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压水堆核电站设备分级

发布时间: 2021-01-07 12:07:58

Ⅰ 压水堆核电站和沸水堆核电站的具体区别

沸水堆与压水堆共同点
沸水堆和压水堆都是属于轻水堆,两者都使用低浓铀燃料,采用轻水作为冷却剂和慢化剂,沸水堆系统比压水堆简单,特别是省去了蒸汽发生器;燃料都是以组件的形式在堆芯排布,组件由栅格排布的燃料栅元组成,燃料栅元由燃料芯块、包壳构成;燃料放置于压力容器当中,外面有安全壳,具备包壳、压力边界、安全壳三重防泄露屏障;沸水堆和压水堆的发电部分功能也都一样。
沸水堆与压水堆的主要区别
沸水堆采用一个回路,压水堆有两个回路;沸水堆由于堆芯顶部要安装汽水分离器等设备,故控制棒需从堆芯底部向上插入,控制棒为十字形控制棒,压水堆为棒束型控制棒,从堆芯顶部进入堆芯;沸水堆具有较低的运行压力(约为70个大气压),冷却水在堆内以汽液形式存在,压水堆一回路压力通常达150个大气压,冷却水不产生沸腾。
压水堆相对沸水堆的优势

沸水堆控制棒从堆芯底部引入,因此发生“在某些事故时控制棒应插入堆芯而因机构故障未能插入”的可能性比压水堆大,即在停堆过程中一旦丧失动力,就会停在中间某处,最终可能导致临界事故发生;而压水堆的控制棒组件安装在堆芯上部,如果出现机械或者电气故障,控制棒可以依靠重力落下,一插到底,阻断链式反应。另外,对于控制棒向上引入的反应堆,其堆芯上部的功率高于底部,当反应堆丧失冷却后,会导致产生热量大的地方带走热量少,上部的燃料发生熔毁的概率增加。
沸水堆遇紧急情况停堆,冷却动力丧失时,燃料温度增加,冷却水逐渐气化,回路压力增加,必须进行释压处理,则会导致带有放射性的气体进入大气,同时还需要起用备用电源进行主动地注水冷却;压水堆冷却动力丧失时,可以用应急水泵对蒸汽发生器进行喷淋,并调节稳压器压力,保证一回路不出现局部沸腾,依靠一二回路的温差实现自然循环,让堆芯慢慢退热。新的三代压水堆在设计上拥有非能动性或称自主能动性安全冷却体系,拥有类似水塔性质的蓄水,至于安全壳上层,可以依靠重力完成注入冷却水实现冷却;另外堆芯有排气管道开放外界,压力可以得到控制。而福岛为被动能动型冷却体系,所以堆芯温度在停堆后要依靠柴油发电机发电启动,在柴油发电机无法启动的情况下,导致温度失控。
水堆与压水堆不同之处在于沸水堆没有蒸汽发生器,一回路水通过堆芯加热变成约285℃的蒸汽并直接引入汽轮机,因此常规岛布置有一回路的冷却剂管道,管道失效可能引起冷却剂泄漏。压水堆的一回路和蒸汽系统通过蒸汽发生器分隔开,而且蒸汽发生器安置在安全壳内,只要蒸汽发生器完整,放射性物质不会释放到环境中,即使蒸汽发生器故障破损,利用安全壳贯穿件关闭,放射性物质也不会释放到环境中。

沸水堆压力远低于压水堆压力,因此在系统设备、管道、泵、阀门等的耐高压方面的要求低于压水堆。压水堆由于压力高,且多了蒸汽发生器、稳压器等设备,技术性能要求及造价都要高许多。但正是由于压水堆一、二回路将放射性冷却剂分开,因此安全性高于沸水堆。

Ⅱ 核电站都有哪些设备

核电站来的系统组成主自要有两大部分,第一部分是“核岛”,也就是核的组成系统与设备,它是整个核电站的核心部分;第二部分是一些常规的系统、设备,通俗的叫法叫做“常规岛”,它包括汽轮发电机组、给水泵和一些管道阀门,其次还有蒸汽发生器的二次侧以及凝汽器。其他的就是一些配套设备比如说核电站的配套设施、安全防护设备等。

Ⅲ 压水堆核电站的核岛部分

有几个大件,反应堆、一回路管道、稳压器、蒸汽发生器、还有一些安注相关的设内备等待容,我以上说的是所有压水堆都有的,具体的话,AP1000,EPR,M310等等,会因为堆型不一样而有所区别。
希望我的回答对你有所帮助哦~

