調(diào)節(jié)一次冷卻劑中硼的濃度以補(bǔ)償反應(yīng)性變化 補(bǔ)充和保持壓力邊界內(nèi)冷卻劑的容積 連續(xù)凈化一次冷卻劑 功能 在核電廠(chǎng)反應(yīng)堆正常運(yùn)行及停堆時(shí)，凈化一次冷卻劑，使其保持規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo) 補(bǔ)償一次冷卻劑由于其溫度的變化、流失或添加所引起的容積變化 調(diào)節(jié)一次冷卻劑中的硼濃度，以補(bǔ)償由一次冷卻劑溫度變化、氙毒、燃耗等物理參數(shù)變化所引起的反應(yīng)性的緩慢變化，并在維修或換料時(shí)提供足夠的停堆深度 作為安全注射系統(tǒng)的

24、補(bǔ)充，在事故工況時(shí)，將含硼水注入一次冷卻劑系統(tǒng) 提供主泵軸封水并收集軸封回流水 向換料水箱及乏燃料池提供含硼水 2021/7/23547000ppm BST7000ppm BST 2000ppm RWSTVCTV521BV521BV512AV512AV104AV104AV104BV104BBATPBBATPBBATPABATPAV528AV528A過(guò)濾器過(guò)濾器V224BV224BV224AV224AV233BV233BV233AV233AV234BV234BV235BV235BV236BV236BV234AV234AV235AV235AV236AV236AV006V006主主泵泵軸軸封封A A

25、PRZPRZA A環(huán)冷段環(huán)冷段B B環(huán)冷段環(huán)冷段V237AV237AV238AV238AV239AV239AV237BV237BV238BV238BV239BV239BV012V012V008V008主主泵泵軸軸封封B BV467AV467AV462AV462AV467BV467BV462BV462B再生熱交換器再生熱交換器上充泵上充泵A A上充泵上充泵B B硼酸貯存箱B硼酸貯存箱A換料水箱容積控制箱硼酸駁運(yùn)泵硼酸駁運(yùn)泵B B硼酸駁運(yùn)泵硼酸駁運(yùn)泵A A化容化容 上充上充SCV-IC8SCV-IC8本底本底V461AV461AV461BV461BV528BV528BV216AV216AV216B

26、V216B 化容系統(tǒng)流程圖2021/7/2355余熱排出系統(tǒng)Residual Heat Removal system， RHR 作用 用于冷停堆時(shí)排出堆芯余熱的系統(tǒng)，亦稱(chēng)停堆冷卻系統(tǒng) 很多核電廠(chǎng)中，本系統(tǒng)還兼作安全注射系統(tǒng)的低壓注射分系統(tǒng) 主要功能 正常冷卻停堆的第二階段，即當(dāng)一次冷卻劑系統(tǒng)的壓力和溫度分別達(dá)到2.53.0MPa和175180時(shí)，把停堆后的堆芯余熱以及系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)和設(shè)備的熱量，通過(guò)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)傳輸至最終熱阱，使反應(yīng)堆冷卻劑的溫度以一定速率降到冷停堆或換料操作溫度，并保持這個(gè)溫度 在反應(yīng)堆更換燃料開(kāi)始時(shí)，將換料水箱內(nèi)的含硼水輸入換料水池，換料結(jié)束后，再將換料水池內(nèi)的含硼水送回?fù)Q料

27、水箱 失水事故時(shí)，兼作低壓安全注射部分，將換料水箱內(nèi)的含硼水或安全殼再循環(huán)地坑內(nèi)的水，注入堆芯。2021/7/2356A 環(huán)熱段V01AV01CV26A安全殼內(nèi)安全殼內(nèi)安全殼外安全殼外余熱排除泵AV17AA 環(huán)冷段設(shè)冷水B 環(huán)熱段V01BV01DV26B余熱排除泵BV17BB 環(huán)冷段設(shè)冷水V09AV09B余熱排出系統(tǒng)熱交換器B余熱排出系統(tǒng)熱交換器A設(shè)冷水設(shè)冷水安全殼內(nèi)安全殼內(nèi)余熱排出系統(tǒng)Residual Heat Removal System2021/7/2357安全注射系統(tǒng) Safety Injection System, SIS 名稱(chēng) 安全注射系統(tǒng) (Safety Injection Sy

