核電站概論講義

核電站概論講義第一章緒論世界電力工業(yè)回顧我國電力工業(yè)現(xiàn)狀世界核電發(fā)展與現(xiàn)狀我國核電發(fā)展與現(xiàn)狀核電基本知識一、世界電力工業(yè)回顧電力工業(yè)起源于10世紀(jì)后期。1875年世界上第一臺火力發(fā)電機(jī)組建于巴黎北火車站的直流發(fā)電機(jī)，用于照明供電。1904年意大利試驗(yàn)地?zé)岚l(fā)電成功。1912年德國建成世界第一座潮汐電站。1920年前蘇聯(lián)建成第一座熱電站。1925年美國制成世界第一臺100MW汽輪發(fā)電機(jī)組。1929年美國建成第一座抽水蓄能電站，7000kW。1954年，原蘇聯(lián)建成世界第一座核電站并網(wǎng)發(fā)電1957年美國安裝第一臺超臨界火力發(fā)電機(jī)組（31MPa,621/566/566，125MW）。1970年法國制成世界第一臺燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組。1991年世界最大水電站--巴西/巴拉圭的伊泰普水電站建成，12600MW。1998年12月，世界最大燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站--香港龍鼓灘電站（8×320MW），一期工程（6×320MW）建成投產(chǎn)。1999年世界發(fā)電量的分類構(gòu)成水電17.5%煤電38.1%氣電17.1%油電8.5%核電17.2%其他1.6%合計(jì)100.0%14764（億KW.h）世界發(fā)電分類構(gòu)成圖。裝機(jī)容量前十位的構(gòu)成情況。二、我國電力工業(yè)發(fā)展與現(xiàn)狀1882年7月26日下午7時(shí)，上海外灘至虹口的6.4公里電線上也亮起了15盞電燈，標(biāo)志著中國電力工業(yè)從這里起步。（從美國引進(jìn)16馬力蒸汽機(jī)發(fā)電）中國電力工業(yè)至今2000年已有123年的歷史。1949年以前的67年中，發(fā)展極其緩慢，到1949年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量僅有185萬kW，年發(fā)電量43億kW.h(人均年用電量僅為7.94千瓦時(shí))，分別居世界第21位和第25位。新中國成立后，電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展，至2004年底發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)4.4億kW，僅次于美國的8.9億kW；年發(fā)電量達(dá)21870億kW.h，均居世界第2位。我國火電設(shè)備生產(chǎn)歷程1955年----6MW，3.4MPa,435℃（上汽）--中壓機(jī)組1957年----12MW，3.4MPa,435℃--中壓機(jī)組1959年----25（50）MW，3.4MPa,435℃--中壓機(jī)組1962年----50（100）MW，8.8MPa,535/535℃--高壓機(jī)組1969年----125（200）MW，13.2MPa,535/535℃--超高壓組1971年----300MW，16.2MPa,535/535℃--亞臨界機(jī)組1985年----300(600)MW，16.7MPa,538/538℃--亞臨界機(jī)組2002年----600MW，24.2MPa,538/566℃--超臨界機(jī)組現(xiàn)正研制1000MW級的超臨界機(jī)組我國電力工業(yè)與國外差距電氣化程度很低

2001年我國人均裝機(jī)0．265kW，人均用電量只有1150.42kWh，為世界平均值的1／3，居世界80位之后，大約是加拿大的1/20，美國的1/14，法國的1/8，還有6000萬人左右沒有用上電；技術(shù)水平還不高，供電煤耗高

2001年為385

g/(kW.h),

約比世界先進(jìn)水平相差40～50

g/(kW.h)。而且煤耗下降的速度也很慢，原計(jì)劃每10

年下降50

g/(kW.h)，但7年只下降了15

g/(kW.h)，未能完成原計(jì)劃目標(biāo)。電源結(jié)構(gòu)不合理，火電裝機(jī)占發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?3％左右(發(fā)電量占78％以上)；而水電比重偏小，裝機(jī)只占24．8％，水電發(fā)電量多年來只占17％～18％；核電比重則更小，裝機(jī)和發(fā)電量都不到2％。電網(wǎng)薄弱，供電可靠性差；實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展環(huán)境問題壓力大，2020年我國將超過美國成為最大的二氧化碳排放國。世界電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)三、世界核電現(xiàn)狀自從1954年蘇聯(lián)第一座5MW試驗(yàn)性核電廠投入運(yùn)行以來，核電在許多國家和地區(qū)已承擔(dān)基本負(fù)荷，目前世界上30多個(gè)國家己運(yùn)行核電機(jī)組441座，總裝機(jī)容量3.6W億KW，核電已占世界總發(fā)電量的20％左右。從已運(yùn)行的核電站裝機(jī)容量來看美國居首位，裝機(jī)容量占全世界的四分之一，其次是法國、日本、德國和俄羅斯。從發(fā)展速度來看法國、日本和韓國保持著較高的發(fā)展速度，目前法國核能發(fā)電量已占總發(fā)電量的80%。預(yù)計(jì)到2030年，世界核電站總數(shù)將達(dá)到1000座，核發(fā)電量將占總發(fā)電量的三分之一，可以預(yù)期在相當(dāng)長一段時(shí)期內(nèi)核電將成為電力工業(yè)的支柱。核電主要發(fā)達(dá)國家核電比例法國和立陶宛核電比例高于75%。比利時(shí)、瑞典、烏克蘭、韓國等為40~60%。德國、芬蘭、英國等為20~30%。美國、俄羅斯、加拿大等為10~20%。中國目前為2%。四、核電發(fā)展簡史1、試驗(yàn)、示范階段；1951年12月20日美國利用它的第一座“增殖一號’快堆生產(chǎn)的高溫蒸汽帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出了200千瓦的電。這是人類第一次利用核能發(fā)出的電力。當(dāng)然，這只是試驗(yàn)性的發(fā)電。世界上第一座核電站是由蘇聯(lián)于1954年6月27日建成和并網(wǎng)發(fā)電的奧伯寧斯克核電站，其電功率為5000千瓦。從此核電站便在世界各地蓬勃發(fā)展起來。經(jīng)過多年努力，核電站的研制與發(fā)展走過了試驗(yàn)、示范和商業(yè)推廣的過程。核電商業(yè)化出現(xiàn)高潮的時(shí)期；2、核電商業(yè)化出現(xiàn)高潮的時(shí)期；從六十年代初到七十年代初這十年間，是核電在全世界逢勃發(fā)展的黃金時(shí)代。五十年代只有蘇、美、英三國建成核電站，到六十年代則增加到8個(gè)國家。六十年代初，世界核電裝機(jī)容量僅為85萬千瓦，到了七十年代初便上升到1892．7萬千瓦。1976年世界核電裝機(jī)容量突破1億千瓦。到了1998年底，世界上已有32個(gè)國家和地區(qū)相繼建成了437座核電站，裝機(jī)容量約為3．6億千瓦。世界17個(gè)國家與地區(qū)正在建造著39臺核電機(jī)組，總裝機(jī)容量0．316億千瓦。計(jì)劃建造的還有100余座，總計(jì)600座核電站全部建成后裝機(jī)容量可達(dá)5億千瓦，發(fā)電量約占當(dāng)時(shí)世界發(fā)電總量的20％左右?？偟闹v，在多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家中核電的比重不斷增長。3、核電建設(shè)規(guī)模收縮與滯緩時(shí)期；到七十年代中期核電發(fā)展勢頭開始緩慢下來，從1979年開始，核電經(jīng)歷了十年遲緩發(fā)展階段。主要原因是1973年和1979年兩次石油危機(jī)的打擊，使世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度減慢，工業(yè)發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)增長速度由7％減慢到3％以下。使得許多工業(yè)國能源過剩，迫使原先制訂的大規(guī)模發(fā)展核電的計(jì)劃要大大削減。例如，在七十年代后期，美國就取消了100多個(gè)電站（包括火電、核電）的訂貨。另外兩次核電站事故也給公眾心理投下陰影，給反核勢力造成可乘之機(jī)，也是原因之一。4、復(fù)蘇之前的過渡階段。經(jīng)過近幾年來的認(rèn)真、冷靜的思考和分析，人們依然認(rèn)為，核電不論在經(jīng)濟(jì)上還是對環(huán)境的影響上仍有明顯優(yōu)勢，在今后數(shù)十年內(nèi)，核電將會(huì)繼續(xù)得到發(fā)展。據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，21世紀(jì)初，將有58個(gè)國家和地區(qū)建造核電站，電站總數(shù)將達(dá)到l000座，裝機(jī)容量可達(dá)8億千瓦左右，核發(fā)電量將占總發(fā)電量的35％以上?，F(xiàn)在繼續(xù)堅(jiān)持要發(fā)展核電的國家有法國、英國、日本、美國、前蘇聯(lián)、韓國、比利時(shí)、荷蘭、印度、捷克等。一些發(fā)展中國家，中國、古巴、伊朗、巴基斯坦、羅馬尼亞、墨西哥等都在開始建造或陸續(xù)建造核電站。但也有一些國家，如瑞典、瑞士、意大利、奧地利、南斯拉夫等，他們決定不繼續(xù)發(fā)展核電，有的還要關(guān)閉已有的核電站。五、我國核電發(fā)展與現(xiàn)狀我國自行設(shè)計(jì)建造的第一座核電站——秦山30萬千瓦核電站（圖），1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電來。從法國引進(jìn)電功率為2×90萬千瓦的廣東大亞灣核電站，于1993年投入運(yùn)行，兩座機(jī)組年發(fā)電量可達(dá)100億度。2000年，向巴基斯坦出口的恰希瑪核電站，電功率為30萬千瓦。