第六章 重水反应堆

电源系统：
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其它类型的重水堆
压力壳式重水堆
压力管式沸腾轻水冷却重水堆
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重水堆的发展前景
机遇：重水堆中子经济性好，节省核燃料，可以直接 利用天然铀，不需要建造核扩散厂，这对未掌握核 浓缩技术的国家利用核燃料资源是很有意义的。 挑战：大量的重水以及泄漏导致高造价。 核燃料燃耗比较浅，1/3压水堆。换料频繁，后处 理成本较大，防止重水泄漏的高密封性能设备也提 高了造价。
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CANDU一回路系统和设备


380根燃料管 4 SG 4 Pump 4 入口集流管 4 出口集流管 1 电加热Pre.
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回路设计特点和要求
1 保证冷却剂循环
2 主泵飞轮
3 保证一定的自然循环流量 4 压力控制 5 超压保护系统 6 设有单独的停堆冷却系统
7 过虑净化等装置，控制冷却剂的化学成分
目前国际上已投入运行的重水堆核电站共30余座，总电功率 为2335.4万千瓦，约占全世界核电厂总功率的6.5% .
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重水堆概述
CANDU的概念:CANada Deuterium Uranium 重水堆的特点：天然铀作燃料，收到发展中国家青睐
重水做慢化剂，造价较高
重水堆的分类：
压力管式，压力壳式
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换料方式
由于重水堆的卧式布置压力管，每根压力管在反应堆容器的两端都设 有密封接头，可以装拆。因此，可以采用遥控装卸料机进行不停堆换 料。换料时，由装卸料机连接压力管的两端密封接头，新燃料组件从 压力管一端顶入，烧过的乏燃料组件侧从同一压力管的另一端被推出。 这种换料方式称为“顶推式双向换料”。
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CANDU的基本结构特点
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燃料组件结构
重水堆的核燃料是天然铀， 制成圆柱状装在外径为 13(20)毫米长约500毫米的 锆合金包壳管内，构成棒 状燃料元件，37根燃料棒 组成一束，棒之间用锆合 金块隔开，端头由锆合金 支承板连接，构成长为半 米，外径为150毫米左右的 燃料棒束。 反应堆堆芯由384根带燃料 棒束的压力管排列而成。 每根压力管内装有12束燃 料棒束。
控制棒设置在反应堆上部，穿过反应堆排管容器，插入在 慢化剂中。快速停堆时将控制棒快速插入堆内。
反应性的调节还可以通过改变反应堆容器中重水慢化剂的 液位来实现。 紧急停堆时可以将控制棒快速插入堆内，还可打开氦气阀， 将储存在毒物箱内的硝酸钆毒物注入反应堆容器的重水 慢化剂中，还可以打开装在容器底部的大口径排水阀， 把重水慢化剂急速排入贮水箱。
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冷却剂和慢化剂的绝热
作为冷却剂的重水在管内流动带走热量。作为慢化剂的重 水在反应堆排管容器中，Fra Baidu bibliotek了防止热量传到慢化剂重水 中，在压力管外设置一同心容器管，两管之间充以二氧 化碳作隔热层，以保持慢化剂温度不超过60℃。压力管 和容器管贯穿反应堆排管容器，两端与法兰固定，与容 器连成一体。
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反应性的控制
8 足够充足的应急流量 9 尽可能的减少重水泄漏
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蒸汽发生器
主要结构材料位 炭钢 一次测： 封头，管板和管束一次测
二次侧：壳体，汽水分离器，管束套筒，管板和管 束二次侧，预热段隔板，管子支承等，
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主泵
单级、单吸入口、双出口、立式离心泵
支管和集流总管 稳压器
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CANDU慢化剂系统
慢化作用，失冷事故下的热阱作用 慢化剂系统原理流程图： 串连/并联