第三章 压水堆核电站

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(1)一回路系统
为了保证反应堆和反应堆冷却剂系统的安全 运行,核电厂还设置了一系列核辅助系统和 运行,核电厂还设置了一系列核辅助系统和 专设安全设施系统。 专设安全设施系统。 核辅助系统主要用来保证反应堆和一回路系 核辅助系统主要用来保证反应堆和一回路系 统的正常运行。 统的正常运行。 专设安全设施系统为核电厂重大的事故提供 专设安全设施系统为核电厂重大的事故提供 必要的应急冷却措施, 必要的应急冷却措施,并防止放射性物质的 扩散。 扩散。
沸水堆核电厂原理图
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(1)一回路系统
压水堆核电厂反应堆冷却剂系统 压水堆核电厂反应堆冷却剂系统一般有二至四条并联 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(见图) 在反应堆压力容器上的封闭环路(见图)。 每一条环路内一台蒸汽发生器、 每一条环路内一台蒸汽发生器、 一台或两台反应堆 冷却剂泵及相应的管道组成, 冷却剂泵及相应的管道组成,在其中的一个环路的热 波动管与一台稳压器相连 管段上,通过波动管与一台稳压器相连。 管段上,通过波动管与一台稳压器相连。 一回路内的高温高压含硼水 由反应堆冷却剂泵输送, 含硼水, 一回路内的高温高压含硼水,由反应堆冷却剂泵输送, 流经反应堆堆芯,吸收了堆芯核裂变放出的热能, 流经反应堆堆芯,吸收了堆芯核裂变放出的热能,再 进入蒸汽发生器,通过蒸汽发生器传热管壁, 进入蒸汽发生器,通过蒸汽发生器传热管壁,将热量 传给蒸汽发生器二次侧给水, 传给蒸汽发生器二次侧给水,然后再由反应堆冷却剂 泵送回反应堆。如此循环往复,构成封闭问路。 泵送回反应堆。如此循环往复,构成封闭问路。 整个一回路系统设有一台稳压器 稳压器。 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.且保持稳定。 靠稳压器调节.且保持稳定。
(4)核电厂应建在铁路、公路或水路等交通 核电厂应建在铁路、 运输比较方便的地方, 运输比较方便的地方,以便于对大型设备 和新燃料、乏燃料的特殊运输; 和新燃料、乏燃料的特殊运输; 电厂应尽可能接近负荷中心, (5)电厂应尽可能接近负荷中心,以减少输 电的投资和线路上的能量损失. 电的投资和线路上的能量损失.
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一、厂址选择
(3)水源和水文条件:一般要求百年一遇最 水源和水文条件: 小流量也能满足电厂正常远行的要求。 小流量也能满足电厂正常远行的要求。冷却
水量取决于冷却方式。由于压水堆核电厂的热效率比火电 水量取决于冷却方式。 厂低,因此核电厂冷却水量应比同样容量的火电厂大。 厂低,因此核电厂冷却水量应比同样容量的火电厂大。一 般核电厂均建在有充分水源的江、 海边。 般核电厂均建在有充分水源的江、河、湖、海边。
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大亚湾核电厂的开式循环水系统 大亚湾核电厂的开式循环水系统
形式:为开式单元制系统。每台机组有2台容量为50% 形式:为开式单元制系统。每台机组有2台容量为50% 的循环水泵。它们对应于2条独立的系列A和B的循环 的循环水泵。它们对应于2条独立的系列A 水回路。经循环水泵升压后,每个系列分成3 水回路。经循环水泵升压后,每个系列分成3条支路 进入3台凝汽器。 进入3台凝汽器。图 每台凝汽器水室被分割为两个独立水室, 每台凝汽器水室被分割为两个独立水室,每台水泵与 3台凝汽器的一半连接形成独立的回路。循环水离开 台凝汽器的一半连接形成独立的回路。 凝汽器后经6个循环水支管分别汇入A 凝汽器后经6个循环水支管分别汇入A、B系列的排水 每条排水渠有一个独立的虹吸井、, 、,循环水经虹 渠,每条排水渠有一个独立的虹吸井、,循环水经虹 吸井流入明渠归大海。 吸井流入明渠归大海。 为防止海洋生物在凝汽器、 为防止海洋生物在凝汽器、管道及水渠等处的滋生造 成对管道劝阻塞和水污染,对循环水必须进行氯化处 成对管道劝阻塞和水污染,对循环水必须进行氯化处 再结合机械处理方法( 理,再结合机械处理方法(胶球清洗凝汽器管于和循环 水进口垂直管段上的二次滤网过滤) 水进口垂直管段上的二次滤网过滤),才能收到满意的 效果。大亚溶核电厂采用次氯酸钠溶液进行氯化处理。 效果。大亚溶核电厂采用次氯酸钠溶液进行氯化处理。 次氮酸钠溶液是采用就地电解海水的方法获得。 次氮酸钠溶液是采用就地电解海水的方法获得。
