压水堆核电厂的工作原理

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核电知识
压水堆核电厂的工作原理
压水堆是用高温高压水作慢化剂和冷却剂的反应堆。

１５兆帕左右（即１５０大气压
左右）高压的一回路水在反应堆内被核能加热，温度升高到３２５℃左右。

它在蒸汽发生器内将二回路水加热，生成６～７兆帕、２７５～２９０℃的蒸汽，推动汽轮发电机组发电。

核电厂与火电厂的主要区别是核电厂用反应堆替代了火电厂的锅炉。

压水堆的结构
压水堆由堆芯、堆内构件、压力容器和控制棒及驱动机构组成（如图所示）。

把二氧化铀烧结成小圆柱形芯块，装入直径约１０毫米的锆合金管中，组成燃料元件（燃料棒）。

再将许多燃料元件按一定格式排列，用定位件组装在一起，成为燃料组件。

运行时部分组件内插有控制棒束。

许多燃料组件按一定规律组合在一起，构成堆芯，它是压水堆内产生热能的核心。

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编者按：当前能源需求快速增长，环境污染日趋严重，为了解决这些问题，世界各国越来越把目光投向核电。

在我国正面临着核电建设
快速发展的大好形势，为了向公众广泛宣传核电是安全、可靠、清洁的新能源，本刊将连续刊载核电科普知识，以飨读者。

压水堆核电厂简要流程图
压水堆核的整体结构图
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压水堆的主要物理热工特性
压水堆用普通水作为慢化剂和冷却剂，用镉－铟－银和硼酸作为控制材料。

以１００万千瓦的核电厂为例，它具有下列主要特性：
（１）堆芯高约３．６米，直径约３米，在这么小的体积内要发出约３００万千瓦热功率，其平均体积比功率高达约
１１０千瓦每升。

停堆后，由于裂变产物
的β和γ衰变以及缓发中子的作用，还要发出“余热”，几小时后还有１％额定功率（约３万千瓦），其能量十分可观！因此必须确保冷却剂流动不能中断，更不能失水！
（２）一回路压力如果降低，高温水可能汽化，使燃料元件冷却恶化。

因此装有稳压器，保持压力稳定。

（３）考虑到运行过程中不可避免的各种扰动，在
任何运行状态下都具有“负反馈”特性，即当温度升高时能自动把功率降下来，从而使温度不再继续升高，就像不倒翁一样。

核电厂不会发生核爆炸
原子弹由富集度９０％以上的铀－２３５或钚－２３９和复杂精密的引爆装置构成。

引爆装置使烈性炸药爆炸，将易裂变物质铀－２３５或钚－２３９迅猛压紧，使它超临界，瞬时形成剧烈的不受控制的链式裂变反应，巨大的能量在瞬间释放出来，发生核爆炸。

压水堆内铀－２３５的富集度只有３％～５％，且分散布置，在任何情况下都不可能紧聚在一起发生核爆炸，而且反应堆还有多重安全保护系统，
确保它不会失控。

中国核电
ＣＨＩＮＡＮＵＣＬＥＡＲＰＯＷＥＲ
第１卷第２期２００８年５月
核电知识。