28、stem, SIS) 應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)(Emergencey Core Cooling System, ECCS) 作用 一回路管道和設(shè)備發(fā)生破損事故后迅速向堆芯注射硼水，為堆芯提供應(yīng)急和持續(xù)冷卻的系統(tǒng) 專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施之一 有些核電廠(chǎng)設(shè)置應(yīng)急加硼裝置 當(dāng)主蒸汽管道破裂時(shí)，利用化學(xué)和容積控制系統(tǒng)的離心上充泵或高壓安全注射泵從應(yīng)急加硼箱內(nèi)將硼濃度高達(dá)700021000ppm的含硼水注入堆芯，向堆芯引入負(fù)反應(yīng)性，保證反應(yīng)堆不會(huì)重返臨界，使反應(yīng)堆保持安全停堆狀態(tài) 組成 高壓安注 (High Pressure Safety Injection) 安全注射箱（蓄壓箱，Accumulator） 低壓安注 (L

29、ow Pressure Safety Injection)2021/7/2358ACC-AV03BV03ASump ASump BV01AV01BBV24CV24IV24LV24FV24JV24GV24DV24ASRH-V11ASRH-V11BSRH-V02BSRH-V02ASRH-V04ASRH-V04BSRH-V05BSRH-V05ARHEx-BV50BRHEx-AV50ARHR-P-ARHR-P-BV28AV28CV28EV28GV28BV28FV28DV28HV35CV35DV35AV35BA1A2B1B2V40AV40BV41AV41BSRH-V28BSRH-V28ARWSTMISS

30、ILEBARIERAV02BV02AV34AV34BV34CV34D安全殼外安全殼外安全殼內(nèi)安全殼內(nèi)安全殼安全殼外外安注箱B換料水箱安注箱A高壓安注p100pa低壓安注p10pa安注箱p60pa2021/7/2359l高壓注射高壓注射l中壓注射中壓注射l低壓注射低壓注射應(yīng)急水箱應(yīng)急水箱CANDU2021/7/2360二回路系統(tǒng) 二回路系統(tǒng) 主系統(tǒng) major systems 主蒸氣系統(tǒng) steam system 主給水系統(tǒng) feedwater system 輔助給水系統(tǒng) auxilialy feedwater system 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)turbine and generator system

31、冷凝器系統(tǒng) condensor 輔助系統(tǒng) sub-systems 蒸氣旁排系統(tǒng)，steam dump system 設(shè)備冷卻系統(tǒng) Equipment cooling system 應(yīng)急柴油機(jī) emergency diesel generators 最終熱阱 ultimate heat sink 2021/7/2361二回路系統(tǒng)主蒸氣系統(tǒng)主給水系統(tǒng)2021/7/2362V01B給水系統(tǒng)Feedwater SystemFEEDWATER MANIFOLDv11FFFFFFPRIMARYLOOP BPRIMARYLOOP AMSMSFEEDWATER MANIFOLDEMERGENCYFEEDWAT

32、ER TANKSRC002A SGSRC002B SGSMF-V001AV002AV005AV007AV004AV008AV003AV006ASAF-V10AV09AV09BSAF-V10BDIESELDRIVEN PUMP AMOTORDRIVEN PUMP AV03AV03BSMF-V001BV002BV005BV007BV004BV008BV003BV006BV10CV09CV09DV10DDIESELDRIVEN PUMP BMOTORDRIVEN PUMP BV01AFEEDWATER CONTROLv05V05BV08BV04BV10AV09AV08Av04v06Av02Bv02A

