压水堆核电站的厂房布置及安全

第二章 压水堆核电厂
槽式配水
第二章 压水堆核电厂
第二章 压水堆核电厂
3 核电厂电气系统



在电厂正常功率运行 时，发电机发出的电 能大部分升压至外网 电压输送给用户。同 时，满足厂用电。 当发电机停机时，则 由外部电网经启动变 压器供电。 当外网和发电机组都 不能供电时，则由柴 油发电机组向安全母 线供电。
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第二章 压水堆核电厂
第二章 压水堆核电厂简介
第二章 压水堆核电厂
常见反应堆类型
热中子反应堆（0.025～0.1eV） 轻水堆 Light Water Reactor (LWR) 压水堆 Pressurized Water Reactor (PWR) 沸水堆 Boiling Water Reactor (BWR) 石墨慢化轻水冷却堆（石墨水冷堆）RBMK 重水堆 Heavy Water Reactor
第二章 压水堆核电厂
第二章 压水堆核电厂


2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
压水堆核电厂概述 核电厂的总体及厂房布臵 核电厂的主要厂房设施 核电厂设备安全功能及分级 核电厂的设计原则
第二章 压水堆核电厂
重点讲解
压水堆核电厂的三个回路 包容一 、二回路的厂房 要求显示主要设备：反应堆，主泵，蒸汽发生器，汽轮机 要求显示主要厂房：安全壳，汽轮机厂房，辅助厂房；燃料厂房 T形布置及L形布置 循环水系统

气冷堆 Gas-Cooled Reactor, GCR (石墨气冷堆)
快中子增殖堆（＞1MeV）Fast Breeder Reactor (FBR) 钠冷快堆； 铅冷快堆； 气冷快堆。
第二章 压水堆核电厂
压水堆核电站
Pressurized Water Reactor (PWR)
第二章 压水堆核电厂
支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设臵的辅助系统。

常规岛主要包括汽轮机组及二回路系统，其形式与常规火电
厂类似。二回路系统由汽轮机发电机组、冷凝器、凝结水泵、 给水加热器、除氧器、给水泵、蒸汽发生器、汽水分离再热器 等设备组成。

核岛利用核能生产蒸汽，常规岛用蒸汽生产电能。
第二章 压水堆核电厂
1 压水堆核电厂原理
蒸汽
稳压器
汽轮机
发电机
压力容器
蒸发器 输配电 主泵
水
水 主管道
二回路
凝汽器
一回路
基本参数： 一回路：压力154 bar，高压水； 二回路：压力~55bar，饱和蒸汽。
第二章 压水堆核电厂
压水堆核电厂发电流程
第二章 压水堆核电厂
有关说明



把反应堆、反应堆冷却剂系 统及其辅助系统合称为一回 路系统 ； 商用压水堆核电厂反应堆冷 却剂系统一般有二至四条并 联在反应堆压力容器上的封 闭环路； 整个一回路系统设有一台稳 压器，一回路系统的压力靠 稳压器调节，保持稳定。 核电厂还设臵了专设安全设 施和一系列辅助系统。专设 安全设施为一些重大的事故 提供必要的应急冷却措施， 并防止放射性物质的扩散。 二回路系统也设有一系列辅 助系统。
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第二章 压水堆核电厂
三、核反应堆介绍
3、核反应堆具有哪些用途 核裂变时既释放出大量能量、又释放出大量中子。核 反应堆有许多用途，但归结起来，一是利用裂变核能， 二是利用裂变中子。 核能主要用于发电，但它在其它方面也有广泛的应用。 例如核能供热、核动力等。 核供热是一种前途远大的核能利用方式。清华大学在 五兆瓦的低温供热堆上已经进行过成功的试验。 核供热的另一个潜在的大用途是海水淡化。 它可作为火箭、宇宙飞船、人造卫星、潜艇、航空母 舰等的特殊动力。将来核动力可能会用于星际航行。
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第二章 压水堆核电厂
二、核电站类型
3、重水堆核电站 图 以重水堆为热源的核电站。重水堆是以重水作 慢化剂的反应堆，可以直接利用天然铀作为核 燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂，重水 堆分压力容器式和压力管式两类。 重水堆核电站是发展较早的核电站，有各种类 别，但已实现工业规模推广的只有加拿大发展 起来的坎杜型压力管式重水堆核电站。
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第二章 压水堆核电厂
三、核反应堆介绍
2、核反应堆的工作原理 原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与 中子组成。当铀—235的原子核受到外来中子轰 击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质 量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变 产生的中子又去轰击另外的铀—235原子核，引 起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。 链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质) 带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热 量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。 核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋ 热载体＋控制设施＋防护装置。

