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壓水堆核電廠迴路上主要設備

發布時間: 2021-03-14 22:32:56

⑴ 核電站四大主要系統

核電站由核島(主要是核蒸汽供應系統)、常規島(主要是汽輪發電機組)、消防安全保障系統以及電廠配套設施四部分組成。
核電站大體可分為兩部分:一部分是利用核能產生蒸汽的核島,包括反應堆裝置和一迴路系統;另一部分是利用蒸汽發電的常規島,包括汽輪發電機系統。核燃料在反應堆內產生的裂變能,主要以熱能的形式出現。它經過冷卻劑的載帶和轉換,最終用蒸汽或氣體驅動渦輪發電機組發電。核電廠所有帶強放射性的關鍵設備都安裝在反應堆安全殼廠房內,以便在失水事故或其他嚴重事故下限制放射性物質外溢。為了保證堆芯核燃料在任何情況下等到冷卻而免於燒毀熔化,核電廠設置有多項安全系統。
核電站除了關鍵設備——核反應堆外,還有許多與之配合的重要設備。以壓水堆核電站為例,它們是主泵,穩壓器,蒸汽發生器,安全殼,汽輪發電機和危急冷卻系統等。它們在核電站中有各自的特殊功能。
主泵
主泵(RCP)如果把反應堆中的冷卻劑比做人體血液的話,那主泵則是心臟。它的功用是在正常運行時,使冷卻劑強迫循環通過堆芯,載出堆芯熱量,然後流過蒸汽發生器傳熱管內側,將熱量傳給蒸汽發生器二次側給水;事故工況下,排出堆內衰變熱。
穩壓器
穩壓器(PRZ)又稱壓力平衡器,是用來控制反應堆系統壓力變化的設備。在正常運行時,起保持壓力的作用;在發生事故時,提供超壓保護。穩壓器里設有加熱器和噴淋系統,當反應堆里壓力過高時,噴灑冷水降壓;當堆內壓力太低時,加熱器自動通電加熱使水蒸發以增加壓力。
蒸汽發生器
蒸汽發生器(SG)它的作用是把通過反應堆的冷卻劑的熱量傳給二次迴路水,並使之變成蒸汽,再通入汽輪發電機的汽缸作功。
安全殼
安全殼(Containment)用來控制和限制放射性物質從反應堆擴散出去,以保護公眾免遭放射性物質的傷害。萬一發生罕見的反應堆
發電設備示意圖
一迴路水外逸的失水事故時,安全殼是防止裂變產物釋放到周圍的最後一道屏障。安全殼一般是內襯鋼板的預應力混凝土厚壁容器。
汽輪機
核電站用的汽輪發電機在構造上與常規火電站用的大同小異,所不同的是由於蒸汽壓力和溫度都較低,所以同等功率機組的汽輪機體積比常規火電站的大。
危急冷卻系統
為了應付核電站一迴路主管道破裂的極端失水事故(LOCA)的發生,近代核電站都設有危急冷卻系統。它是由安全注射系統和安全殼噴淋系統組成。一旦接到極端失水事故的信號後,安全注射系統向反應堆內注射高壓含硼水,噴淋系統向安全殼噴水和化學葯劑。便可緩解事故後果,限制事故蔓延。注射系統:當核電站一迴路系統的管道或設備發生破損事故後,安全注射系統用來向堆芯緊急注入高硼冷卻水,防止堆芯因失水而造成燒毀。
安全注射系統設有兩套安全注射管系。一套為安全注射箱(ACC)管系,在安全注射箱內儲有一定容積的高硼水,並用氮氣充壓,使注射箱內維持恆定的壓力。當一迴路系統一旦發生大破裂事故,其壓力低於安全注射箱的壓力時,安全注射箱內的硼水就通過止水閥自動注入一迴路系統。另一套為安全注射泵管系,當一迴路系統因發生破損事故而壓力下降至一定值時,安全注射泵就自動啟動,將換料水箱內的硼水注射至一迴路系統,換料水箱內的硼水被汲完後,安全注射泵可改汲從一迴路系統泄露至安全殼底部的地坑水,使硼水仍能連續不斷地注入一迴路系統冷卻堆芯。
在電站失去外電源情況下,安全注射泵的電源可由應急柴油發電機組自動供電。
安全殼噴淋系統
在核電站發生失水事故或二迴路主蒸汽管道破裂事故時,安全殼內充滿了帶放射性高壓蒸汽,安全殼噴淋系統將用來降低安全殼內壓力和溫度,使放射性蒸汽凝結下來。
在安全殼的上部設有相當數量的噴淋頭,當安全殼內由於發生主管道破損事故而蒸汽壓力升高時,安全殼噴淋系統的泵就自動啟動,將換料水箱內的硼水和NaOH貯箱內供除碘用的NaOH溶液一起汲入,以一定的比例混合,再由噴淋頭噴入安全殼內。當換料水箱的水被用盡後,噴淋泵可改汲安全殼內的地坑水。此時,地坑水先由設備冷卻水冷卻後再重新噴淋至安全殼內。
在核電站斷電情況下,安全噴淋泵的電源也由應急柴油發電機組自動供電。

