关注核、关注机器人——核电站反应堆的主要堆型简介
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后 ，１ ５ 年 确 定 首 先 重 点发 展 压 水 堆 。 ９０
除 国内建造外 ，还 向国内外大量 出 口， 曾垄断了反应堆 的国际市场 。所 以压水 堆 目前在核反应堆 中占据统 治地位 。在
图 ３压水堆 的核 岛和 常规岛示意图
图４ 压水反应堆堆本体
路 和二 回路 的关 键设 备 ，在蒸 汽 发生器 里 ，一 回路 与 二 回路 的水 互不 交混 ，通过 管 壁发 生 了热交 换 。 从 蒸汽 发 生器产 生 的高温 蒸汽 ，流过汽 轮 机 ，推 动 发 电机 发 电 ，然 后进 入冷 凝器 ，冷 却成 液 态水后 通 过 给 水泵送 回蒸汽 发 生器 ，这样 的汽 水循 环系 统称
设周期短 。 压 水堆 核 电站 的主要 缺点 有两个 ：第 一 ，必须
蒸 汽 发生器 内有 很 多传热 管 ，传热 管外 为二 回 路 的水 ；一 回路 的水 流过 蒸汽 发 生器传 热管 内时 ， 加热 了二 回路 内流动 的水 ，伎二 回路 的水 变成２ ０ ８￣ Ｃ 左右 、６ ７ Ｐ 的高温蒸 汽 。蒸汽 发生器 是分 隔一 回 —Ｍａ
轻 水 不 仅 价 格 便 宜 ， 而 且 具 有 优 良的热 传 输 性 能 ，所 以在 压水 堆 中 ，轻 水 不仅 作为 中子 的慢 化
剂 ， 同时也用 作冷 却 剂 ，且 水 在反应 堆 内不沸 腾 。 要使 水不 沸腾—— 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 冷 却剂 入 口水温 一般 在３ ０ ０ ℃左右 ， 出 口水温 ３ ０ ３ ℃左 右 ，堆 内压力 １ ． Ｍ ａ ５ ５ Ｐ 。我 国大亚湾核 电站、岭澳核 电站 、秦 山第 一 核 电站 、秦 山第二 核 电站 、江苏 田 湾核 电站均属于这种堆 型。 压 水堆 核 电站一 般有 三个 回路 ：一 回路 （ 应 反 堆 主 回路 ，也称 冷却 剂 回路 ）、二 回路 （ 轮发 电 汽 机 回路 ）和三 回路 （ 环水回路 ）。 循 在 反应 堆堆 芯 中被加 热 的冷却 剂从 压力 容器 上 部离 开反应堆 ，进入蒸汽 发 生器 ，如 图３ 所示 。压 水 堆 堆芯和 蒸 汽发 生器 总体 上像 一 台大锅 炉 ，核反 应
已建、在建和将建 的核 电站 中，压水堆 占６ ％ ４ 左右 。压水堆 核 电站 从２ 世 纪５ ０ ０ 年 代 问世 以后 ，仅仅 经过 十多年 的发展 ，到７ 年代 ０ 初 ，不仅在 经 济上 ，而 且在环 境保 护上 ，超 过 了 已 有近 百年 历史 的火 电站 。压水 堆核 电站 一直 是最 安 全 的工业部 门之 一 ，它 已经成 为一 种成 熟 的堆型 ， 直 吸 引着越 来越 多 的用户 ，是 核动力 市场 上最 畅
大约三倍 。
压 水堆 的显 著特 点是 结构 紧凑 ，堆 芯的功 率密 度 大 。这是 由于水 的慢化 能力及 载热 能力 好 ， 比热 大 ， 导热系 数高 ，在 堆 内不易活 化 ，不容 易腐 蚀不 锈 钢 、锆等 结构材 料 ， 因而采用 轻水 作慢 化剂 和冷
却剂 。
的锅 ，通过一 回路将锅 与炉连 接在一起 。 冷 却剂 从 蒸汽发 生器 的管 内流 过后 ，经 过一 回 路循 环泵 （ 主泵 ）又 回到 反应 堆堆 芯 。包括 压力 容 器 、蒸汽 发 生器 、主 泵 、稳压 器及 有关 阀门的整 个 系 统 ，是一 回路 的压 力边 界 。它们 都被 安置 在安 全 壳 内，称之 为核 岛，参 见 图３ 的左侧部 分。压水 反应 堆堆本体 见图４ 。
采 用高 压 的压力 容器 。这 是 由于水 的沸 点低 ，在一