33、SSF-V10BV08B除氧器V04AV07AV08A除氧器SSF-v12v02v03V03DSSF-V07Av08Cv08Dv07Cv05Cv07Dv05Dv02Cv02Dv09BV03CV05AV07AV06BV07B加熱器加熱器給水泵給水泵主給水系統(tǒng)輔助給水系統(tǒng)2021/7/2363FWPTV006BV007BV008BV009BV001BV002B V003BV004BV004B V005BV005DV004DFsilencerPRIMARYLOOP BSRC002B SGFWPTV006AV007AV008AV009AV001AV002A V003AV004A V005AV005CV

34、004CFsilencerPRIMARYLOOP ASRC002A SGcondenserSTEAM VALVES CONTROL主蒸汽系統(tǒng)Steam System汽輪機(jī)大氣釋放閥安全閥隔離閥給水給水2021/7/2364安全殼系統(tǒng)2021/7/2365安全殼噴淋系統(tǒng)Containment spray system (EAS) 在大破口失水事故（Loss of Coolant Accident , LOCA）時(shí)，冷卻劑蒸發(fā)的蒸氣和放射性產(chǎn)物會(huì)釋放到安全殼中 安全殼噴淋通過(guò)吸收熱量，使得環(huán)境壓力和溫度下降 噴淋水中含有蘇打（soda），可用來(lái)除去放射性碘 （iodine ）2021/7/2366

35、核電站冷卻水系統(tǒng)（最終熱阱） 設(shè)備冷卻水系統(tǒng) 乏燃料池?zé)峤粨Q器 化容系統(tǒng)熱交換器 主泵冷卻熱交換器 控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻熱交換器 等 重要廠(chǎng)用水系統(tǒng) 設(shè)備冷卻水系統(tǒng)熱交換器 冷凝器 消防水2021/7/2367核電站冷卻水系統(tǒng)2021/7/2368壓水堆核電站布置圖主控室乏燃料池汽水分離再加熱器硼酸箱換料水池除氧器2021/7/2369嶺澳核電廠(chǎng)平面布置圖2021/7/2370反應(yīng)堆安全系統(tǒng)Reactor Safety Systems 安全注射系統(tǒng) safety injection 高壓安注 high pressure injection 蓄壓箱 accumulator 低壓安注 low pre

36、ssure injection 輔助給水系統(tǒng) auxiliary feedwater 蒸汽排放系統(tǒng) steam dump 安全殼噴淋系統(tǒng) containment spray2021/7/2371嶺澳核電廠(chǎng)安全系統(tǒng)布置2021/7/23724.3 核電廠(chǎng)的主要設(shè)備（以壓水堆為例） 壓力容器 pressure vessel 主冷卻劑泵（主泵）coolant pump 蒸汽發(fā)生器 steam generator 穩(wěn)壓器 pressurizer 主管道 main pipe 汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組 steam turbine and generator 汽輪機(jī) steam turbine 發(fā)動(dòng)機(jī) generat

37、or 冷凝器 condenser2021/7/23732021/7/2374 作用 以鈾或钚作核燃料，可控地進(jìn)行鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，并持續(xù)不斷地將裂變能量帶出作功的一種特殊的原子鍋爐 形式 外形直徑約5米，壁厚約200毫米，總高約13米的圓柱形反應(yīng)容器 耐15.4Mpa的高壓容器2021/7/2375秦山核電二期壓力容器2021/7/2376嶺澳核電站堆內(nèi)構(gòu)件2021/7/2377秦山三期排管2021/7/2378（主泵）Coolant Pump (Main Pump)飛輪電機(jī)電機(jī)軸泵軸冷卻劑入口冷卻劑出口2021/7/2379 作用通過(guò)推動(dòng)冷卻劑流動(dòng)將反應(yīng)堆熱量送到蒸汽發(fā)生器，傳遞給二回路給水 形