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第二章 压水堆核电厂
三、核反应堆介绍
1、核反应堆类型 （4）根据冷却剂(载热剂)材料分为水冷堆、气冷堆、 有机液冷堆、液态金属冷堆； （5）根据慢化剂(减速剂)分为石墨堆、重水堆、压水 堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆； （6）根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆； （7）根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆； （8）根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆，等等。核 反应堆概念上可有900多种设计，但现实上非常有 限。
第二章 压水堆核电厂


四环路
第二章 压水堆核电厂
2 循环水系统



循环水系统主要用来为凝汽器提供凝结汽轮机乏汽的冷却水， 分为开式供水和闭式供水。 开式供水：是指以江河湖海为水源，冷却水一次通过，不重复 使用。 闭式供水：把由凝汽器排出的水，经过冷却降温之后，再用循 环水泵送回凝汽器入口重复使用。 开式供水特点： 进水水温低，利于机组经济运行
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二、核电站类型


世界上目前建造核电站情况 核电自50年代中期问世以来，目前已取得长足的发 展。到1999年中期，世界上共有436座发电用核反 应堆在运行，总装机容量为350676兆瓦。正在建造 的发电反应堆有30座，总装机容量为21642兆瓦。 目前世界上有33个国家和地区有核电厂发电，核发 电量占世界总发电量的17％，其中有十几个国国家 和地区核电发电量超过各种的总发电量的四分之一， 有的国家超过70％。据资料估计，到2005年核电厂 装机容量将达到388567兆瓦
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三、核反应堆介绍
核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应，从 而实现核 能热能转换的装置。 1、核反应堆类型 （1）根据用途，核反应堆可以分为以下几种类型①将 中子束用于实验或利用中子束的核 反应，包括研究 堆、材料实验等。②生产放射性同位素的核反应堆。 ③生产核裂变物质的核反应堆，称为生产堆。④提 供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆， 比如多目的堆。⑤为发电而发生热量的核反应，称 为发电堆。⑥用于推进船舶、飞机、火箭等到的核 反应堆，称为推进堆。 （2）根据燃料类型分为天然气铀堆、浓缩铀堆、钍堆； （3）根据中子能量分为快中子堆和热中子堆；
2、核电站工作原理 核电厂用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在 “反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能， 再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发 生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机 一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过 电网送到四面八方。
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第二章 压水堆核电厂
二、核电站类型


目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸 水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。但 用的最广泛的是压水反应堆。压水反应堆是以 普通水作冷却剂和慢化剂，它是从军用堆基础 上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。 压水堆核电站占全世界核电总容量的60%以上。
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第二章 压水堆核电厂
二、核电站类型
1、压水堆核电站 ----------------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。
开式； 采用冷却塔的循环水系统
设计原则
多道屏障 纵深防御 单一故障准则 抗拒自然灾害的功能 辐射计量标准
第二章 压水堆核电厂
2.1 压水堆核电厂概述