个 大气压下 ，水达到 ｉ ０ ０ ℃就会沸 腾 。压水 堆核 电站 为 了提 高热 效率 ，就 必须在 不 沸腾 的前提 下提 高 反 应 堆冷 却剂 的 出 口温 度 ，因此 就必须 提 高压力 。为 了提高压力 ，就要有承受高压 的压力容 器 。这就导致 了压力容器 的制作难度和 制 作费用 的提高 。第二 ，必须采用有一 定富集度 的核燃料 。轻水吸收热 中子 的 几 率 比重水和石墨大 ，所 以轻水慢化 的 核 反应 堆无法 以天然铀作燃料来维持链 式反应 。因此轻水堆要求将天然铀浓缩 到富集度 ３ 左右 ，因而压水堆核 电站要 ％ 付 出较 高的燃料 费用。 美 国 通 过 多 种 堆 型 的 比 较 分 析
压水堆 核 电站 的另一 个特 点是经 济上 基建 费用 低 、建 设周 期短 。压 水堆 核 电站结 构紧 凑 ，堆 芯功 率 密度 大 ，即体 积相 同 时压 水 堆功率 最 高 ，或 者在 相 同功 率下 压水 堆 比其他堆 型 的体积 小 ，加上 轻水
的价格 便宜 ， 导致压 水堆 在经 济上基 建 费用低 和建
堆 堆 芯 相 当 于 加 热 炉 ， 蒸 汽 发 生 器 相 当 于 生 产 蒸 汽
的二 回路蒸 汽冷 却变 回冷凝 水 ，余下 的大 部分 不 能
利 用 的能量 交给冷 凝器 ，热 量通 过三 回路 排放 到最 终热 阱一 江 、河 、湖 、海或大气 中。 从２ 世 纪６ 年代 第 一代商 用压 水堆核 电站诞 生 ０ ０ 以来 ，其 单堆 电功率 已由１ ． 万ｋ 增加 到 １ ０ ｗ ８５ ｗ ３ 万ｋ ， 热 能利用 效率 由２ ％ 高到 ３ ％ ８提 ３ ，堆 芯体积 释热 率 由 ５Ｍ ／。 ０ Ｗ ｍ提高到 约ｌ Ｏ Ｗ ｍ， ＯＭ ／ 燃料元件 的燃耗 也加深 了
ห้องสมุดไป่ตู้镬 鬻 棼 辫
毫啊 蠢 Ｓｅｉ ｅｏｔ ｌ ｐｃ ｌ ｐｒ ａＲ ｓ
臻骥 疑爨鞣 蓼 箨鬻辫 臻 辚 雾
作 二 回路 。包 括汽 轮机 、发 电机 、冷凝 器 、给水 泵 在 内的常规发 电部分 ，俗 称常规 岛，参见 图３ 的右侧
部分 。 三 回路 使用海 水 或淡水 ，其 作用 是将冷 凝器 中
除 国内建造外 ，还 向国内外大量 出 口， 曾垄断了反应堆 的国际市场 。所 以压水 堆 目前在核反应堆 中占据统 治地位 。在
图 ３压水堆 的核 岛和 常规岛示意图
图４ 压水反应堆堆本体
路 和二 回路 的关 键设 备 ，在蒸 汽 发生器 里 ，一 回路 与 二 回路 的水 互不 交混 ，通过 管 壁发 生 了热交 换 。 从 蒸汽 发 生器产 生 的高温 蒸汽 ，流过汽 轮 机 ，推 动 发 电机 发 电 ，然 后进 入冷 凝器 ，冷 却成 液 态水后 通 过 给 水泵送 回蒸汽 发 生器 ，这样 的汽 水循 环系 统称
设周期短 。 压 水堆 核 电站 的主要 缺点 有两个 ：第 一 ，必须
蒸 汽 发生器 内有 很 多传热 管 ，传热 管外 为二 回 路 的水 ；一 回路 的水 流过 蒸汽 发 生器传 热管 内时 ， 加热 了二 回路 内流动 的水 ，伎二 回路 的水 变成２ ０ ８￣ Ｃ 左右 、６ ７ Ｐ 的高温蒸 汽 。蒸汽 发生器 是分 隔一 回 —Ｍａ
轻 水 不 仅 价 格 便 宜 ， 而 且 具 有 优 良的热 传 输 性 能 ，所 以在 压水 堆 中 ，轻 水 不仅 作为 中子 的慢 化
剂 ， 同时也用 作冷 却 剂 ，且 水 在反应 堆 内不沸 腾 。 要使 水不 沸腾—— 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 冷 却剂 入 口水温 一般 在３ ０ ０ ℃左右 ， 出 口水温 ３ ０ ３ ℃左 右 ，堆 内压力 １ ． Ｍ ａ ５ ５ Ｐ 。我 国大亚湾核 电站、岭澳核 电站 、秦 山第 一 核 电站 、秦 山第二 核 电站 、江苏 田 湾核 电站均属于这种堆 型。 压 水堆 核 电站一 般有 三个 回路 ：一 回路 （ 应 反 堆 主 回路 ，也称 冷却 剂 回路 ）、二 回路 （ 轮发 电 汽 机 回路 ）和三 回路 （ 环水回路 ）。 循 在 反应 堆堆 芯 中被加 热 的冷却 剂从 压力 容器 上 部离 开反应堆 ，进入蒸汽 发 生器 ，如 图３ 所示 。压 水 堆 堆芯和 蒸 汽发 生器 总体 上像 一 台大锅 炉 ，核反 应