核電站(nuclear power plant)台灣稱核電廠,是利用核裂變(Nuclear Fission)或核聚變(Nuclear Fusion)反應所釋放的的能量產生電能的發電廠。目前商業運轉中的核能發電廠都是利用核裂變反應而發電。核電站一般分為兩部分:利用原子核裂變生產蒸汽的核島(包括反應堆裝置和一迴路系統)和利用蒸汽發電的常規島(包括汽輪發電機系統),使用的燃料一般是放射性重金屬:鈾、鈈。

⑵ 核電科普:壓水堆核電站有哪幾道安全屏障

燃料用的是二氧化鈾陶瓷塊,這樣的鈾芯塊本身就起防止放射性物質外逸的作版用,即構成權了第一道安全屏障;

把這些小的鈾塊重疊在高3米,外徑9.5毫米,厚0.57毫米的鋯合金管內封閉,即成為燃料元件棒,即鈾棒。鋯合金管也能防止放射性物質逸出,故構成第二道安全屏障;

從反應堆出來的水在蒸汽發生器中溫度降低後,經一迴路的循環泵驅動,又回到壓力殼的堆芯繼續加熱,完成第一迴路的循環。一迴路和壓力殼組成第三道安全屏障。

(2)壓水堆核電廠迴路上主要設備擴展閱讀

目前全世界大約有440座核電機組在運行,其中占絕大多數(約92%)的是輕水堆(LWR),其餘為重水堆(PHWR)以及先進氣冷堆(AGR)等。輕水堆主要是壓水堆(PWR)和沸水堆(BWR)兩種類型,其中大約75%為壓水堆,我國投入運行並將建造的絕大多數核電站都是壓水堆型的。

壓水堆核電站使用輕水作為冷卻劑和慢化劑。主要由核蒸汽供應系統、汽輪發電機系統(即二迴路系統)及其他輔助系統組成。冷卻劑在堆芯吸收核燃料裂變釋放的熱能後,通過蒸汽發生器再把熱量傳遞給二迴路產生蒸汽,然後進入汽輪機做功,帶動發電機發電。

⑶ 核反應堆的二迴路系統

二迴路系統的主要功用是將蒸汽發生器產生的飽和蒸汽供汽輪發電機組做工,同時也提供蒸汽,為電站其它輔助設備使用。做完功的蒸汽在冷凝器中凝結成水,由凝結水系統將水打入蒸汽發生器。‍壓水堆核電廠常規島部分的二迴路系統由一系列設備及系統組成,它與常規火力發電廠的相應部分相似,主要是將核蒸汽供應系統產生的熱能轉變為電能以及在停機或事故情況下,保證核蒸汽供應系統的冷卻。‍

⑷ 核電站是哪些設備組成

俺在搞這個,就回答一下吧。總的來說由三部分設備組成。一個是能量發生設備,即核反應堆,一個是能量轉換設備,即蒸汽發生器,如同常規電廠的鍋爐,第三就是發電機了。

⑸ 壓水堆核電站的一迴路有哪些輔助系統各有什麼功能

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⑹ 核電站都有哪些設備

核電站來的系統組成主自要有兩大部分,第一部分是「核島」,也就是核的組成系統與設備,它是整個核電站的核心部分;第二部分是一些常規的系統、設備,通俗的叫法叫做「常規島」,它包括汽輪發電機組、給水泵和一些管道閥門,其次還有蒸汽發生器的二次側以及凝汽器。其他的就是一些配套設備比如說核電站的配套設施、安全防護設備等。

⑺ 壓水堆核電站蒸汽發生器

蒸汽發生器是產生汽輪機所需蒸汽的換熱設備,在核反應堆中,核內裂變產生的熱量由容冷卻劑帶出,通過蒸汽發生器將熱量傳遞給二迴路工質,使其產生具有一定溫度、一定壓力和一定干度的蒸汽。此蒸汽再進入汽輪機中做功,轉換為電能或機械能。在這個能量轉換過程中,蒸汽發生器既是一迴路的設備,又是二迴路的設備,所以被稱為一、二迴路的樞紐。

⑻ 壓水堆核電廠一迴路主要產物

一迴路主要是冷卻劑吸收堆芯產生的熱量,在蒸汽發生器將熱量交換給二迴路產生飽和蒸汽。說產物的話就是高溫高放射性的一迴路冷卻劑。二迴路的飽和蒸汽應該也能算是一迴路的產物吧。

⑼ 壓水堆是目前全世界核電站普遍採用的堆型,具體介紹一下壓水堆核電廠

壓水堆最初是美國為核潛艇設計的一種熱堆堆型,用輕水作慢化劑和冷卻劑。四十多年來,這種堆型得到了很大的發展,經過一系列的重大改進,已經成為技術上最成熟的一種堆型。當前,壓水堆核電廠在核能領域中佔有獨特的統治地位,而且這種狀況可能還要維持幾十年。圖1-3給出了壓水堆核電廠示意圖。

