核电站的工作结构及其工作与原理PPT精选文档
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• 汽轮机 核电站用的汽轮发电机在构造 上与常规火电站用的大同小异，所不同 的是由于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 站的大。
• 危急冷却系统 为了应付核电站一回路 主管道破裂的极端失水事故的发生，近 代核电站都设有危急冷却系统。它是由 注射系统和安全壳喷淋系统组成。一旦 接到极端失水事故的信号后，安全注射 系统向反应堆内注射高压含硼水，喷淋 系统向安全壳喷水和化学药剂。便可缓 解事故后果，限制事故蔓延。
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链式反应示意图
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一.核电站的工作原理
• 目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反 应而发电。
• 核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产 蒸汽的核岛（包括反应堆装置和一回路系统）和 利用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统） 。核电站使用的燃料一般是放射性重金属：铀、 钚。
• 现在使用最普遍的民用核电站大都是压水反应 堆核电站，它的工作原理是：用铀制成的核燃料 在反应堆内进行裂变并释放出大量热能；高压下 的循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成 蒸汽，推动发电机旋转，从而产生电能。
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核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统 组成。
反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放 出的热能，由一回路系统的冷却剂带出，用 以产生蒸汽。因此，整个一回路系统被称为 “核供汽系统”，它相当于火电厂的锅炉系 统。为了确保安全，整个一回路系统装在一 个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，无论 在正常运行或发生事故时都不会影响安全。 由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路 系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同 。
• 蒸汽发生器 它的作用是把通过反应堆 的冷却剂的热量传给二次回路水，并使 之变成蒸汽，再通入汽轮发电机的汽缸 作功。
• 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。万一发生罕见的反应堆 一回路水外逸的失水事故时，安全壳是 防止裂变产物释放到周围的最后一道屏 障。安全壳一般是内衬钢板的预应力混 凝土厚壁容器。
核电站的工作结构及 其工作与原理
机制115 羿昌斌
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原子弹和氢弹爆炸式壮观的景像
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原子和核能
核能是原子核粒子重新组合和排列时所 产生的能量,又称原子能。核能实质上是 一种质量和能量转...核能的主要特点是： ①能量高度集中。1t铀-235全部裂变产 生的能量约等于240万t标准煤燃烧时放 出能量能量。
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反应堆示意图
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热堆的概念
• 中子打入铀－235的原于核以后，原子核就变得不稳定， 会分裂成两个较小质量的新原子核，这是核的裂变反应， 放出的能量叫裂变能；产生巨大能量的同时，还会放出2 ～3个中子和其它射线。 这些中子再打入别的铀－235 核，引起新的核裂变，新的裂变又产生新的中子和裂变能 ，如此不断持续下去，就形成了链式反应。 利用原子核 反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后， 再引起新的核裂变，由于中子的运动速度与分子的热运动 达到平衡状态，这种中子被称为热中子。堆内主要由热中 子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆（简称热堆）。 热中子反应堆，它是用慢化剂把快中子速度降低.
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发电堆的种类
• 自从核电站问世以来，在工业上成熟的发 电堆主要有以下三种：轻水堆、重水堆和 石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同 的核电站中，形成了现代核发电的主体。 目前，热中子堆中的大多数是用轻水慢化 和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水 堆和沸水堆。 `
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沸水堆核电站
• 沸水堆核电站工作流程是：冷却剂（水）从堆芯下部流进，在 沿堆芯上升的过程中，从燃料棒那里得到了热量，使冷却剂变 成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分 离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。 沸水堆是由压力容器 及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽 水分离器在堆芯的上部，它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止 水进入汽轮机，造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃 料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。 沸水 堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力（约为70个 大气压）下，水通过堆芯变成约285℃的蒸汽，并直接被引入 汽轮机。所以，沸水堆只有一个回路，省去了容易发生泄漏的 蒸汽发生器，因而显得很简单。 总之，轻水堆核电站的最大 优点是结构和运行都比较简单，尺寸较小，造价也低廉，燃料 也比较经济，具有良好的安全性、可靠性与经济性。它的缺点 是必须使用低浓铀，目前采用轻水堆的国家，在核燃料供应上 大多依赖美国和独联体。此外，轻水堆对天然铀的利用率低。 如果系列地发展轻水堆要比系列地发展重水堆多用天然铀50% 以上。 从维修来看，压水堆因为一回路和蒸汽系统分开，汽 轮机未受放射性的沾污，所以，容易维修。而沸水堆是堆内产 生的蒸汽直接进入汽轮机，这样，汽轮机会受到放射性的沾1污4 ，所以在这方面的设计与维修都比压水堆要麻烦一些。
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核电站的工作设备
• 主泵 如果把反应堆中的冷却剂比做人 体血液的话，那主泵则Βιβλιοθήκη Baidu心脏。它的功 用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽 发生器，以保证裂变反应产生的热量及 时传递出来。
• 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，当反应堆里压力过高时 ，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时， 加热器自动通电加热使水蒸发以增加压 力。
重水堆按其结构型式可分为压力壳式和压力管式两 种。压力壳式的冷却剂只用重水，它的内部结构材料比 压力管式少，但中子经济性好，生成新燃料钚－239的 净产量比较高。这种堆一般用天然铀作燃料，结构类似 压水堆，但因栅格节距大，压力壳比同样功率的压水堆 要大得多，因此单堆功率最大只能做到30万千瓦。 因 为管式重水堆的冷却剂不受限制，可用重水、轻水、气 体或有机化合物。它的尺寸也不受限制，虽然压力管带 来了伴生吸收中子损失，但由于堆芯大，可使中子的泄 漏损失减小。此外，这种堆便于实行不停堆装卸和连续 换料，可省去补偿燃耗的控制棒。 压力管式重水堆主