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。

核岛中的系统设备主要有压水堆本体，一回路系统，以及为
系统简单，投资较低 易造成“热污染”
核电站循环水量大，水泵是大流量低扬程泵，为了防止 回流，凝汽器的安装标高要高于海水平面和循环水泵。
第二章 压水堆核电厂
wenku.baidu.com 闭式供水
第二章 压水堆核电厂
第二章 压水堆核电厂
第二章 压水堆核电厂
占地面积小； 使用于远离水源或者 水源不足的电厂； 冷却塔造价高。
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第二章 压水堆核电厂
二、核电站类型
2、沸水堆核电站 --------------------以沸水堆为热源的核电站。图 沸水堆是以沸腾轻水 为慢化剂和冷却剂并在反应 堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。 沸水堆与压水堆同属轻水堆，都具有结构紧凑、 安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。 它们都需使用低富集铀作燃料。 沸水堆核电站系统有：主系统（包括反应堆）； 蒸汽-给水系统；反应堆辅助系统等。
发电机和输配电系统的主要设备有发电机、励磁机、变压器、开关站和柴 油发电机组等组成。
第二章 压水堆核电厂
2.2 核电厂总体及厂房布置


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核电厂本身的放射特性 厂址的自然条件和技术要求 辐射安全要求 总平面布臵
第二章 压水堆核电厂
1 核电厂放射特性




核反应堆是一个强大的放射源，堆内放射性的总量与功率 成正比。 正常运行时放射性的排放量：反应堆燃料棒运行时的破损 率、反应堆冷却剂系统的泄漏率和放射性废物处理系统的 净化能力等决定。 如果放射性废气排放量很大，电厂就不宜建在城镇居民中 心附近。 如果放射性废水排放量很大，电厂废水就不能直接向江河 湖海中排放。
压水堆核电站原理图（间接循环）
第二章 压水堆核电厂
沸水堆核电站
Boiling Water Reactor (BWR) NPP
蒸汽
单回路
第二章 压水堆核电厂
沸水堆核电站原理图（直接循环）
第二章 压水堆核电厂
压水堆与沸水堆


压水堆：一回路系统的冷却剂与汽轮机回路工 质是完全隔离的，这就是所谓的“间接循环”。 采用间接循环具有使二回路系统免受放射性玷 污的优点。 与沸水堆核电厂相比，增加了蒸汽发生器。压 水堆体积较小和控制要求简单等因素可以弥补 这一不足。
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第二章 压水堆核电厂
二、核电站类型
4、快堆核电站 由快中子引起链式裂变反应所释放出 来的热能转换为 电能的核电站。快堆在运行中既消耗裂变材料，又生产 新裂变材料，而且所产可多于所耗，能实现核裂变材料 的增殖。 目前，世界上已商业运行的核电站堆型，如压水堆、沸 水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型，主要利 用核裂变燃料，即使再利用转换出来的钚-239等易裂变 材料，它对铀资源的利用率也只有1％—2％，但在快堆 中，铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用，但考 虑到各种损耗，快堆可将铀资源的利用率提高到60％— 70％。 第二章 压水堆核电厂
第二章 压水堆核电厂
2 厂址的自然条件和技术要求

地震：厂区地震条件是确保核电厂安全的重要条件，厂址尽可能 选在地震烈度低的地区，厂址的地震基本烈度一般不大于7度 （一般应避免在设计烈度高于9度（7.5级）的地区建厂）。 洪水：厂址位于内湖或海滩附近时，应确定由湖震或海啸可能造 成的最大洪水。 通风：要求气流畅通，有利于放射性废气的稀释扩散。 水源：水源和水文，保证足够且可靠的冷却水是电厂运行最基本 的技术条件，一般要求百年一遇最小流量也能满足电厂正常运行 的要求。 交通：建在铁路、公路或水路等交通运输方便的地方，便于运输； 输电：应尽可能接近负荷中心，以减少输电投资和线路能量损失。 安全：应避免选在机场或生产爆炸或有毒化学产品的工厂附近， 距离应不小于8公里。
一、核电站工作原理
1、什么叫核电站？ 核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产 生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。反 应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在 其中进行。 将原子核裂变释放的核能转换成热能，再转变 为电能的系统和设施，通常称为核电站。
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第二章 压水堆核电厂
一、核电站工作原理