廣東嶺澳兩座90萬千瓦級核電站于2002－2003年分別投入運(yùn)行。秦山二期（圖）二座60萬千瓦自行設(shè)計(jì)建造的商用核電站已于2002－2003年分別投入運(yùn)行。五、我國核電發(fā)展與現(xiàn)狀從加拿大引進(jìn)的秦山三期二座電功率為70萬千瓦的重水堆核電機(jī)組也已于2002－2003年分別投入運(yùn)行。目前，正在建設(shè)的江蘇田灣兩座電功率100萬千瓦的核電站，預(yù)計(jì)到2005年可投入運(yùn)行。因此到2005年我國核電運(yùn)行容量可達(dá)870萬千瓦。根據(jù)國家和地方省級核電規(guī)劃，在2010－2020年山東省海陽、廣東省嶺澳、浙江省三門以及福建、江西和安徽等省均計(jì)劃建造百萬千瓦級核電站。國家計(jì)劃到2020年核電裝機(jī)容量將達(dá)3200萬千瓦（20多座）；將核電占全國總體發(fā)電量的比例從目前的大約2%提高到4%左右。我國目前運(yùn)行和在建的核電站我國為什么要發(fā)展核電呢？1．煤炭資源有限，不可能作為長期主要能源；我國目前能源生產(chǎn)中，煤占74％。由于我國煤炭資源豐富，在今后一段時(shí)間內(nèi)，煤仍將是我國主要能源。我國煤的地質(zhì)儲(chǔ)量為4萬億噸，但按世界能源會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)來估計(jì)，我國煤的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量約2000多億噸。據(jù)估計(jì)，到2050年，隨著人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國能源消耗將達(dá)到目前水平的五倍左右，如果維持我國煤的消耗占總能耗的70％水平估算，則2050年煤的年消耗量將達(dá)50億噸。這樣，到下世紀(jì)60年代，我國可以經(jīng)濟(jì)開采的煤將會(huì)開采完畢。因此，我國要長期以煤為主要能源，顯然是不可能的。2．煤的運(yùn)輸量大，由煤造成的運(yùn)輸緊張狀況不可能解決；我國煤炭資源分布不均，大量集中在山西、陜西、內(nèi)蒙古自治區(qū)。而東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)缺乏常規(guī)能源。因此，西煤東運(yùn)、北煤南運(yùn)是長期以來困擾我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要問題之一。目前煤的運(yùn)輸已占我國鐵路貨運(yùn)量的40％。到下一世紀(jì)初，以噸公里計(jì)算的煤運(yùn)輸量將增加4－5倍，即使加緊修建鐵路，運(yùn)輸問題也是難以解決的。由于這一限制，煤的消耗量不可能達(dá)到每年50億噸，只可能保持在30億噸以內(nèi)。3．煤炭的污染嚴(yán)重，我國的環(huán)境將無法承受；煤炭燃燒對環(huán)境的污染比石油、天然氣嚴(yán)重得多。目前我國燃煤每年排入大氣的煙塵約2300萬噸、二氧化硫1460萬噸，給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。據(jù)世界環(huán)境系統(tǒng)監(jiān)測報(bào)告，41個(gè)國家的城市中，在1980－1984的五年里，大氣中顆粒物平均濃度，沈陽第二、西安第三、北京第五、上海第九、廣州第十。即前十名中我國占五席。如果到2050年我國燃煤達(dá)50億噸，而1988年全世界煤炭產(chǎn)量僅為48．4億噸。這就是說，到2050年，相當(dāng)于把1988年全世界出產(chǎn)的煤炭全部集中在中國960萬平方公里的大地上燃燒，那樣我國將不可避免地成為墨盒子和黑盒子，我國的環(huán)境將無法承受。4．煤是－種重要的不可再生的化工原料；煤是－種重要的不可再生的化工原料,隨著煤炭大量燃燒，資源將越來越少，價(jià)格也就日益昂貴。如果僅將煤炭付之一炬，不但污染環(huán)境，而且在經(jīng)濟(jì)上造成難以彌補(bǔ)的損失.六、核電基本知識1.什么是核能世界上一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的，原子又是由原子核和它周圍的電子構(gòu)成的。輕原子核的融合和重原子核的分裂都能放出能量，分別稱為核聚變能和核裂變能，簡稱核能。當(dāng)一個(gè)中子轟擊鈾－235原子核時(shí)，這個(gè)原子核能分裂成兩個(gè)較輕的原子核，同時(shí)產(chǎn)生2到3個(gè)中了和射線，并放出能量。如果新產(chǎn)生的中子又打中另一個(gè)鈾－235原子核，硬引起新的裂變。在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，能量會(huì)源源不斷地釋放出來。即1千克鈾－235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒放出的能量。2、核能的優(yōu)點(diǎn)核能是地球上儲(chǔ)量最豐富的能源，又是高度濃集的能源；核電是清潔的能源，有利于保護(hù)環(huán)境；核電的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于火電；以核燃料代替煤和石油，有利于資源的合理利用。3、什么是核電站核電站是實(shí)現(xiàn)核裂變能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。它與火電站最主要的不同是蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。核電站利用核能產(chǎn)生蒸汽的系統(tǒng)稱為“核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)”，這個(gè)系統(tǒng)通過核燃料的核裂變能加熱外回路的水來產(chǎn)生蒸汽。從原理上講，核電站實(shí)現(xiàn)了核能－熱能－電能的能量轉(zhuǎn)換。從設(shè)備方面講，核電站的反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器起到了相當(dāng)于火電站的化石燃料和鍋爐的作用。課堂作業(yè)1、核能的優(yōu)點(diǎn)是什么？第二章核電站工作原理及系統(tǒng)組成一、核電站工作原理1、什么叫核電站？核電站就是利用一座或若干座動(dòng)力反應(yīng)堆所產(chǎn)生的熱能來發(fā)電或發(fā)電兼供熱的動(dòng)力設(shè)施。反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)備，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進(jìn)行。將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)換成熱能，再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)施，通常稱為核電站。2、核電站工作原理核電廠用的燃料是鈾。用鈾制成的核燃料在“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，電就源源不斷地產(chǎn)生出來，并通過電網(wǎng)送到四面八方。核電站工作流程原理1；圖2二、核電站類型目前世界上核電站常用的反應(yīng)堆有壓水堆、沸水堆、重水堆和改進(jìn)型氣冷堆以及快堆等。但用的最廣泛的是壓水反應(yīng)堆。壓水反應(yīng)堆是以普通水作冷卻劑和慢化劑，它是從軍用堆基礎(chǔ)上發(fā)展起來的最成熟、最成功的動(dòng)力堆堆型。壓水堆核電站占全世界核電總?cè)萘康?0%以上。1、壓水堆核電站----------------以壓水堆為熱源的核電站。圖它主要由核島和常規(guī)島組成。壓水堆核電站核島中的四大部件是蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵和堆芯。在核島中的系統(tǒng)設(shè)備主要有壓水堆本體，一回路系統(tǒng)，以及為支持一回路系統(tǒng)正常運(yùn)行和保證反應(yīng)堆安全而設(shè)置的輔助系統(tǒng)。常規(guī)島主要包括汽輪機(jī)組及二回等系統(tǒng)，其形式與常規(guī)火電廠類似。2、沸水堆核電站--------------------以沸水堆為熱源的核電站。圖沸水堆是以沸騰輕水為慢化劑和冷卻劑并在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)直接產(chǎn)生飽和蒸汽的動(dòng)力堆。沸水堆與壓水堆同屬輕水堆，都具有結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、建造費(fèi)用低和負(fù)荷跟隨能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它們都需使用低富集鈾作燃料。沸水堆核電站系統(tǒng)有：主系統(tǒng)（包括反應(yīng)堆）；蒸汽-給水系統(tǒng)；反應(yīng)堆輔助系統(tǒng)等。3、重水堆核電站圖以重水堆為熱源的核電站。重水堆是以重水作慢化劑的反應(yīng)堆，可以直接利用天然鈾作為核燃料。重水堆可用輕水或重水作冷卻劑，重水堆分壓力容器式和壓力管式兩類。重水堆核電站是發(fā)展較早的核電站，有各種類別，但已實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模推廣的只有加拿大發(fā)展起來的坎杜型壓力管式重水堆核電站。4、快堆核電站圖由快中子引起鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)所釋放出來的熱能轉(zhuǎn)換為電能的核電站?？於言谶\(yùn)行中既消耗裂變材料，又生產(chǎn)新裂變材料，而且所產(chǎn)可多于所耗，能實(shí)現(xiàn)核裂變材料的增殖。目前，世界上已商業(yè)運(yùn)行的核電站堆型，如壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨氣冷堆等都是非增殖堆型，主要利用核裂變?nèi)剂?