压水堆核电厂的运行PPT(共114页)
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放射性 停堆后余热 三废处理
满负荷运行，利用因子越大越好，建设费 用高，燃料费低
优点： a. 环保，正常运行 b. 高能量，低消耗 c. 核电成本低 d. 核电厂同位素生产
4 核电厂组成
核岛：反应堆及一回路系统 反应堆 蒸汽发生器 主蒸汽管 燃料厂房 废燃料池 相应系统与设备
热量传给二回路给水，使之产生一 定压力，一定温度和一定干度蒸汽 的热交换设备。
两种类型：
带汽水分离器的饱和SG ，常用； 产生稍过热蒸汽的直流式蒸汽发生器。
3.2运行原理
下降通道内，单相的冷水；
上升通道内，温度较高的汽水混合的 热水。
两根温度和密度不相同的水柱，同一 压力下，两者的密度差形成自然循 环的驱动力，冷水柱和热水柱在上 部水箱中接触,进行汽水分离，未汽 化的水流再循环进入冷柱。
d. 2. 核电厂的经济性与安全性
e. 2.1清洁、安全、经济的能源
f. 核燃料费：1/3燃煤电厂
g.
1/4~1/5燃气电厂
2.2 风险概率 飞机：10-4/Y， 核电厂：10-6/y
2.3 纵深防御的安全原则： 燃料芯块，燃料包壳，一回路压力边界， 安全壳
纵深防御原则贯穿在核电厂造址、设计、 制造、建造、调试、运行、事故处置和 应急准备等各个环节始终。
控制棒位置指示器测量原理是基于同心的 一次线圈和反驱动杆运动的二次线圈之 间的磁场强度随控制棒位置的不同而改 变，引起线圈中感应电压的变化，指示 位置。
2.6 运行中的问题
a. 防止冷却剂泄漏：探测方法：测温，内 部320℃，外部，常温
b. 维持压力—温度的关系
c. 压力容器水位控制
3．汽发生器SG 3.1一回路冷却剂将核蒸汽供应系统的
压水堆核电厂的运行
刘 水 清(研究员）
Waterliu518@yahoo.com.cn
中国核动力研究设计院
第一章 绪 论
1. 核电的发展 先军用后民用
压水堆特点: a. 以轻水作慢化剂和冷却剂,堆体积
小,建设周期短,造价低. b.采用低富集度铀作燃料，铀的浓缩
技术已过关。
c. 有放射性的一回路系统与二回路相 分开，放射性不会进入二回路污染 汽轮机，运行、维护方便，需要处 理的放射性三废量少。
c. 作为控制棒组件与驱动轴的导向， 保证控制棒组件能顺利地在燃料组 件内上、下移动。
2.4压力容器：不可更换部件 包容和固定堆芯和堆内构件，并把核
裂变反应限制在其内部。
设计压力：17.2MPa 工作压力: 15.5MPa
压力容器大小、重量随电厂功率的增 加而增加
P23,表2-4
组成: 筒体组合件:法兰环,接管段,筒身,冷却
2.4多级防御
第一级：设计、建造应防止事故的发 生，追求固有安全性。
第二级：及时发现故障和控制异常工 况。
第三级：专设安全设施，对前两级的 补充，提高安全程度。
第四级：针对严重事故采取的对策，保持 安全壳的完整性；防止事故的恶化，限 制放射性释放。
第五级：应急对策，保护工作人员、公众 和环境。
3．核电厂运行的特点
棒:UO2芯
Leabharlann Baidu块,富集
度相同,
每根275
24 控制棒或可燃毒物棒导向管
1 通量测量管
阻力塞组件
d.中子源
初级中子源:钋-铍(Po-Be)
锎源（Cf）
次级中子源:锑-铍(Sb-Be)
2.2下部堆内物件 堆芯吊篮 堆芯支承板 堆芯下栅格板 流量分配孔板 堆芯围板 热屏 二次支承组件
功能: a．把堆芯重量传给压力容器法兰； b．确定燃料组件下端的位置； c．承受控制棒组件在事故落棒时的重
3.3 SG的运行 1. 冷柱的水位保持 水位低，一回路的冷却不充分，管束
因温度升高破裂。
水位高，导致流向汽轮机的蒸汽温度 过大。
2. 限制管子的腐蚀 腐蚀后泄漏，P37，图2-25
2.5 控制棒驱动机构 布置在压力容器顶盖上 传动型式: 磁力提升型, 磁阻马达型, 其他形式
长棒控制棒:采用磁力提升型,能让控制 棒靠重力下落
停堆、补偿剩余反应性、控制运行 时的振动因素。
短棒控制棒：采用磁阴马达型，棒可 以进运行，但不能靠重力落入堆芯。
调节轴向功率分布，抑制振荡。目 前，大型压水堆已不用短棒。
常规岛： 汽轮机 二回路系统 发电机
5. 我国核电前景 空前发展
第二章 压水堆核电厂一回路主系统和设备
功能 组成、流程、参数 系统的运行 1 一回路主系统 功能： a.由冷却剂将堆芯中因核裂变产生的 热量传输给蒸汽动力装置并冷却堆芯 b.防止燃料元件烧毁 流程：P11，图2-1