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(4 )发电机和输配电系统
发电机和输配电系统的组成 发电机、励磁机、 发电机和输配电系统的组成:发电机、励磁机、主变 组成: 压器、厂用变压器、启动变压器、 压器、厂用变压器、启动变压器、高压开关站和柴油 发电机组等。 发电机组等。 主要作用:是将核电厂发出的电能向电网输送, 主要作用:是将核电厂发出的电能向电网输送,同时 保证核电厂内部没备的可靠供电。 保证核电厂内部没备的可靠供电。 工作过程:( :(1 在电厂正常功率运行时, 工作过程:(1)在电厂正常功率运行时,发电机发 出的电能绝大部分经主变压器升压至外网电压输送给 用户。同时, 用户。同时,整个厂用电设备的配电系统由发电机的 引出母线经厂用变压器降压后供电。 引出母线经厂用变压器降压后供电。(2)当发电机 停机时,则由外部电网经启动变压器供电。 停机时,则由外部电网经启动变压器供电。(3)当 外网和发电机组都不能供电时, 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,以保证核电厂设备的安全。 安全母线供电,以保证核电厂设备的安全。图
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(3)循环水系统----三回路系统 循环水系统----三回路系统
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。 乏汽的冷却水。 循环水系统分为:开式供水及闭式供水两类 两类。 循环水系统分为:开式供水及闭式供水两类。 开式供水方式的主要优点是: 开式供水方式的主要优点是:冷却水进水温度 较低,有利于汽轮机组的经济运行, 较低,有利于汽轮机组的经济运行,而且系统 简单,投资较低。因此, 简单,投资较低。因此,只要水流在枯水季节 时的水流量仍能达到发电厂耗水量的3 时的水流量仍能达到发电厂耗水量的3—4倍, 水质又符合要求;则应首选开式水方式; 水质又符合要求;则应首选开式水方式;
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二、总平面布置
1、总平面布置原则:阳江核电效果图 总平面布置原则: (1)合理区分放射性与非放射性的建筑物,使 (1)合理区分放射性与非放射性的建筑物 合理区分放射性与非放射性的建筑物, 净区和脏区严格分开, 净区和脏区严格分开,脏区尽可能置于主导 风向的下风侧,以减少放射性污染。 风向的下风侧,以减少放射性污染。 (2)满足核电厂生产工艺流程要求,便于设备 (2)满足核电厂生产工艺流程要求 满足核电厂生产工艺流程要求, 运输,减少厂区管线的迂回和纵横交叉。 运输,减少厂区管线的迂回和纵横交叉。 (4)核电厂厂房布置以反应堆厂房为中心,核 (4)核电厂厂房布置以反应堆厂房为中心 核电厂厂房布置以反应堆厂房为中心, 辅助厂房、燃料厂房、 辅助厂房、燃料厂房、主控制楼和应急柴油 发电机厂房均环绕在反应推厂房周围。 发电机厂房均环绕在反应推厂房周围。
第三章 压水堆核电站概况
动力工程系 宋长华
主要内容
3-1 概述 3-2 核电站总体及厂房布置 3-3 核电站主要厂房设施
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3 -1 概 述
一、系统构成(图) 系统构成(
压水堆核电站由:压水堆本体、 压水堆核电站由:压水堆本体、反应堆冷却剂系统 一回路)、蒸汽和动力转换系统(称二回路)、 )、蒸汽和动力转换系统 (称一回路)、蒸汽和动力转换系统(称二回路)、 循环水系统(三回路)、 循环水系统(三回路)、发电机和输配电系统及其 )、发电机和输配电系统及其 辅助系统组成。 辅助系统组成。 它主要由核岛 常规岛组成 核岛和 组成。 它主要由核岛和常规岛组成。 核岛:通常将一回路及核岛辅助系统、 核岛:通常将一回路及核岛辅助系统、专设安全设 施和厂房称为核岛。压水堆核电站核岛中的四大部 施和厂房称为核岛。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。 件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。 常规岛:二回路及其辅助系统和厂房称之。 常规岛:二回路及其辅助系统和厂房称之。