，即使再利用轉(zhuǎn)換出來的钚-239等易裂變材料，它對鈾資源的利用率也只有1％—2％，但在快堆中，鈾-238原則上都能轉(zhuǎn)換成钚-239而得以使用，但考慮到各種損耗，快堆可將鈾資源的利用率提高到60％—70％。世界上目前建造核電站情況核電自50年代中期問世以來，目前已取得長足的發(fā)展。到1999年中期，世界上共有436座發(fā)電用核反應(yīng)堆在運(yùn)行，總裝機(jī)容量為350676兆瓦。正在建造的發(fā)電反應(yīng)堆有30座，總裝機(jī)容量為21642兆瓦。目前世界上有33個(gè)國家和地區(qū)有核電廠發(fā)電，核發(fā)電量占世界總發(fā)電量的17％，其中有十幾個(gè)國國家和地區(qū)核電發(fā)電量超過各種的總發(fā)電量的四分之一，有的國家超過70％。據(jù)資料估計(jì)，到2005年核電廠裝機(jī)容量將達(dá)到388567兆瓦三、核反應(yīng)堆介紹核反應(yīng)堆是一個(gè)能維持和控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而實(shí)現(xiàn)核能熱能轉(zhuǎn)換的裝置。核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)圖1、核反應(yīng)堆類型（1）根據(jù)用途，核反應(yīng)堆可以分為以下幾種類型①將中子束用于實(shí)驗(yàn)或利用中子束的核反應(yīng)，包括研究堆、材料實(shí)驗(yàn)等。②生產(chǎn)放射性同位素的核反應(yīng)堆。③生產(chǎn)核裂變物質(zhì)的核反應(yīng)堆，稱為生產(chǎn)堆。④提供取暖、海水淡化、化工等用的熱量的核反應(yīng)堆，比如多目的堆。⑤為發(fā)電而發(fā)生熱量的核反應(yīng)，稱為發(fā)電堆。⑥用于推進(jìn)船舶、飛機(jī)、火箭等到的核反應(yīng)堆，稱為推進(jìn)堆。（2）根據(jù)燃料類型分為天然氣鈾堆、濃縮鈾堆、釷堆；（3）根據(jù)中子能量分為快中子堆和熱中子堆；（4）根據(jù)冷卻劑(載熱劑)材料分為水冷堆、氣冷堆、有機(jī)液冷堆、液態(tài)金屬冷堆；（5）根據(jù)慢化劑(減速劑)分為石墨堆、重水堆、壓水堆、沸水堆、有機(jī)堆、熔鹽堆、鈹堆；（6）根據(jù)中子通量分為高通量堆和一般能量堆；（7）根據(jù)熱工狀態(tài)分為沸騰堆、非沸騰堆、壓水堆；（8）根據(jù)運(yùn)行方式分為脈沖堆和穩(wěn)態(tài)堆，等等。核反應(yīng)堆概念上可有900多種設(shè)計(jì)，但現(xiàn)實(shí)上非常有限。2、核反應(yīng)堆的工作原理原子由原子核與核外電子組成。原子核由質(zhì)子與中子組成。當(dāng)鈾—235的原子核受到外來中子轟擊時(shí)，一個(gè)原子核會(huì)吸收一個(gè)中子分裂成兩個(gè)質(zhì)量較小的原子核，同時(shí)放出2—3個(gè)中子。這裂變產(chǎn)生的中子又去轟擊另外的鈾—235原子核，引起新的裂變。如此持續(xù)進(jìn)行就是裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生大量熱能。用循環(huán)水(或其他物質(zhì))帶走熱量才能避免反應(yīng)堆因過熱燒毀。導(dǎo)出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動(dòng)氣輪機(jī)發(fā)電。核反應(yīng)堆的合理結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：核燃料＋慢化劑＋熱載體＋控制設(shè)施＋防護(hù)裝置。3、核反應(yīng)堆具有哪些用途核裂變時(shí)既釋放出大量能量、又釋放出大量中子。核反應(yīng)堆有許多用途，但歸結(jié)起來，一是利用裂變核能，二是利用裂變中子。核能主要用于發(fā)電，但它在其它方面也有廣泛的應(yīng)用。例如核能供熱、核動(dòng)力等。核供熱是一種前途遠(yuǎn)大的核能利用方式。清華大學(xué)在五兆瓦的低溫供熱堆上已經(jīng)進(jìn)行過成功的試驗(yàn)。核供熱的另一個(gè)潛在的大用途是海水淡化。它可作為火箭、宇宙飛船、人造衛(wèi)星、潛艇、航空母艦等的特殊動(dòng)力。將來核動(dòng)力可能會(huì)用于星際航行。四、核能是清潔的能源目前環(huán)境污染問題大部分是由使用化石燃料引起的，化石燃料燃燒會(huì)放出大量的煙塵、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，由二氧化碳等有害氣體造成的“溫室效應(yīng)”，將使地球氣溫升高，會(huì)造成氣候異常，加速土地沙漠化過程，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來災(zāi)難性的影響，核電站并不排放這些有害物質(zhì)，不會(huì)造成“溫室效應(yīng)”，與火電廠相比，它能大大改善環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境等。核電站是安全、經(jīng)濟(jì)、干凈的能源，與火電站相比，更有利于保護(hù)環(huán)境。核電廠和火電廠對環(huán)境影響的比較（電功率100兆瓦）世界上有核電國家的多年統(tǒng)計(jì)資料表明，雖然核電站的比投資高于燃煤電廠，但是，由于核燃料成本顯著地低于燃煤成本，以及燃料是長期起作用的因素，這就使得目前核電站的總發(fā)電成本低于燒煤電廠。五、核能是可持續(xù)發(fā)展的能源世界上已探明的鈾儲(chǔ)量約490萬噸，釷儲(chǔ)量約275萬噸。這些裂變?nèi)剂献銐蚴褂玫骄圩兡軙r(shí)代。聚變?nèi)剂现饕请弯?，海水中氘的含量?.034克/升，據(jù)估計(jì)地球上總的水量約為138億億立方米，其中氘的儲(chǔ)量約40萬億噸，地球上的鋰儲(chǔ)量有2000多億噸，鋰可用來制造氚，足夠人類在聚變能時(shí)代使用。按目前世界能源消費(fèi)的水平，地球上可供原子核聚變的氘和氚，能供人類使用上千億年。因此，有些能源專家認(rèn)為，只要解決了核聚變技術(shù)，人類就將從根本上解決了能源問題。七、核電站在設(shè)計(jì)上所采取的安全措施1、四重屏障：裂變產(chǎn)生的放射性物質(zhì)90％以上滯留于燃料芯塊中；密封的燃料包殼；圖堅(jiān)固的壓力容器和密閉的回路系統(tǒng)；圖能承受內(nèi)壓的安全殼。圖2、多重保護(hù)：在出現(xiàn)可能危及設(shè)備和人身的情況時(shí)，進(jìn)行正常停堆；因任何原因未能正常停堆時(shí)，控制棒自動(dòng)落入堆內(nèi)，實(shí)行自動(dòng)緊急停堆；如任何原因使控制棒未能插入，高濃度硼酸水自動(dòng)噴入堆內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急停堆。3.核電廠在管理方面采取的安全措施核電廠有著嚴(yán)密的質(zhì)量保證體系，對選址、設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試和運(yùn)行等各個(gè)階段的每一項(xiàng)具體活動(dòng)都有單項(xiàng)的質(zhì)量保證大綱。

另外，還實(shí)行內(nèi)部和外部監(jiān)查制度，監(jiān)督檢查質(zhì)量保證大綱的實(shí)施情況和是否起到應(yīng)有的作用。另外對參加核電廠工作的人員的選擇、培訓(xùn)、考核和任命有著嚴(yán)格的規(guī)定。領(lǐng)取操縱員執(zhí)照，然后才能上崗，還要進(jìn)行定期考核，不合格者將被取消上崗資格。4、核電廠發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，它能安全停閉在核電廠設(shè)計(jì)中，始終把安全放在第一位，在設(shè)計(jì)上考慮了當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的最嚴(yán)重的地震、海嘯、熱帶風(fēng)暴、洪水等自然災(zāi)害,>即使發(fā)生了最嚴(yán)重的自然災(zāi)害,>反應(yīng)堆也能安全停閉，不會(huì)對當(dāng)?shù)鼐用窈妥匀画h(huán)境造成危害。

在核電廠設(shè)計(jì)中甚至還考慮了廠區(qū)附近的堤壩坍塌、飛機(jī)附毀、交通事故和化工廠事故之類的事件，例如一架噴氣式飛機(jī)在廠區(qū)上空墜毀，而且碰巧落到反應(yīng)堆建筑物上，設(shè)計(jì)要求這時(shí)反應(yīng)堆還是安全的。5、核電站的縱深防御措施核電站的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行，采用了縱深防御的原則，從設(shè)備上和措施上提供多層次的重疊保護(hù)，確保放射性物質(zhì)能有效地包容起來不發(fā)生泄漏?？v深防御包括以下五道防線：第一道防線：精心設(shè)計(jì)，精心施工，確保核電站的設(shè)備精良。有嚴(yán)格的質(zhì)量保證系統(tǒng)，建立周密的程序，嚴(yán)格的制度和必要的監(jiān)督，加強(qiáng)對核電站工作人員的教育和培訓(xùn)，使人人關(guān)心安全，人人注意安全，防止發(fā)生故障。第二道防線：加強(qiáng)運(yùn)行管理和監(jiān)督，及時(shí)正確處理不正常情況，排除故障。第三道防線：設(shè)計(jì)提供的多層次的安全系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，防止設(shè)備故障和人為差錯(cuò)釀成事故。第四道防線：啟用核電站安全系統(tǒng)，加強(qiáng)事故中的電站管理，防止事故擴(kuò)大。第五道防線：廠內(nèi)外應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃，努力減輕事故對居民的影響。八、核電站在設(shè)計(jì)上所采取的安全措施6、核電站廢物嚴(yán)格遵照國家標(biāo)準(zhǔn)，對人民生活不會(huì)產(chǎn)生有害影響核電廠的三廢治理設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工，同時(shí)投產(chǎn)，其原則是盡量回收，把排放量減至最小，核電廠的固體廢物完全不向環(huán)境排放，放射性液體廢物轉(zhuǎn)化為固體也不排放；像工作人員淋浴水、洗滌水之類的低放射性廢水經(jīng)過處理、檢測合格后排放；氣體廢物經(jīng)過滯留衰變和吸附，過濾后向高空排放。