• 危急冷却系统 为了应付核电站一回路 主管道破裂的极端失水事故的发生，近 代核电站都设有危急冷却系统。它是由 注射系统和安全壳喷淋系统组成。一旦 接到极端失水事故的信号后，安全注射 系统向反应堆内注射高压含硼水，喷淋 系统向安全壳喷水和化学药剂。便可缓 解事故后果，限制事故蔓延。
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链式反应示意图
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一.核电站的工作原理
• 目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反 应而发电。
• 核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产 蒸汽的核岛（包括反应堆装置和一回路系统）和 利用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统） 。核电站使用的燃料一般是放射性重金属：铀、 钚。
• 现在使用最普遍的民用核电站大都是压水反应 堆核电站，它的工作原理是：用铀制成的核燃料 在反应堆内进行裂变并释放出大量热能；高压下 的循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成 蒸汽，推动发电机旋转，从而产生电能。
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核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统 组成。
反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放 出的热能，由一回路系统的冷却剂带出，用 以产生蒸汽。因此，整个一回路系统被称为 “核供汽系统”，它相当于火电厂的锅炉系 统。为了确保安全，整个一回路系统装在一 个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，无论 在正常运行或发生事故时都不会影响安全。 由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路 系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同 。
• 蒸汽发生器 它的作用是把通过反应堆 的冷却剂的热量传给二次回路水，并使 之变成蒸汽，再通入汽轮发电机的汽缸 作功。
• 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。万一发生罕见的反应堆 一回路水外逸的失水事故时，安全壳是 防止裂变产物释放到周围的最后一道屏 障。安全壳一般是内衬钢板的预应力混 凝土厚壁容器。
核电站的工作结构及 其工作与原理
机制115 羿昌斌
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原子弹和氢弹爆炸式壮观的景像
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原子和核能
核能是原子核粒子重新组合和排列时所 产生的能量,又称原子能。核能实质上是 一种质量和能量转...核能的主要特点是： ①能量高度集中。1t铀-235全部裂变产 生的能量约等于240万t标准煤燃烧时放 出能量能量。
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反应堆示意图
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热堆的概念
• 中子打入铀－235的原于核以后，原子核就变得不稳定， 会分裂成两个较小质量的新原子核，这是核的裂变反应， 放出的能量叫裂变能；产生巨大能量的同时，还会放出2 ～3个中子和其它射线。 这些中子再打入别的铀－235 核，引起新的核裂变，新的裂变又产生新的中子和裂变能 ，如此不断持续下去，就形成了链式反应。 利用原子核 反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后， 再引起新的核裂变，由于中子的运动速度与分子的热运动 达到平衡状态，这种中子被称为热中子。堆内主要由热中 子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆（简称热堆）。 热中子反应堆，它是用慢化剂把快中子速度降低.
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发电堆的种类
• 自从核电站问世以来，在工业上成熟的发 电堆主要有以下三种：轻水堆、重水堆和 石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同 的核电站中，形成了现代核发电的主体。 目前，热中子堆中的大多数是用轻水慢化 和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水 堆和沸水堆。 `
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沸水堆核电站
• 沸水堆核电站工作流程是：冷却剂（水）从堆芯下部流进，在 沿堆芯上升的过程中，从燃料棒那里得到了热量，使冷却剂变 成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分 离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。 沸水堆是由压力容器 及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽 水分离器在堆芯的上部，它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止 水进入汽轮机，造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃 料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。 沸水 堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力（约为70个 大气压）下，水通过堆芯变成约285℃的蒸汽，并直接被引入 汽轮机。所以，沸水堆只有一个回路，省去了容易发生泄漏的 蒸汽发生器，因而显得很简单。 总之，轻水堆核电站的最大 优点是结构和运行都比较简单，尺寸较小，造价也低廉，燃料 也比较经济，具有良好的安全性、可靠性与经济性。它的缺点 是必须使用低浓铀，目前采用轻水堆的国家，在核燃料供应上 大多依赖美国和独联体。此外，轻水堆对天然铀的利用率低。 如果系列地发展轻水堆要比系列地发展重水堆多用天然铀50% 以上。 从维修来看，压水堆因为一回路和蒸汽系统分开，汽 轮机未受放射性的沾污，所以，容易维修。而沸水堆是堆内产 生的蒸汽直接进入汽轮机，这样，汽轮机会受到放射性的沾1污4 ，所以在这方面的设计与维修都比压水堆要麻烦一些。
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核电站的工作设备
• 主泵 如果把反应堆中的冷却剂比做人 体血液的话，那主泵则Βιβλιοθήκη Baidu心脏。它的功 用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽 发生器，以保证裂变反应产生的热量及 时传递出来。
• 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，当反应堆里压力过高时 ，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时， 加热器自动通电加热使水蒸发以增加压 力。
重水堆按其结构型式可分为压力壳式和压力管式两 种。压力壳式的冷却剂只用重水，它的内部结构材料比 压力管式少，但中子经济性好，生成新燃料钚－239的 净产量比较高。这种堆一般用天然铀作燃料，结构类似 压水堆，但因栅格节距大，压力壳比同样功率的压水堆 要大得多，因此单堆功率最大只能做到30万千瓦。 因 为管式重水堆的冷却剂不受限制，可用重水、轻水、气 体或有机化合物。它的尺寸也不受限制，虽然压力管带 来了伴生吸收中子损失，但由于堆芯大，可使中子的泄 漏损失减小。此外，这种堆便于实行不停堆装卸和连续 换料，可省去补偿燃耗的控制棒。 压力管式重水堆主