38、式主泵采用直立式、單級(jí)、混流式軸封泵泵和電機(jī)分開(kāi)，電動(dòng)機(jī)在上部電動(dòng)機(jī)上設(shè)有飛輪，以增加泵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 特性為一回路中高速轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備當(dāng)主泵斷電時(shí)，泵仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)幾分鐘為防止帶放射性的冷卻水泄漏，泵軸上設(shè)有三道密封，由兩道流體靜壓和一道機(jī)械密封串聯(lián)組成2021/7/2380主 泵嶺澳核電站主泵2021/7/2381 U型傳熱管U-type tube bundle 汽水分離器steam separator 給水入口feedwater intake 環(huán)形下降通道干燥器dryer 秦山二期2021/7/23822021/7/2383 作用將反應(yīng)堆的熱能傳遞給二回路介質(zhì)以產(chǎn)生蒸汽的熱交換設(shè)備 heat ex

39、changer 形式它采用帶汽水分離器的飽和蒸汽 saturated steam自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器 the natural circulation SG 結(jié)構(gòu)直立式倒U型傳熱管束 U-type tube bundle 管板三級(jí)汽水分離器 steam separator 外殼容器環(huán)型管下降通道 downcomer2021/7/2384蒸發(fā)器實(shí)物嶺澳東方鍋爐廠(chǎng)秦山三期秦山二期2021/7/2385蒸發(fā)器穿管嶺澳2021/7/2386Structure of the steam generators in VVER-440 units2021/7/2387Pressurizer電加熱器Electri

40、cal Heater 噴淋spray 嶺澳核電站秦山二期核電站2021/7/2388 作用補(bǔ)償一回路冷卻水溫度變化引起的回路水容積的變化調(diào)節(jié)和控制一回路系統(tǒng)冷卻劑的工作壓力 結(jié)構(gòu)直立式電加熱穩(wěn)壓器 結(jié)構(gòu)呈圓柱形筒體容器頂部設(shè)置有抑制壓力升高的噴霧器（噴淋）sprayer底部設(shè)有升高壓力的電加熱元件heater elements 工作狀態(tài)正常運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)壓器內(nèi)一半容積為水，另一半為保持一定壓力的蒸汽開(kāi)啟電加熱元件可使熱水汽化，從而提高壓力上部噴霧冷水，可使蒸汽凝結(jié)降低壓力2021/7/2389Main Pipe2021/7/2390安注箱嶺澳安注箱“東方鍋爐廠(chǎng)”2021/7/2391硼注箱嶺澳核電

41、站2021/7/2392汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組Steam Turbine and Generator2021/7/2393汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組 作用將反應(yīng)堆的熱能傳遞給二回路介質(zhì)以產(chǎn)生蒸汽的熱交換設(shè)備 組成 飽和汽輪機(jī) saturated steam turbine 發(fā)電機(jī) generator 冷凝器 condenser 中間汽水分離加熱器 middle steam separator2021/7/2394 高壓缸低壓缸2021/7/2395 作用將反應(yīng)堆的熱能傳遞給二回路介質(zhì)以產(chǎn)生蒸汽的熱交換設(shè)備 形式單軸、四缸六排汽、冷凝式飽和蒸汽輪機(jī)在汽輪機(jī)高壓缸和低壓缸之間，設(shè)有兩個(gè)汽水分離再熱器，對(duì)蒸汽進(jìn)行中間除濕和加熱 特性飽和汽輪機(jī)2021/7/2396發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)Generator2021/7/2397發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 作用產(chǎn)生電形式發(fā)電機(jī)為氫、水冷卻無(wú)刷勵(lì)磁的三相交流發(fā)電機(jī)機(jī)組轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘2021/7/2398Condenser組裝中的冷凝器2021/7/2399冷凝器特性 作用將通過(guò)汽輪機(jī)后的蒸汽冷卻 形式冷凝器的循環(huán)冷卻水采用海水 seawater傳熱管及管板的材料都采用鈦合金 titanium alloy2021/7/23100秦山核電電網(wǎng)2021/7/23101核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化能力嶺澳為例2021/7/231024.4 壓水堆核電