核電廠廢物排放嚴(yán)格遵照國家標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際排放的放射性物質(zhì)的量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值。所以，核電廠不會(huì)對給人生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來有害的影響。八、核電站系統(tǒng)1、核電站系統(tǒng)（三個(gè)回路）圖1；圖2；圖3一回路：反應(yīng)堆冷卻劑（硼水）在主泵的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入反應(yīng)堆，流經(jīng)堆芯后從反應(yīng)堆容器的出口管流出，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，然后回到主泵，這就是反應(yīng)堆冷卻劑的循環(huán)流程（亦稱一回路流程）。二回路：在循環(huán)流動(dòng)過程中，反應(yīng)堆冷卻劑從堆芯帶走核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，并且在蒸汽發(fā)生器中，在實(shí)體隔離的條件下將熱量傳遞給二回路的水。二回路水被加熱，生成蒸汽，蒸汽再去驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)與汽輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電。三回路：作功后的乏蒸汽在冷凝器中被海水或河水、湖水冷卻水（三回路水）冷凝為水，再補(bǔ)充到蒸汽發(fā)生器中。以海水為介質(zhì)的三回路的作用是把乏蒸汽冷凝為水，同時(shí)帶走電站的棄熱。2、核電站主要設(shè)備——核反應(yīng)堆——蒸汽發(fā)生器——穩(wěn)壓器——主冷卻劑泵——汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組九、核電站廠房核電站廠房主要由反應(yīng)堆廠房（又稱安全殼廠房）、一回路輔助廠房、核燃料廠房、汽輪發(fā)電機(jī)廠房、主控制室、輸配電廠房、循環(huán)水廠房及三廢處理廠房等組成。課堂作業(yè)1、簡述核電站的工作原理。2、核電站有哪些類型？3、簡述核電站的三個(gè)回路系統(tǒng)。第三章壓水堆核電站概況主要內(nèi)容3-1概述3-2核電站總體及廠房布置3-3核電站主要廠房設(shè)施3-1概述一、系統(tǒng)構(gòu)成（圖）壓水堆核電站由:壓水堆本體、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（稱一回路）、蒸汽和動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（稱二回路）、循環(huán)水系統(tǒng)（三回路）、發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)組成。它主要由核島和常規(guī)島組成。核島：通常將一回路及核島輔助系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施和廠房稱為核島。壓水堆核電站核島中的四大部件是蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵和堆芯。常規(guī)島：二回路及其輔助系統(tǒng)和廠房稱之。沸水堆核電廠原理圖（1）一回路系統(tǒng)壓水堆核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)一般有二至四條并聯(lián)在反應(yīng)堆壓力容器上的封閉環(huán)路(見圖)。每一條環(huán)路內(nèi)一臺蒸汽發(fā)生器、一臺或兩臺反應(yīng)堆冷卻劑泵及相應(yīng)的管道組成，在其中的一個(gè)環(huán)路的熱管段上，通過波動(dòng)管與一臺穩(wěn)壓器相連。一回路內(nèi)的高溫高壓含硼水，由反應(yīng)堆冷卻劑泵輸送，流經(jīng)反應(yīng)堆堆芯，吸收了堆芯核裂變放出的熱能，再進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，通過蒸汽發(fā)生器傳熱管壁，將熱量傳給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水，然后再由反應(yīng)堆冷卻劑泵送回反應(yīng)堆。如此循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成封閉問路。整個(gè)一回路系統(tǒng)設(shè)有一臺穩(wěn)壓器。一回路系統(tǒng)的壓力靠穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)．且保持穩(wěn)定。（1）一回路系統(tǒng)為了保證反應(yīng)堆和反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的安全運(yùn)行，核電廠還設(shè)置了一系列核輔助系統(tǒng)和專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)。核輔助系統(tǒng)主要用來保證反應(yīng)堆和一回路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)為核電廠重大的事故提供必要的應(yīng)急冷卻措施，并防止放射性物質(zhì)的擴(kuò)散。（2）二回路系統(tǒng)組成：二回路系統(tǒng)由汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵、給水加熱器、除氧器、給水泵、蒸汽發(fā)生器、汽水分離再熱器等設(shè)備組成。工作流程：蒸汽發(fā)生器的給水在蒸汽發(fā)生器吸收熱量變成蒸汽，然后驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。做功后的乏汽在凝汽器內(nèi)冷凝成水。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵輸送，經(jīng)低壓加熱器加熱后進(jìn)入除氧器，除氧水出給水泵送入高壓加熱器加熱后重新返回蒸汽發(fā)生器，如此形成熱力循環(huán)。為保證二回路系統(tǒng)的正常運(yùn)行，二回路系統(tǒng)也設(shè)有一系列輔助系統(tǒng)。（3）循環(huán)水系統(tǒng)----三回路系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)主要用來為凝汽器提供凝結(jié)汽輪機(jī)乏汽的冷卻水。循環(huán)水系統(tǒng)分為：開式供水及閉式供水兩類。開式供水方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：冷卻水進(jìn)水溫度較低，有利于汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而且系統(tǒng)簡單，投資較低。因此，只要水流在枯水季節(jié)時(shí)的水流量仍能達(dá)到發(fā)電廠耗水量的3—4倍，水質(zhì)又符合要求；則應(yīng)首選開式水方式；大亞灣核電廠的開式循環(huán)水系統(tǒng)形式:為開式單元制系統(tǒng)。每臺機(jī)組有2臺容量為50％的循環(huán)水泵。它們對應(yīng)于2條獨(dú)立的系列A和B的循環(huán)水回路。經(jīng)循環(huán)水泵升壓后，每個(gè)系列分成3條支路進(jìn)入3臺凝汽器。圖每臺凝汽器水室被分割為兩個(gè)獨(dú)立水室，每臺水泵與3臺凝汽器的一半連接形成獨(dú)立的回路。循環(huán)水離開凝汽器后經(jīng)6個(gè)循環(huán)水支管分別匯入A、B系列的排水渠，每條排水渠有一個(gè)獨(dú)立的虹吸井、，循環(huán)水經(jīng)虹吸井流入明渠歸大海。為防止海洋生物在凝汽器、管道及水渠等處的滋生造成對管道勸阻塞和水污染，對循環(huán)水必須進(jìn)行氯化處理，再結(jié)合機(jī)械處理方法(膠球清洗凝汽器管于和循環(huán)水進(jìn)口垂直管段上的二次濾網(wǎng)過濾)，才能收到滿意的效果。大亞溶核電廠采用次氯酸鈉溶液進(jìn)行氯化處理。次氮酸鈉溶液是采用就地電解海水的方法獲得。（4）發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)的組成：發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、主變壓器、廠用變壓器、啟動(dòng)變壓器、高壓開關(guān)站和柴油發(fā)電機(jī)組等。主要作用：是將核電廠發(fā)出的電能向電網(wǎng)輸送，同時(shí)保證核電廠內(nèi)部沒備的可靠供電。工作過程：（1）在電廠正常功率運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能絕大部分經(jīng)主變壓器升壓至外網(wǎng)電壓輸送給用戶。同時(shí)，整個(gè)廠用電設(shè)備的配電系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)的引出母線經(jīng)廠用變壓器降壓后供電。（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)，則由外部電網(wǎng)經(jīng)啟動(dòng)變壓器供電。（3）當(dāng)外網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組都不能供電時(shí)，則由柴油發(fā)電機(jī)組向安全母線供電，以保證核電廠設(shè)備的安全。