Ⅳ 压水堆核电站有哪几道安全屏障

以压水堆为热源的核电站.它主要由核岛和常规岛组成.压水堆核电站核岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯.在核岛中的系统设备主要有压水堆本体,一回路系统,以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统.常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统,其形式与常规火电厂类似.
上世纪八十年代设计和建造的压水堆核电站吸取了前苏联切尔诺贝利和美国三里岛事故的经验教训,在核燃料和环境外部空气之间共设置了四道屏障.
第一道屏障:
燃料芯块.放在氧化铀陶瓷芯块中,使绝大部分裂变产物和气体产物保存在芯块内.
第二道屏障:
燃料包壳.燃料芯块密封在锆合金制造的包壳中,构成核燃料芯棒,锆合金具有足够的强度且在正常运行温度下不与水发生反应.
第三道屏障:
压力容器和管道构成反应堆冷却剂系统.将核燃料芯棒封闭在厚度20cm以上的钢质耐高压系统中,避免放射性物质泄漏到反应堆厂房内.
第四道屏障:
反应堆安全壳.用预应力钢筋混凝土构筑而成,壁厚近100cm,内表面加有钢衬,抗御来自内部或外界的飞出物,防止放射性物质进入环境.
同时,核电厂还配置了外设安全系统,包括:隔离系统.
用来将反应堆厂房隔离开来,主要有自动关闭穿过厂房的各条运行管道的阀门,收集厂房内泄漏物质,将其过滤后再排出厂外.
注水系统.
在反应堆可能失水时,向堆芯注水,以冷却燃料组件,避免包壳破裂,注入水中含有硼,用以制止核链式反应.注水系统使用压力氮气,在无电源和无人操作情况下可自动注水.
安全壳通风和喷淋系统.
用来冷却厂房以降低厂房的压力.在厂房压力上升时先启动空气冷却(风机换热器)的事故冷却器;再进一步,可以启动厂房喷淋系统,将冷水或含硼水喷入厂房,以降热和降压.
以上所有安全保护系统均采用独立设备和冗余布置,均备有事故电源,安全系统可以抗地震和在有蒸汽及放射性物质的恶劣环境中运行.

Ⅳ 压水堆是目前全世界核电站普遍采用的堆型,具体介绍一下压水堆核电厂

压水堆最初是美国为核潜艇设计的一种热堆堆型,用轻水作慢化剂和冷却剂。四十多年来,这种堆型得到了很大的发展,经过一系列的重大改进,已经成为技术上最成熟的一种堆型。当前,压水堆核电厂在核能领域中占有独特的统治地位,而且这种状况可能还要维持几十年。图1-3给出了压水堆核电厂示意图。

压水堆核电厂用的轻水有一个明显的缺点,就是沸点低。要使热力系统有较高的热能转换效率,根据热力学原理,核反应堆应有高的堆芯出口温度参数。而要获得高的温度参数,就必须增加冷却剂的系统压力使其处于液相状态。所以压水堆是一种使冷却剂处于高压状态的轻水堆。

压水堆核电厂的主要特点如下:

第一,结构紧凑,堆芯的功率密度大。因此,在体积相同的情况下,热堆中压水堆的功率最大。

第二,基于上述特点,再加上轻水的价格便宜,导致压水堆的基建费用低和建设周期短。

第三,必须采用有一定富集度的核燃料。

第四,反应堆堆芯置于承压的压力容器内,高压导致压力容器的制作难度和制作费用的提高。

第五,热效率低。

反应堆冷却剂系统由反应堆和若干并联的传热环路组成,每条环路包括一台蒸汽发生器、有关的反应堆冷却剂泵(以下简称“主泵”)、管路和阀门以及控制和保护用的仪表。此外,反应堆冷却剂系统中还包括一台稳压器、一个稳压器卸压箱和若干贯穿件。

冷却剂流经的回路称为一回路(详见图1-3深红色部分)。一回路包含的关键设备有压力容器、蒸汽发生器、主泵、稳压器以及有关阀门等,全部安置在安全壳内(详见图1-3浅蓝色部分)。高强度的压力容器、一回路管道、蒸汽发生器一次侧和阀门等构成了一回路压力边界。