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(2)二回路系统
组成:二回路系统由汽轮机 发电机、凝汽器、 汽轮机、 组成:二回路系统由汽轮机、发电机、凝汽器、凝 结水泵、给水加热器、除氧器、给水泵、 结水泵、给水加热器、除氧器、给水泵、蒸汽发生 汽水分离再热器等设备组成 等设备组成。 器、汽水分离再热器等设备组成。 工作流程: 工作流程:蒸汽发生器的给水在蒸汽发生器吸收热 量变成蒸汽,然后驱动汽轮发电机组发电。 量变成蒸汽,然后驱动汽轮发电机组发电。做功后 的乏汽在凝汽器内冷凝成水。凝结水由凝结水泵输 的乏汽在凝汽器内冷凝成水。 经低压加热器加热后进入除氧器, 送,经低压加热器加热后进入除氧器,除氧水出给 水泵送入高压加热器加热后重新返回蒸汽发生器, 水泵送入高压加热器加热后重新返回蒸汽发生器, 如此形成热力循环。 如此形成热力循环。 为保证二回路系统的正常运行, 为保证二回路系统的正常运行,二回路系统也设有 一系列辅助系统。 一系列辅助系统。
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一、厂址选择
3.辐射安全要求 辐射安全应符合国家环境保护、 (1)辐射安全应符合国家环境保护、辐射防 护等法规和标准的要求。 护等法规和标准的要求。 将核电厂设置在非居住区, (2)将核电厂设置在非居住区, 考虑厂址周围的人口密度和分布。 (3)考虑厂址周围的人口密度和分布。
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一、厂址选择
2.厂址的自然条件和技术要求 是确保核电厂安全的重要条件, (1)厂区地震条件是确保核电厂安全的重要条件,是选厂址的 决定因素之一。 决定因素之一。核电厂的抗震设计应保证在它整个寿命期 限内即使遇到最大地震, 限内即使遇到最大地震,仍能使核电厂安全地停堆和不 影响周围的环境。厂址的地震基本烈度一般不大于7 影响周围的环境。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度的地区建厂) 应避免在设计烈度高于9度的地区建厂)。
(2)气象条件的基本要求是: 气象条件的基本要求是: 气流畅通,有利于放射性废气的稀释扩散。厂址周围的 气流畅通,有利于放射性废气的稀释扩散。 气象条件虽有不同, 气象条件虽有不同,但通过大气扩散实验可以测出各处 的大气扩散因子的差别,从而确定厂址是否合适。 的大气扩散因子的差别,从而确定厂址是否合适。
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一、厂址选择
1.核电厂放射性特性
反应堆燃料棒百度文库行时的破损率、反应堆冷却剂系统的泄漏率和 反应堆燃料棒运行时的破损率、 放射性废物处理系统的净化能力等决定了电厂在正常运行时放 射性的排放量。 射性的排放量。
如果放射性废气排故量很大,电厂就不宜建在城镇居 如果放射性废气排故量很大, 民中心附近;如果废水放射性排故量很大, 民中心附近;如果废水放射性排故量很大,电厂废水 就不能直接向江河湖海中排放。 就不能直接向江河湖海中排放。
具体允许徘放量,需根据放射性物质的毒性、 具体允许徘放量,需根据放射性物质的毒性、厂址的环境稀释 能力、居民点离电厂的距离和居民的饮食习惯来决定。 能力、居民点离电厂的距离和居民的饮食习惯来决定。 设计上要求核电厂在极限事故工况下的放射性物质释放量不应 达到对居民健康和安全造成超过我国国家核安全局关十核电厂 厂址选择所规定的严重危害后果的程度。 厂址选择所规定的严重危害后果的程度。
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3-2 核电厂总体及厂房布置
一、厂址选择 核电厂选址比火电厂具有更高的安全要求。 核电厂选址比火电厂具有更高的安全要求。 选择核电厂的厂址工作, 选择核电厂的厂址工作,涉及区域经济发展 规划等因素,跟气象、地质、 规划等因素,跟气象、地质、地震和水文等 自然条件有关,还与安全、环境有重要关系; 自然条件有关,还与安全、环境有重要关系; 但核电厂选址考虑的因素中很多与火电厂相 同。 归结起来,核电厂选址应考虑核电厂本身特 归结起来,核电厂选址应考虑核电厂本身特 厂址自然条件和 性、厂址自然条件和技术要求以及辐射安全 等三个方面。 等三个方面。
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