圖3-2核電廠總體及廠房布置一、廠址選擇核電廠選址比火電廠具有更高的安全要求。選擇核電廠的廠址工作，涉及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃等因素，跟氣象、地質(zhì)、地震和水文等自然條件有關(guān)，還與安全、環(huán)境有重要關(guān)系；但核電廠選址考慮的因素中很多與火電廠相同。歸結(jié)起來，核電廠選址應(yīng)考慮核電廠本身特性、廠址自然條件和技術(shù)要求以及輻射安全等三個(gè)方面。1．核電廠放射性特性反應(yīng)堆燃料棒運(yùn)行時(shí)的破損率、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的泄漏率和放射性廢物處理系統(tǒng)的凈化能力等決定了電廠在正常運(yùn)行時(shí)放射性的排放量。如果放射性廢氣排故量很大，電廠就不宜建在城鎮(zhèn)居民中心附近；如果廢水放射性排故量很大，電廠廢水就不能直接向江河湖海中排放。具體允許徘放量，需根據(jù)放射性物質(zhì)的毒性、廠址的環(huán)境稀釋能力、居民點(diǎn)離電廠的距離和居民的飲食習(xí)慣來決定。設(shè)計(jì)上要求核電廠在極限事故工況下的放射性物質(zhì)釋放量不應(yīng)達(dá)到對居民健康和安全造成超過我國國家核安全局關(guān)十核電廠廠址選擇所規(guī)定的嚴(yán)重危害后果的程度。2．廠址的自然條件和技術(shù)要求（1）廠區(qū)地震條件是確保核電廠安全的重要條件，是選廠址的決定因素之一。核電廠的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)保證在它整個(gè)壽命期限內(nèi)即使遇到最大地震，仍能使核電廠安全地停堆和不影響周圍的環(huán)境。廠址的地震基本烈度一般不大于7度(一般應(yīng)避免在設(shè)計(jì)烈度高于9度的地區(qū)建廠)。（2）氣象條件的基本要求是：氣流暢通，有利于放射性廢氣的稀釋擴(kuò)散。廠址周圍的氣象條件雖有不同，但通過大氣擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)可以測出各處的大氣擴(kuò)散因子的差別，從而確定廠址是否合適。（3）水源和水文條件：一般要求百年一遇最小流量也能滿足電廠正常遠(yuǎn)行的要求。冷卻水量取決于冷卻方式。由于壓水堆核電廠的熱效率比火電廠低，因此核電廠冷卻水量應(yīng)比同樣容量的火電廠大。一般核電廠均建在有充分水源的江、河、湖、海邊。（4）核電廠應(yīng)建在鐵路、公路或水路等交通運(yùn)輸比較方便的地方，以便于對大型設(shè)備和新燃料、乏燃料的特殊運(yùn)輸；（5）電廠應(yīng)盡可能接近負(fù)荷中心，以減少輸電的投資和線路上的能量損失．3．輻射安全要求（1）輻射安全應(yīng)符合國家環(huán)境保護(hù)、輻射防護(hù)等法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求。（2）將核電廠設(shè)置在非居住區(qū)，（3）考慮廠址周圍的人口密度和分布。二、總平面布置1、總平面布置原則：陽江核電效果圖(1)合理區(qū)分放射性與非放射性的建筑物，使凈區(qū)和臟區(qū)嚴(yán)格分開，臟區(qū)盡可能置于主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，以減少放射性污染。(2)滿足核電廠生產(chǎn)工藝流程要求，便于設(shè)備運(yùn)輸，減少廠區(qū)管線的迂回和縱橫交叉。(4)核電廠廠房布置以反應(yīng)堆廠房為中心，核輔助廠房、燃料廠房、主控制樓和應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠房均環(huán)繞在反應(yīng)推廠房周圍。2、核電廠廠房分區(qū)：(1)核心區(qū)：主要由核島和常規(guī)島組成，包括反應(yīng)堆廠房、核輔助廠房、燃料廠房、主控制室、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠房、汽輪發(fā)電機(jī)廠房等。*(2)三廢區(qū)：主要由廢液儲(chǔ)存、處理廠房、固化廠房、弱放廢物庫、固體廢物儲(chǔ)存庫、特種洗衣房和特種汽車庫等組成。(3)供排水區(qū)：主要由循環(huán)水泵房、輸水隧洞、排水渠道、淡水凈比處理車間、消防站、高壓消防泵房、排水泵房等組成。（4）動(dòng)力供應(yīng)區(qū)：主要出冷凍機(jī)站、壓縮空氣及液氮儲(chǔ)存氣化站、輔助鍋爐房等組成。（5）檢修及倉庫區(qū)：包括檢修車問、材料倉庫、設(shè)備綜合倉庫及危險(xiǎn)品倉庫等。（6）廠前區(qū)：包括電廠行政辦公大樓及汽車、消防、保安及生活服務(wù)設(shè)施。核電廠的總體布置主要取決于核心區(qū)、供排水區(qū)、三廢區(qū)的布置，而關(guān)鍵又在于核心區(qū)的布置。核心區(qū)的布置首先取決于核島各廠房的組合，以及它們與汽輪機(jī)廠機(jī)房的相對位置關(guān)系。核島廠房主要有反應(yīng)堆廠房、核輔助廠房、燃料廠房、主控制室（圖）等。3、反應(yīng)堆廠房與汽輪機(jī)廠房的布置方式*（1）一種是汽輪機(jī)廠房與反應(yīng)堆廠房呈L形布置；L形布置方法廠房布局緊湊，占地少，特別是由幾個(gè)單元機(jī)組并列時(shí)，汽機(jī)廠房可以合在一起，以減少汽機(jī)廠房內(nèi)重型吊車臺數(shù)，若端部再接維修車問，則沒備檢修更為方便。但是，這種布置，在汽輪機(jī)廠房與反應(yīng)堆廠房之間需設(shè)置防止汽輪機(jī)飛車時(shí)葉片對安全殼沖擊的屏障。圖（2）另一種是汽機(jī)廠房與反應(yīng)堆廠房呈T形布置。采用T形布置方式時(shí)，汽輪機(jī)葉片飛射方向不會(huì)危及反應(yīng)堆廠房，但廠房面積相對大些?，F(xiàn)在廠大多采用此種布置。大亞灣核電廠雙堆T形平而布置圖3-3核電廠主要廠房設(shè)施核電廠主要廠房指反應(yīng)堆廠房(即安全殼)、燃料廠房、核輔助廠房、汽輪機(jī)廠房和控制廠房。壓水堆核電廠的廠房布置圖。*1、反應(yīng)堆廠房是一個(gè)有鋼材的圓柱形須應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，頂部呈半球形或橢圓形，它的內(nèi)徑約40m，壁厚約lm，高約60m一70m，它包容一回路系統(tǒng)帶放射性物質(zhì)的所有設(shè)備，以防止放射性物質(zhì)向外擴(kuò)散。即使在核電廠發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，也仍然將放射性物質(zhì)封閉在安全殼內(nèi)，不致影響到周圍環(huán)境。整個(gè)結(jié)構(gòu)按抗震I類要求設(shè)計(jì)。秦山核電三期圖2、燃料廠房設(shè)有乏燃料儲(chǔ)存水池，用來盛放乏燃料；儲(chǔ)水池上方，有一臺100t一150t的橋式吊車，以吊運(yùn)乏燃料運(yùn)輸容器和乏燃料池冷卻系統(tǒng)酌設(shè)備。這個(gè)廠房通過燃料輸送水道與反應(yīng)堆廠房相連。在乏燃料儲(chǔ)水池內(nèi)，通常須有7m一9m深的水層作為屏蔽層，乏燃料儲(chǔ)存池需按抗震I類要求設(shè)計(jì)。3、核輔助廠房是一個(gè)具有多種用途的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。廠房內(nèi)設(shè)有化學(xué)和容積控制系統(tǒng)、安全注入系統(tǒng)、設(shè)備冷卻水系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)及廠房必需的空氣處理和冷卻設(shè)備。核電廠核輔助廠房一般集中設(shè)置在反應(yīng)推廠房的周圍，這有利于縮短系統(tǒng)管路從而節(jié)省核電廠的基建投資。4、汽輪發(fā)電機(jī)廠房的布置與火電廠汽輪機(jī)廠房相似，它一般船布置在緊靠安全殼的一側(cè)。廠房內(nèi)設(shè)有汽輪發(fā)電機(jī)組、凝汽器、凝結(jié)水泵、給水泵、給水加熱器；除氧移、汽水分離再熱器及與二回路系統(tǒng)有關(guān)的輔助系統(tǒng)。大亞灣核電廠的汽輪發(fā)電機(jī)組配有1臺高壓缸和3臺低壓缸，整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組安裝在鋼筋混凝土基座上，呈縱向布置。汽機(jī)端部朝向反應(yīng)推廠房；發(fā)電機(jī)端部靠近檢修場地。凝汽器布置在低壓缸下面。汽輪發(fā)電機(jī)廠房有效利用高度約37m，長約98m，2臺容量為50％的汽水分離再熱器位于汽輪機(jī)低壓缸的兩側(cè)，置于輕型鋼結(jié)構(gòu)平臺上。除氧水稻安置在高于2臺汽動(dòng)給水泵中心線24米的標(biāo)高層。給水泵的安裝位置既便于出除氧水箱放水，又便于將給水泵驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的排汽排往凝汽器。5、控制廠房布置在整個(gè)核電廠的中心，它包括中央控制備。中央控制室內(nèi)裝有控制臺和控制盤，繼電器室內(nèi)裝有各種繼電器和控制器；必須按抗震I類的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。課堂作業(yè)1、核電廠主要廠房有哪些？2、反應(yīng)堆廠房與汽輪機(jī)廠房的布置方式有哪兩種？3、核電廠核心區(qū)由哪些設(shè)備構(gòu)成？大亞灣核電廠的循環(huán)水系統(tǒng)示意圖核電廠廠區(qū)L形布置圖第四章反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)和設(shè)備主要內(nèi)容4-1反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)4-2反應(yīng)堆本體結(jié)構(gòu)----------系統(tǒng)設(shè)備4-3反應(yīng)堆冷卻劑泵4-4蒸汽發(fā)生器4-5穩(wěn)壓器4-1反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功能反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)又稱為一回路系統(tǒng)，其主要功能是：(1)在核電廠正常功率運(yùn)行時(shí)將堆內(nèi)產(chǎn)生的熱量載出，并通過蒸汽發(fā)生器傳給路工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。