冷却剂在压力容器内经过反应堆堆芯,将裂变产生的能量带出压力容器,送入蒸汽发生器,使蒸汽发生器中二回路(详见图1-3黄色和深蓝色部分)的水变成蒸汽。蒸汽再进入汽轮发电机的汽缸做功。冷却剂从蒸汽发生器的管内流过后,经过主泵又回到堆芯。

压水堆核电厂冷却剂的入口温度一般在290℃左右,出口温度330℃左右,堆内压力15.5兆帕。以大亚湾核电厂为例,一台电功率984兆瓦的压水堆核电机组,其压力容器内径为3.99米,壁厚0.2米,重330吨,高13米以上。

主泵的功用是确保冷却剂在一回路中的循环,以保证链式裂变反应产生的热量被及时载带出来。

稳压器又称压力平衡器,是用来控制反应堆系统压力变化的设备。在正常运行时,起保持压力的作用;在发生事故时,提供超压保护。稳压器里设有加热器和喷淋系统,当反应堆内压力过高时,喷洒冷水降压;当堆内压力太低时,加热器自动加热使水蒸发以增加压力。

蒸汽发生器内有很多传热管,一回路和二回路通过蒸汽发生器传递热量。一回路的水流过蒸汽发生器传热管内时,将携带的热量传输给传热管外流动的二回路的水,从而使二回路的水变成280℃左右、6~7兆帕的高温蒸汽。也就是说,在蒸汽发生器里,一回路与二回路的水在互不交混的情况下,通过管壁发生了热交换。蒸汽发生器是分隔一回路和二回路的关键设备。近代压水堆核电厂中,带汽水分离器的饱和蒸汽发生器应用较广。一台百万千瓦级的三环路压水堆核电机组,拥有3台蒸汽发生器,每台蒸汽发生器总高度为19~22米,总重量可达300~400吨,生产的蒸汽可供发出260~340兆瓦的电功率。

安全壳用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去,以保护公众免遭放射性物质的伤害。万一发生反应堆一回路水外逸的失水事故,安全壳是防止裂变产物释放到环境的最后一道屏障。安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器,其内径达40米,内高达60~70米。安全壳内的核反应堆及与反应堆有关的各个系统统称为核岛。

汽轮发电机组及其配套设施和它们所在的厂房统称为常规岛。核电厂用的汽轮发电机在构造上与常规火电厂用的大同小异,所不同的是采用饱和蒸汽做功,蒸汽压力和温度都较低,所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电厂的大。冷凝器是二回路和三回路之间的热交换器。冷却冷凝器的水在三回路中流动(详见图1-3绿色部分)。三回路是一个开式回路,可将汽轮机排出的难以利用的低品质热量带入最终热阱——江、河、湖、海或大气。三回路的用水量较火电厂冷却水用量大,以大亚湾核电厂为例,一台电功率984兆瓦的压水堆核电机组,三回路每小时需要超过40万吨冷却水。

Ⅵ 核电科普:压水堆核电站有哪几道安全屏障

燃料用的是二氧化铀陶瓷块,这样的铀芯块本身就起防止放射性物质外逸的作版用,即构成权了第一道安全屏障;

把这些小的铀块重叠在高3米,外径9.5毫米,厚0.57毫米的锆合金管内封闭,即成为燃料元件棒,即铀棒。锆合金管也能防止放射性物质逸出,故构成第二道安全屏障;

从反应堆出来的水在蒸汽发生器中温度降低后,经一回路的循环泵驱动,又回到压力壳的堆芯继续加热,完成第一回路的循环。一回路和压力壳组成第三道安全屏障。

(6)压水堆核电站设备分级扩展阅读

目前全世界大约有440座核电机组在运行,其中占绝大多数(约92%)的是轻水堆(LWR),其余为重水堆(PHWR)以及先进气冷堆(AGR)等。轻水堆主要是压水堆(PWR)和沸水堆(BWR)两种类型,其中大约75%为压水堆,我国投入运行并将建造的绝大多数核电站都是压水堆型的。

压水堆核电站使用轻水作为冷却剂和慢化剂。主要由核蒸汽供应系统、汽轮发电机系统(即二回路系统)及其他辅助系统组成。冷却剂在堆芯吸收核燃料裂变释放的热能后,通过蒸汽发生器再把热量传递给二回路产生蒸汽,然后进入汽轮机做功,带动发电机发电。