壓水堆核電廠用的輕水有一個明顯的缺點,就是沸點低。要使熱力系統有較高的熱能轉換效率,根據熱力學原理,核反應堆應有高的堆芯出口溫度參數。而要獲得高的溫度參數,就必須增加冷卻劑的系統壓力使其處於液相狀態。所以壓水堆是一種使冷卻劑處於高壓狀態的輕水堆。

壓水堆核電廠的主要特點如下:

第一,結構緊湊,堆芯的功率密度大。因此,在體積相同的情況下,熱堆中壓水堆的功率最大。

第二,基於上述特點,再加上輕水的價格便宜,導致壓水堆的基建費用低和建設周期短。

第三,必須採用有一定富集度的核燃料。

第四,反應堆堆芯置於承壓的壓力容器內,高壓導致壓力容器的製作難度和製作費用的提高。

第五,熱效率低。

反應堆冷卻劑系統由反應堆和若干並聯的傳熱環路組成,每條環路包括一台蒸汽發生器、有關的反應堆冷卻劑泵(以下簡稱「主泵」)、管路和閥門以及控制和保護用的儀表。此外,反應堆冷卻劑系統中還包括一台穩壓器、一個穩壓器卸壓箱和若干貫穿件。

冷卻劑流經的迴路稱為一迴路(詳見圖1-3深紅色部分)。一迴路包含的關鍵設備有壓力容器、蒸汽發生器、主泵、穩壓器以及有關閥門等,全部安置在安全殼內(詳見圖1-3淺藍色部分)。高強度的壓力容器、一迴路管道、蒸汽發生器一次側和閥門等構成了一迴路壓力邊界。

冷卻劑在壓力容器內經過反應堆堆芯,將裂變產生的能量帶出壓力容器,送入蒸汽發生器,使蒸汽發生器中二迴路(詳見圖1-3黃色和深藍色部分)的水變成蒸汽。蒸汽再進入汽輪發電機的汽缸做功。冷卻劑從蒸汽發生器的管內流過後,經過主泵又回到堆芯。

壓水堆核電廠冷卻劑的入口溫度一般在290℃左右,出口溫度330℃左右,堆內壓力15.5兆帕。以大亞灣核電廠為例,一台電功率984兆瓦的壓水堆核電機組,其壓力容器內徑為3.99米,壁厚0.2米,重330噸,高13米以上。

主泵的功用是確保冷卻劑在一迴路中的循環,以保證鏈式裂變反應產生的熱量被及時載帶出來。

穩壓器又稱壓力平衡器,是用來控制反應堆系統壓力變化的設備。在正常運行時,起保持壓力的作用;在發生事故時,提供超壓保護。穩壓器里設有加熱器和噴淋系統,當反應堆內壓力過高時,噴灑冷水降壓;當堆內壓力太低時,加熱器自動加熱使水蒸發以增加壓力。

蒸汽發生器內有很多傳熱管,一迴路和二迴路通過蒸汽發生器傳遞熱量。一迴路的水流過蒸汽發生器傳熱管內時,將攜帶的熱量傳輸給傳熱管外流動的二迴路的水,從而使二迴路的水變成280℃左右、6~7兆帕的高溫蒸汽。也就是說,在蒸汽發生器里,一迴路與二迴路的水在互不交混的情況下,通過管壁發生了熱交換。蒸汽發生器是分隔一迴路和二迴路的關鍵設備。近代壓水堆核電廠中,帶汽水分離器的飽和蒸汽發生器應用較廣。一台百萬千瓦級的三環路壓水堆核電機組,擁有3台蒸汽發生器,每台蒸汽發生器總高度為19~22米,總重量可達300~400噸,生產的蒸汽可供發出260~340兆瓦的電功率。

安全殼用來控制和限制放射性物質從反應堆擴散出去,以保護公眾免遭放射性物質的傷害。萬一發生反應堆一迴路水外逸的失水事故,安全殼是防止裂變產物釋放到環境的最後一道屏障。安全殼一般是內襯鋼板的預應力混凝土厚壁容器,其內徑達40米,內高達60~70米。安全殼內的核反應堆及與反應堆有關的各個系統統稱為核島。

汽輪發電機組及其配套設施和它們所在的廠房統稱為常規島。核電廠用的汽輪發電機在構造上與常規火電廠用的大同小異,所不同的是採用飽和蒸汽做功,蒸汽壓力和溫度都較低,所以同等功率機組的汽輪機體積比常規火電廠的大。冷凝器是二迴路和三迴路之間的熱交換器。冷卻冷凝器的水在三迴路中流動(詳見圖1-3綠色部分)。三迴路是一個開式迴路,可將汽輪機排出的難以利用的低品質熱量帶入最終熱阱——江、河、湖、海或大氣。三迴路的用水量較火電廠冷卻水用量大,以大亞灣核電廠為例,一台電功率984兆瓦的壓水堆核電機組,三迴路每小時需要超過40萬噸冷卻水。

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