(2)在停堆后的第一階段，經(jīng)蒸汽發(fā)生器帶走堆內(nèi)的衰變熱。(3)系統(tǒng)的壓力邊界構(gòu)成防止裂變產(chǎn)物釋放到環(huán)境中的一道屏障。(4)反應(yīng)堆冷卻劑作為可溶化學(xué)毒物硼的裁體，并起慢化劑和反射層作用。(5)系統(tǒng)的穩(wěn)壓器用來控制一回路的壓力，防止堆內(nèi)發(fā)生偏離泡核沸騰，同時(shí)對一路系統(tǒng)實(shí)行超壓保護(hù)。二、系統(tǒng)描述系統(tǒng)組成：按照功能，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)可分為冷卻系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和超壓保護(hù)系統(tǒng)。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的流程圖11、冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)由反應(yīng)堆冷卻劑泵、反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器及相應(yīng)的管道組成。在正常功率運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)維冷卻劑泵使冷卻劑強(qiáng)迫循環(huán)通過維芯，帶走燃料元件產(chǎn)生的熱量。圖2．壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了保證反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)具有好的冷卻能力，應(yīng)當(dāng)將堆芯置于具有足夠欠熱度的冷卻劑淹沒之中。核電廠在負(fù)荷瞬變過程中，由于量測系統(tǒng)的熱慣性和控制系統(tǒng)的滯后等原因，會(huì)造成一、二回路之間的功率失配，從而引起負(fù)荷瞬變過程中一回路冷卻劑溫度的升高或降低，造成一回路冷卻劑體積膨脹或收縮。水經(jīng)波動(dòng)管涌人或流出穩(wěn)壓器，引起一回路壓力升高或降低。當(dāng)壓力升高至超過沒定值時(shí)，壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)噴淋閥．由冷管段引來的過冷水向穩(wěn)壓器汽空間噴淋降壓；若壓力低于設(shè)定值，壓力控制系統(tǒng)啟動(dòng)加熱器，使部分水蒸發(fā)，升高蒸汽壓力。3．超壓保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)一回路系統(tǒng)的壓力超過限值時(shí)，裝在穩(wěn)壓器頂部卸壓管線上的安全閥開啟，向卸壓箱排放蒸汽，使穩(wěn)壓器壓力下降，以維持整個(gè)一回路系統(tǒng)的完整性。卸壓系統(tǒng)主要由裝在穩(wěn)壓器汽空間連管上的卸壓閥或安全閥及其管道和卸壓箱組成。西屋公司設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓器，上面裝備有卸壓閥和安全閥，卸壓閥的開啟整定值比安全閥的開啟整定值低。若卸壓閥開啟后使超壓瞬變過程得以緩解，安全閥則可免于開啟，法國法馬通公司設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓器，只裝備三只同一類型開啟整定值不同的安全閩。三、系統(tǒng)參數(shù)的選擇：環(huán)路數(shù)與環(huán)路容量：核電廠的一回路系統(tǒng)由若干并聯(lián)的環(huán)路組成。按照核電廠安全準(zhǔn)則，單堆核電廠的環(huán)路數(shù)不小于2，但過多的環(huán)路數(shù)將增加設(shè)備投資，因此，目前核電廠中一般采用2—4條環(huán)路并聯(lián)形式。每一條環(huán)路所對應(yīng)的電功率最初為150MW。隨著核電設(shè)備設(shè)計(jì)制造能力提高，近期的壓水堆核電站，一條環(huán)路的電功率已達(dá)到300——600MW，而且以每個(gè)環(huán)路300MW設(shè)計(jì)建造600MW、900MW、12000MW的大型核電站。近代典型壓水堆核電站功率與一回路容量表1、一回路壓力2、反應(yīng)堆冷卻劑出口溫度冷卻劑出口溫度越高，電廠熱效率越高，但受下列因素限制：(1)燃料包殼溫度限制。材料受抗高溫腐蝕性能限制。(2)傳熱溫差的要求。冷卻劑溫度至少要比包殼溫度低10℃——15℃，以保證正常的熱交換。(3)冷卻劑過冷度要求。為保證流動(dòng)的穩(wěn)定性和有效傳熱，冷卻劑應(yīng)具有20℃左右的過冷度。由此可見，對于一定的工作壓力，反應(yīng)堆冷卻刑的堆出口溫度變化余地很小。如大亞灣核電廠一回路壓力為15.5MPa，其堆出口冷卻劑平均溫度為329．8℃。*3．反應(yīng)堆冷卻劑的入口溫度反應(yīng)堆冷卻劑的出口溫度一旦確定，對于一個(gè)確定熱功率的反應(yīng)堆，其人口溫度與流量有單值關(guān)系。入口溫度越高，一回路冷卻劑平均溫度越高。從這方面來說，對提高熱效率有利。但入口溫度越高，冷卻劑溫升越小，所需冷卻劑流量越大，這就增加了泵的輸送功率，從而降低了電廠的凈效率。選擇冷卻劑的入口溫度時(shí)，應(yīng)綜合考慮它與流量各自帶來的利弊以及其他一些因素后，選取最佳值。4．冷卻劑流量綜合上述分析，壓水堆核電廠一回路參數(shù)范圍是：工作壓力15MPa左右，冷卻劑在反應(yīng)堆的進(jìn)口溫度取280℃——300℃，在反應(yīng)堆的出口溫度取310℃——330℃，進(jìn)出口的溫升為30℃——40℃。核電廠變工況時(shí)，反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度變化允許的最大溫差為17℃——25℃。反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)溫度為350℃。一回路系統(tǒng)中冷卻劑的流量較大，當(dāng)單環(huán)路對應(yīng)的電功率為300Mw時(shí)，冷卻劑總質(zhì)量流量可達(dá)到15000t／h~21000t／h(即每10MW熱功率160t／h~250t／h)。主管道內(nèi)冷卻劑流速可達(dá)15m／s，一回路系統(tǒng)的總阻力約為o．6MPa~o．8MPa。四、系統(tǒng)布置反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的所有設(shè)備、閥門及管道，全部安裝在安全殼內(nèi)。反應(yīng)堆安放在安全完中央并稍偏離中心；以避開裝卸料機(jī)構(gòu)的起吊死區(qū)。堆芯部分處在反應(yīng)堆廠房地平面高度以下。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)設(shè)備和管道的布置以反應(yīng)堆壓力容器為中心，力求緊湊、簡單對稱。為了補(bǔ)償主管道的熱膨脹應(yīng)力，蒸汽發(fā)生器和主泵采用擺動(dòng)的支耀結(jié)構(gòu)，以允許橫向位移。冷卻劑中存在裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物，對系統(tǒng)設(shè)備和管道有不同程度的污染。因此，在設(shè)備周圍設(shè)有隔墻，它們與安全殼培構(gòu)成了二次屏蔽。主要設(shè)備(反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、反應(yīng)堆冷卻劑泵、穩(wěn)壓器等)和反應(yīng)堆冷卻劑管道安裝在二次屏蔽墻內(nèi)。4-2反應(yīng)堆本體結(jié)構(gòu)組成：壓水堆本體由堆芯、堆芯支撐結(jié)構(gòu)、反應(yīng)堆壓力容器及控制棒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。典型壓水堆的本體結(jié)構(gòu)圖。一、堆芯結(jié)構(gòu)堆芯又稱為活性區(qū)，位于反應(yīng)堆壓力容器中心偏下的位置。大亞灣核電廠由157個(gè)幾何形狀和機(jī)械結(jié)構(gòu)完全相同的燃料組件，構(gòu)成一個(gè)高3．65m，等效直徑3．04m的準(zhǔn)圓柱狀核反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)堆冷卻劑流過堆芯時(shí)起到慢化劑的作用?？刂瓢艚M件用于反應(yīng)堆控制，提供反應(yīng)堆停堆能力和控制反應(yīng)性快速變化。與燃料組件/（圖）組合在一起的還有一些功能組件，它們在堆啟動(dòng)和運(yùn)行中起著重要作用。二、堆芯支撐結(jié)構(gòu)三、反應(yīng)堆壓力容器反應(yīng)堆壓力容器支撐和包容堆芯和堆內(nèi)構(gòu)件，工作在高壓(15．5Mpa左右)、高溫含硼酸水介質(zhì)環(huán)境和放射性輻射的條件下，壽命不少于40年。反應(yīng)堆壓力容器是一個(gè)底部為焊死的半球形封頭，上部為法蘭連接的半球形封頭的圓柱形容器，對于三環(huán)路設(shè)計(jì)，容器上有3個(gè)進(jìn)口管嘴和出口管嘴與各冷卻劑環(huán)路的冷熱管段相接。這些進(jìn)出口管嘴位于高出堆芯上平面約1．4m的同一個(gè)水平面上。反應(yīng)堆壓力容器本體材料屬低碳鋼，與冷卻劑接觸表面堆焊一層5mm厚的不銹鋼。壓力容器高13m，內(nèi)徑4m，簡體壁厚20m圃，總重約330t。