Ⅶ 压水堆核电站的工作原理是什么

压水堆核电站
压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开,它是一个密闭的循环系统。该核电站的原理流程为:主泵将高压冷却剂送入反应堆,一般冷却剂保持在120~160个大气压。在高压情况下,冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆,并进入蒸汽发生器,通过数以千计的传热管,把热量传给管外的二回路水,使水沸腾产生蒸汽;冷却剂流经蒸汽发生器后,再由主泵送入反应堆,这样来回循环,不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽,推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水,再由凝结给水泵送入加热器,重新加热后送回蒸汽发生器。这就是二回路循环系统。
压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。压力容器是一个密封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳,所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀,用来推动汽轮机转动的高温高压蒸汽就在这里产生的。在容器的顶部设置有控制棒驱动机构,用以驱动控制棒在堆芯内上下移动。
堆芯是反应堆的心脏,装在压力容器中间。它是燃料组件构成的。正如锅炉烧的煤块一样,燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由二氧化铀烧结而成的,含有2~4%的铀-235,呈小圆柱形,直径为9.3毫米。把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中,成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。把
200多根燃料棒按正方形排列,用定位格架固定,组成燃料组件。每个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样,一座压水堆所需燃料棒几万根,二氧化铀芯块1千多万块堆芯。此外,这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水(冷却剂)。控制棒用银铟镉材料制成,外面套有不锈钢包壳,可以吸收反应堆中的中子,它的粗细与燃料棒差不多。把多根控制棒组成棒束型,用来控制反应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障,立即把足够多的控制棒插入堆芯,在很短时间内反应堆就会停止工作,这就保证了反应堆运行的安全。
以下内容来自:《教学参考资料》初中物理第二册
压水堆是目前比较广泛采用的核反应堆。其特征是水在堆芯内不沸腾,因此水必须保持在高压状态。图9-10是压水堆核电站的流程示意图。燃料用的是二氧化铀陶瓷块,这样的铀芯块本身就起防止放射性物质外逸的作用,即构成了第一道安全屏障。把这些小的铀块重叠在高3米,外径9.5毫米,厚0.57毫米的锆合金管内封闭,即成为燃料元件棒,即铀棒。锆合金管也能防止放射性物质逸出,故构成第二道安全屏障。每200多根铀棒,排列成横17排,纵17排的燃料元件。如果堆内有100多个这样的燃料元件,即可成为90万千瓦的压水堆核电站。整个堆芯放在内径为4米,高为13米,厚为0.2米的压力壳内。壳内压强为155个大气压。可把水加热到330℃以上。温度升高了的水进入蒸汽发生器内,器内有很多细管,细管中的水接收热量变成蒸汽进入蒸汽轮机发电。

Ⅷ 压水堆核电站的工作流程

堆芯裂变发热,热量被从堆芯流过的15Mpa,300度左右的高压水回带走。当高压水流过蒸汽发生器的时候把答热量传递给管子另一侧的二回路水。自己被冷却后进入主泵,再被主泵打回堆芯。
二回路水在蒸汽发生器里由高压水(几MPa)变成高压高温蒸汽(几MPa,不到300度),蒸汽通过汽轮机做功,带动发电机发电。做完功后的蒸汽(也就是乏汽)在冷凝器内被海水冷却到约40度的常压水。然后经过除氧器、给水泵后变成高压水回到蒸发器。

Ⅸ 压水堆核电站有哪几道安全屏障

1、二氧化铀陶瓷块这样的铀芯块本身就起防止放射性物质外逸的作用,即内构成了第一道安全屏障容。

2、把这些小的铀块重叠在高3米,外径9.5毫米,厚0.57毫米的锆合金管内封闭,即成为燃料元件棒,即铀棒。锆合金管也能防止放射性物质逸出,故构成第二道安全屏障。

3、从反应堆出来的水在蒸汽发生器中温度降低后,经一回路的循环泵驱动,又回到压力壳的堆芯继续加热,完成第一回路的循环。一回路和压力壳组成第三道安全屏障。

(9)压水堆核电站设备分级扩展阅读

压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。压力容器是一个密封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳,所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀,用来推动汽轮机转动的高温高压蒸汽就在这里产生的。在容器的顶部设置有控制棒驱动机构,用以驱动控制棒在堆芯内上下移动。

压水堆核电厂因其功率密度高、结构紧凑、安全易控、技术成熟、造价和发电成本相对较低等特点,成为目前国际上最广泛采用的商用核电堆型,占轻水堆核电机组总数的3/4。我国核电站以及潜艇基本都采用了先进的压水堆核电机组,安全性比福岛高很多。

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