已建、在建和将建 的核 电站 中，压水堆 占６ ％ ４ 左右 。压水堆 核 电站 从２ 世 纪５ ０ ０ 年 代 问世 以后 ，仅仅 经过 十多年 的发展 ，到７ 年代 ０ 初 ，不仅在 经 济上 ，而 且在环 境保 护上 ，超 过 了 已 有近 百年 历史 的火 电站 。压水 堆核 电站 一直 是最 安 全 的工业部 门之 一 ，它 已经成 为一 种成 熟 的堆型 ， 直 吸 引着越 来越 多 的用户 ，是 核动力 市场 上最 畅
大约三倍 。
压 水堆 的显 著特 点是 结构 紧凑 ，堆 芯的功 率密 度 大 。这是 由于水 的慢化 能力及 载热 能力 好 ， 比热 大 ， 导热系 数高 ，在 堆 内不易活 化 ，不容 易腐 蚀不 锈 钢 、锆等 结构材 料 ， 因而采用 轻水 作慢 化剂 和冷
却剂 。
的锅 ，通过一 回路将锅 与炉连 接在一起 。 冷 却剂 从 蒸汽发 生器 的管 内流 过后 ，经 过一 回 路循 环泵 （ 主泵 ）又 回到 反应 堆堆 芯 。包括 压力 容 器 、蒸汽 发 生器 、主 泵 、稳压 器及 有关 阀门的整 个 系 统 ，是一 回路 的压 力边 界 。它们 都被 安置 在安 全 壳 内，称之 为核 岛，参 见 图３ 的左侧部 分。压水 反应 堆堆本体 见图４ 。
采 用高 压 的压力 容器 。这 是 由于水 的沸 点低 ，在一
个 大气压下 ，水达到 ｉ ０ ０ ℃就会沸 腾 。压水 堆核 电站 为 了提 高热 效率 ，就 必须在 不 沸腾 的前提 下提 高 反 应 堆冷 却剂 的 出 口温 度 ，因此 就必须 提 高压力 。为 了提高压力 ，就要有承受高压 的压力容 器 。这就导致 了压力容器 的制作难度和 制 作费用 的提高 。第二 ，必须采用有一 定富集度 的核燃料 。轻水吸收热 中子 的 几 率 比重水和石墨大 ，所 以轻水慢化 的 核 反应 堆无法 以天然铀作燃料来维持链 式反应 。因此轻水堆要求将天然铀浓缩 到富集度 ３ 左右 ，因而压水堆核 电站要 ％ 付 出较 高的燃料 费用。 美 国 通 过 多 种 堆 型 的 比 较 分 析
压水堆 核 电站 的另一 个特 点是经 济上 基建 费用 低 、建 设周 期短 。压 水堆 核 电站结 构紧 凑 ，堆 芯功 率 密度 大 ，即体 积相 同 时压 水 堆功率 最 高 ，或 者在 相 同功 率下 压水 堆 比其他堆 型 的体积 小 ，加上 轻水
的价格 便宜 ， 导致压 水堆 在经 济上基 建 费用低 和建
堆 堆 芯 相 当 于 加 热 炉 ， 蒸 汽 发 生 器 相 当 于 生 产 蒸 汽
的二 回路蒸 汽冷 却变 回冷凝 水 ，余下 的大 部分 不 能
利 用 的能量 交给冷 凝器 ，热 量通 过三 回路 排放 到最 终热 阱一 江 、河 、湖 、海或大气 中。 从２ 世 纪６ 年代 第 一代商 用压 水堆核 电站诞 生 ０ ０ 以来 ，其 单堆 电功率 已由１ ． 万ｋ 增加 到 １ ０ ｗ ８５ ｗ ３ 万ｋ ， 热 能利用 效率 由２ ％ 高到 ３ ％ ８提 ３ ，堆 芯体积 释热 率 由 ５Ｍ ／。 ０ Ｗ ｍ提高到 约ｌ Ｏ Ｗ ｍ， ＯＭ ／ 燃料元件 的燃耗 也加深 了
ห้องสมุดไป่ตู้镬 鬻 棼 辫
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臻骥 疑爨鞣 蓼 箨鬻辫 臻 辚 雾
作 二 回路 。包 括汽 轮机 、发 电机 、冷凝 器 、给水 泵 在 内的常规发 电部分 ，俗 称常规 岛，参见 图３ 的右侧
部分 。 三 回路 使用海 水 或淡水 ，其 作用 是将冷 凝器 中