圖四、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用：控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是反應(yīng)堆的重要?jiǎng)幼鞑考ㄟ^它的動(dòng)作帶動(dòng)控制棒組件在堆芯內(nèi)上下抽插，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆的啟動(dòng)、功率調(diào)節(jié)、停堆和事故情況下的安全控制。因此，它是確保反應(yīng)堆安全可控的重要部件?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求：在正常運(yùn)行工況下棒的移動(dòng)速度緩慢，每秒鐘行程約10mm，在快速停堆或事故工況時(shí)要求驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在得到事故停堆信號后，即能自動(dòng)脫開，控制棒組件靠自重快速插入堆芯，從得到信號到控制棒完全插入堆芯的緊急停堆時(shí)間一般為2s左右，以保證反應(yīng)堆安全。4-3反應(yīng)堆冷卻劑泵一、作用：反應(yīng)堆冷卻劑泵義叫做主泵，它的作用是為反應(yīng)堆冷卻劑提供驅(qū)動(dòng)壓頭，保證足夠的強(qiáng)迫循環(huán)流量通過堆芯，把反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量送至蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)生推動(dòng)汽輪機(jī)做功的蒸汽。二、對泵的基本要求：(1)能夠長期在無人維護(hù)情況下安全可靠地工作，(2)冷卻劑的泄漏要盡可能少；(3)轉(zhuǎn)動(dòng)部件應(yīng)有足夠大的移動(dòng)慣量，以便在全廠斷電情況下，利用泵的惰性提供足夠的流量，使堆芯得到適當(dāng)?shù)睦鋮s；(4)過流部件表面材料要求耐高溫含硼酸水的腐蝕；(5)便于維修。三、分類：分為兩大類：全密封泵和軸封泵。4-4蒸汽發(fā)生器一、作用：蒸汽發(fā)生器是壓水堆核電廠一回路、二回路的樞紐，它將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功。蒸汽發(fā)生器又是分隔一次側(cè)、二次側(cè)介質(zhì)的屏障，它對于核電廠的安全運(yùn)行十分重要。*蒸汽發(fā)生器的可靠性是比較低的，它嚴(yán)重地影響核電廠運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性。壓水堆核電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，蒸汽發(fā)生器傳熱管斷型事故在核電廠事故中居首要地位。據(jù)報(bào)道，國外壓水堆核電廠的非計(jì)劃停堆次數(shù)中約有四分之一是因有關(guān)蒸汽發(fā)生器問題造成的。1992年，在205座堆中報(bào)告蒸汽發(fā)生器有問題的達(dá)172座。3-4蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器傳熱管面積占一回路承壓邊界面積的80％左右，傳熱管壁一般為1mm一1．2mm。因而，傳熱管是整個(gè)一回路壓力邊界中最薄弱的部分。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也表明，傳熱管是蒸汽發(fā)生器內(nèi)的事故多發(fā)區(qū)域。二、分類：1、立式自然循環(huán)U形管蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)的工作流程：結(jié)構(gòu)：由下封頭、U形管束、汽水分離裝置及筒體組件等組成。結(jié)構(gòu)圖,,主要參數(shù)工作流程:4-5穩(wěn)壓器一、穩(wěn)壓器的功能*穩(wěn)壓器的基本功能是建立并維持一回路系統(tǒng)的壓力，避免冷卻劑在反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生容積沸騰。穩(wěn)壓器在電廠穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，將一回路壓力維持在恒定壓力下；在一回路系統(tǒng)瞬態(tài)時(shí)，將壓力變化限制在允許值以內(nèi)；在事故時(shí)，防止一回路系統(tǒng)超壓，維護(hù)一回路的完整性。此外，穩(wěn)壓器作為一回路系統(tǒng)的緩沖容器，吸收一回路系統(tǒng)水穿積的迅速變化。二、穩(wěn)壓器分類按原理和結(jié)構(gòu)形式的不同，穩(wěn)壓器分為兩類，（1）氣罐式穩(wěn)壓器：容積大，易腐蝕，淘汰（2）電加熱式穩(wěn)壓器：大都采用三、穩(wěn)壓器本體結(jié)構(gòu)（電）結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)代壓水堆核電廠普通采用電加熱式穩(wěn)壓器。這種穩(wěn)壓器是一個(gè)立式圓柱形高壓容器。其典型的幾何參數(shù)為高13m，直徑2.5m，上下端為半球形封頭，總?cè)莘e約40m2，凈重約80t。立式安裝在下部裙座上。課堂作業(yè)1、穩(wěn)壓器的功能是什么？按結(jié)構(gòu)和原理，穩(wěn)壓器分為哪兩類？目前采用的是哪種？2、蒸汽發(fā)生器的作用是什么？壓水堆核電站主要采用的蒸汽發(fā)生器有哪三種？3、反應(yīng)堆冷卻劑泵的作用是什么？對泵的主要要求是什么？核電站中有哪兩類泵？4、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的主要參數(shù)是指哪些？5、大亞灣核電廠一回路壓力和堆出口冷卻劑平均溫度為是多少？燃料元件燃料元件是產(chǎn)生核裂變并釋放熱量的部件。它的長為3851．5mm，外徑9．5mm，Zr-4合金包殼管厚o．57mm，包殼內(nèi)裝有二氧化鈾芯塊。上下兩端設(shè)有氧化鋁隔熱塊，頂部安彈簧壓緊，兩端用鐵臺金端塞封堵。并與包殼管焊接密封在一起。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的流程示意圖近代典型壓水堆核電站功率與一回路容量表59/19型蒸汽發(fā)生器主要設(shè)計(jì)參數(shù)第五章核島主要輔助系統(tǒng)主要內(nèi)容5-1化學(xué)和容積控制系統(tǒng)5-2反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)5-3余熱排出系統(tǒng)5-4設(shè)備冷卻水系統(tǒng)5-5重要廠用水系統(tǒng)5-6反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng)5-7廢物處理系統(tǒng)5-8核島通風(fēng)空調(diào)及空氣凈化5-1化學(xué)和容積控制系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功能(1)通過改變反應(yīng)堆冷卻劑的硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對堆芯進(jìn)行反應(yīng)性控制。*(2)維持穩(wěn)壓器的水位，控制一回路系統(tǒng)的水容量；*(3)對反應(yīng)堆冷卻劑的水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)控制和凈化，減少反應(yīng)堆冷卻劑對設(shè)備的腐蝕，控制反應(yīng)堆冷卻劑中裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物的含量，降低反應(yīng)堆冷卻劑的放射性水平；(4)向反應(yīng)堆冷卻劑系提供軸封水；*(5)為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)提供充水和水壓試驗(yàn)手段；(6)對于上充泵兼作高壓安注泵的化容系統(tǒng)，事故時(shí)用上充泵向堆芯注入應(yīng)急冷卻水。5-2反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)一、系統(tǒng)功能(1)為一回路系統(tǒng)提供除氣除鹽含硼水，輔助化容系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容積控制；(2)為進(jìn)行水質(zhì)的化學(xué)控制提供化學(xué)藥品添加設(shè)備；(3)為改變反應(yīng)推冷卻劑硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，向化容系統(tǒng)提供硼酸和除氣除鹽水；(4)為換料水儲(chǔ)存箱、安注系統(tǒng)的硼注入罐提供硼酸水和補(bǔ)水，為穩(wěn)壓器卸壓箱提供噴淋冷卻水，為主泵軸封蓄水管供水。二、系統(tǒng)組成*它主要由水補(bǔ)給、硼酸制備及補(bǔ)給和化學(xué)添加三個(gè)子系統(tǒng)組成。大亞灣核電廠的硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)為兩臺機(jī)組共用。5-3余熱排出系統(tǒng)余熱排出系統(tǒng)又叫做停堆冷卻系統(tǒng)。一座以一定功率水平運(yùn)行了一段時(shí)間的反應(yīng)堆，在它停閉以后，由裂變碎片和中子俘獲產(chǎn)物的哀變所產(chǎn)生的衰變功率將緩慢下降，并長時(shí)間地持續(xù)下去。因而，在《核電廠設(shè)計(jì)安全規(guī)定》明確要求，核電廠必須設(shè)置一個(gè)用來排出堆芯余熱的系統(tǒng)。該系統(tǒng)必須能以一定的速率從堆芯及一回路系統(tǒng)排出以下各項(xiàng)熱量：*(1)堆芯剩余發(fā)熱；(2)一回路及余熱排出系統(tǒng)流體和設(shè)備的顯熱(3)主泵運(yùn)行加給一回路的熱量。一、系統(tǒng)的功能：(1)在停堆后第二階段，排出堆芯和一回路熱量；(2)反應(yīng)堆在冷停期間，進(jìn)行換料或維修操作時(shí)，排出堆內(nèi)余熱，維持一回路溫度低于60℃；*(3)在電廠加熱升溫初期，控制一回路平均溫度；(4)在換料操作后，將換料水從換料水池輸送至換料水箱。5-3余熱排出系統(tǒng)二、系統(tǒng)組成：大亞灣核電廠的余熱排出系統(tǒng)流程圖。該系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的系列組成，每個(gè)系列由一臺余熱排出泵、一臺立式U形管管殼式熱交換器及相應(yīng)的管道、閥門和儀表組成。整個(gè)系統(tǒng)布置在安全殼內(nèi)。余熱排出系統(tǒng)是一個(gè)與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)并聯(lián)的低壓回路，其入口接二環(huán)路熱管段．冷卻劑經(jīng)余熱排出泵進(jìn)入熱交換器，被殼側(cè)的設(shè)備冷卻水治卻后，經(jīng)蓄壓箱注入管線進(jìn)入1、3環(huán)路冷管段。5-4設(shè)備冷卻水系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功能設(shè)備冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)封閉的冷卻水回路，也是一個(gè)把熱量從具有放射性介質(zhì)的系統(tǒng)傳輸?shù)酵饨绛h(huán)境的中間冷卻系統(tǒng)。其功能如下：(1)為核島內(nèi)需要冷卻的帶放射性的介質(zhì)設(shè)備提供冷卻。*(2)作為中間冷卻回路，通過重要廠用水系統(tǒng)將熱量傳送給海水。在核島各冷卻對象與海水之間，形成一道阻止放射性物質(zhì)進(jìn)入海水的屏障。(3)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)不僅在電廠正常運(yùn)行的各種工況用來從核島系統(tǒng)除熱，而且在事故工況下作為專設(shè)安全設(shè)施的支持系統(tǒng)，將熱量經(jīng)重要廠用水系統(tǒng)排入環(huán)境。二、系統(tǒng)組成大亞灣核電廠的設(shè)備冷卻水系統(tǒng)的示意圖對于雙機(jī)組核電廠的每一臺機(jī)組，設(shè)備冷卻水系統(tǒng)包含兩個(gè)獨(dú)立系列、一個(gè)公共環(huán)路和兩機(jī)組之間的共用部分。兩5-5重要廠用水系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功能：重要廠用水系統(tǒng)的主要作用*是冷卻設(shè)備冷卻水，將設(shè)備冷卻水系統(tǒng)傳輸給的熱量排人海水，此系統(tǒng)又稱為重要生水系統(tǒng)。是核島的最終熱阱。重要廠用水系統(tǒng)與設(shè)備冷卻水系統(tǒng)一樣。是專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，無論在電廠正常運(yùn)行還是事故工況，該系統(tǒng)都必須將設(shè)備冷卻水系統(tǒng)傳輸?shù)臒崃颗湃撕Ｋ?。二、系統(tǒng)組成：重要廠用水系統(tǒng)示意圖。其構(gòu)成與設(shè)備冷卻水泵統(tǒng)相似。系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的且實(shí)體隔離的系列組成，電氣設(shè)備可由柴油發(fā)電機(jī)供電。每個(gè)系列并聯(lián)兩臺容量各為100％的重要廠用水泵，兩臺容量各為50％的板式熱交換器。重要廠用水泵從循環(huán)水過濾系統(tǒng)汲人海水，使其通過熱交換器吸收熱量后經(jīng)循環(huán)水排水渠流入大海。重要廠用水系統(tǒng)既作為專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，又是開式循環(huán)回路。5-6反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng)反應(yīng)堆換料后，卸出的乏燃料要在乏燃料水池中存放半年以上，待燃料冷卻到一定程度，再送往后處理工廠。一、系統(tǒng)的功能(1)對乏燃料池的水進(jìn)行冷卻，帶走乏燃料的衰變熱，(2)去除反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池中的腐蝕產(chǎn)物、裂變產(chǎn)物和水中懸浮雜質(zhì)，保持水的良好的能見度和低的放射性水平；(3)向反應(yīng)堆換料水池和乏燃料水池充水和排水，使水池有足夠的水層提供良好的生物防護(hù)，保證乏燃料組件處于次臨界狀態(tài)，(4)為安全注入系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)提供足夠的含硼水；*(5)換料或停堆檢修期間，一回路處于開啟狀態(tài)時(shí)，在余熱排除系統(tǒng)不可用時(shí)，本系統(tǒng)用來冷卻堆芯。5-7廢物處理系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功能：如同一般工廠一樣，壓水維核電廠在運(yùn)行時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一些廢物。這些廢物中，有非放射性的氣體、液體和固體，也有放射性的氣體、液體和固體。顯然，對放射性廢物的處理和管理是核電廠區(qū)別于其他工廠的重要差別之一。（1）放射性廢水有可復(fù)用廢水和不可復(fù)用廢水?？蓮?fù)用廢水經(jīng)過處理分離成水和硼酸再利用，這是硼回收系統(tǒng)的任務(wù)*；不可復(fù)用廢水須按放射性水平高低、化學(xué)物含量多少分別處理，這是廢水處理系統(tǒng)和廢水排放系統(tǒng)的任務(wù)。*（2）廢氣主要分為放射性水平較高的含氫廢氣和低放射性水平的含氧廢氣，對它們分別處理。（3）固體廢物處理系統(tǒng)處理廢樹脂、放射性水蒸發(fā)濃縮液、廢濾芯和其他固體廢棄物等。5-8核島通風(fēng)空調(diào)及空氣凈化一、系統(tǒng)任務(wù)：*（1）排除和凈化工作場所的污染空氣，以減少放射性物質(zhì)對廠內(nèi)外環(huán)境的危害，保障人身安全；（2）提供溫度、濕度、潔凈度滿足設(shè)備運(yùn)行要求的環(huán)境條件，保障設(shè)備運(yùn)行安全。二、系統(tǒng)組成：包括反應(yīng)堆廠房、核燃料廠房、電氣廠房、主控制室、核輔助廠房及連接廠房的通風(fēng)空調(diào)。作業(yè)1、核島通風(fēng)空調(diào)及空氣凈化的主要任務(wù)是什么？2、硼回收系統(tǒng)的任務(wù)和廢水處理系統(tǒng)和廢水排放系統(tǒng)的任務(wù)各是什么？3、重要廠用水系統(tǒng)的主要作用是什么？4、為核島內(nèi)需要冷卻的帶放射性的介質(zhì)設(shè)備提供冷卻是哪個(gè)系統(tǒng)？5、反應(yīng)堆在冷停期間，進(jìn)行換料或維修操作時(shí)，維持一回路溫度低于多少℃？6、向反應(yīng)堆冷卻劑系提供軸封水是由哪個(gè)系統(tǒng)完成的。7、為改變反應(yīng)推冷卻劑硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，向化容系統(tǒng)提供硼酸和除氣除鹽水是由哪個(gè)系統(tǒng)完成的。硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)圖大亞灣核電廠的余熱排出系統(tǒng)流程圖大亞灣核電廠的設(shè)備冷卻水系統(tǒng)的示意圖重要廠用水系統(tǒng)示意圖第六章核電站汽輪發(fā)電機(jī)組主要內(nèi)容一、核電廠飽和蒸汽汽輪機(jī)的總體配置二、核電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)三、汽水分離再熱器四、核電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一、核電廠飽和蒸汽汽輪機(jī)的總體配置在總體配置上，飽和汽輪機(jī)組總是設(shè)計(jì)成高壓缸和一組低壓缸串級式配置，在進(jìn)入低壓缸前設(shè)置有汽水分離再熱器，有的設(shè)計(jì)在汽水分離再熱器和低壓缸之間設(shè)置中壓缸或中壓段。核汽輪機(jī)組的布配形式主要有*：圖單軸四缸四排汽口型式；單軸四缸六排汽口型式；大亞灣核電廠采用單軸五缸六排汽口型式；單軸五缸八排汽口型式。二、核電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)（一）核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)1．蒸汽參數(shù)低：（1）反應(yīng)堆冷卻劑溫度提高的潛力已很小(堆芯出口平均溫度一般不超過330℃)；二回路蒸汽一般為5MPa一7MPa的飽和汽；（2）汽耗率約比常規(guī)電廠高一倍；（3）與高參數(shù)汽輪機(jī)相比，低壓缸發(fā)出的功率較大；低壓缸的效率對整機(jī)的效率影響大。（4）排汽速度損失對效率有較大影響，這要求增大排汽流通截面以降低排汽速度。（一）核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)2、體積流量大：由于蒸汽參數(shù)低，蒸汽可用比焓降小，加之為了降低投資將單機(jī)功率取得很大，這都導(dǎo)致核汽輪機(jī)組的體積流量大，因而對核汽輪機(jī)配置和結(jié)構(gòu)有以下要求：(1)600MW一800MW以上核電機(jī)組高壓缸也做成雙流；(2)通常只設(shè)高壓缸和若干低壓缸，不設(shè)中壓缸；(3)低壓缸體積流量大，要求增加排汽口數(shù)和排汽截面以及采用更長的未級葉片。（一）核汽輪機(jī)組的一般特點(diǎn)3、核汽輪機(jī)組多數(shù)級工作在濕汽區(qū)飽和汽輪機(jī)組需采取除濕措施，以提高效率和保障安全運(yùn)行。高壓缸中的濕度是核汽輪機(jī)特有的，高壓缸內(nèi)除濕、水滴分布等問題尚需進(jìn)一步研究。4、采用汽水分離再熱由于新蒸汽是飽和汽，膨脹后即進(jìn)人濕汽區(qū)，為保證汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在蒸汽經(jīng)過高壓缸后．對高壓缸排汽進(jìn)行汽水分離再熱