参数：
工作压力15.5MPa,约345℃(大亚湾) 工作压力指一回路平均压力
通常以稳压器内蒸汽压力为准
2. 压水反应堆 以轻水作慢化剂和冷却剂,在高温高压下运
行的反应堆. 反应堆:一种能以可控方式产生自持链式裂
变反应的装置. P14,图2-3
组成: 压力容器(包括筒体和顶盖) 下部堆内构件 反应堆堆芯 上部堆内构件 控制棒组件及驱动机构
2.1压水堆堆芯
堆芯: 活性区, 心脏
力，并把重力传递给压力容器；
d．确定压力容器内及堆芯内冷却剂的 流向；
e．降低压力容器壁所受的放射线剂量； f．堆芯吊篮断裂时，起缓冲作用。
2.3 上部堆内物件 堆芯上栅格板 控制棒导向管 支承筒 堆芯上支承板 换料时，上部堆内物件被整体卸出。
功能：
a. 固定燃料组件上端的位置；
b. 当控制棒组件被提起时，承受因冷 却剂横向流动而引起的力；
剂进\出口接管 顶盖组合件
底封头
法兰密封结构
压力容器材料:含锰钼镍的低合金 钢,SA533B,SA508II,SA508III
优点: 具有较高的强度极限和屈服极限; 良好的塑性和冲击韧性; 良好的焊接性能和抗中子辐照性能
缺点:抗腐蚀性能较差. 解决办法:压力容器各段拼焊以后,必须
在 其 内 壁 堆 焊 两 层 厚 度 共 为 6-8mm 的或因科镍合金覆盖层.
a．轻水冷却剂从压力容器上部的进口接管 进入,沿吊篮和压力容器内壁之间的环状 间隙向下流,冷却吊篮,热屏蔽层和压力容 器壁,到达压力容器底部后,改变方向向上 流经堆芯,带走热量,到SG把二回路给水加 热成蒸汽.
b．反应性的控制
控制棒 可溶毒物B 新堆用可燃毒物
c．燃料组件:17×17
264 燃料 个芯块
放射性 停堆后余热 三废处理
满负荷运行，利用因子越大越好，建设费 用高，燃料费低
优点： a. 环保，正常运行 b. 高能量，低消耗 c. 核电成本低 d. 核电厂同位素生产
4 核电厂组成
核岛：反应堆及一回路系统 反应堆 蒸汽发生器 主蒸汽管 燃料厂房 废燃料池 相应系统与设备
热量传给二回路给水，使之产生一 定压力，一定温度和一定干度蒸汽 的热交换设备。
两种类型：
带汽水分离器的饱和SG ，常用； 产生稍过热蒸汽的直流式蒸汽发生器。
3.2运行原理
下降通道内，单相的冷水；
上升通道内，温度较高的汽水混合的 热水。
两根温度和密度不相同的水柱，同一 压力下，两者的密度差形成自然循 环的驱动力，冷水柱和热水柱在上 部水箱中接触,进行汽水分离，未汽 化的水流再循环进入冷柱。
d. 2. 核电厂的经济性与安全性
e. 2.1清洁、安全、经济的能源
f. 核燃料费：1/3燃煤电厂
g.
1/4~1/5燃气电厂
2.2 风险概率 飞机：10-4/Y， 核电厂：10-6/y
2.3 纵深防御的安全原则： 燃料芯块，燃料包壳，一回路压力边界， 安全壳
纵深防御原则贯穿在核电厂造址、设计、 制造、建造、调试、运行、事故处置和 应急准备等各个环节始终。
控制棒位置指示器测量原理是基于同心的 一次线圈和反驱动杆运动的二次线圈之 间的磁场强度随控制棒位置的不同而改 变，引起线圈中感应电压的变化，指示 位置。
2.6 运行中的问题
a. 防止冷却剂泄漏：探测方法：测温，内 部320℃，外部，常温
b. 维持压力—温度的关系
c. 压力容器水位控制
3．汽发生器SG 3.1一回路冷却剂将核蒸汽供应系统的
压水堆核电厂的运行
刘 水 清(研究员）
Waterliu518@yahoo.com.cn
中国核动力研究设计院
第一章 绪 论
1. 核电的发展 先军用后民用
压水堆特点: a. 以轻水作慢化剂和冷却剂,堆体积
小,建设周期短,造价低. b.采用低富集度铀作燃料，铀的浓缩
技术已过关。
c. 有放射性的一回路系统与二回路相 分开，放射性不会进入二回路污染 汽轮机，运行、维护方便，需要处 理的放射性三废量少。
c. 作为控制棒组件与驱动轴的导向， 保证控制棒组件能顺利地在燃料组 件内上、下移动。
2.4压力容器：不可更换部件 包容和固定堆芯和堆内构件，并把核
裂变反应限制在其内部。
设计压力：17.2MPa 工作压力: 15.5MPa
压力容器大小、重量随电厂功率的增 加而增加
P23,表2-4
组成: 筒体组合件:法兰环,接管段,筒身,冷却
2.4多级防御
第一级：设计、建造应防止事故的发 生，追求固有安全性。
第二级：及时发现故障和控制异常工 况。
第三级：专设安全设施，对前两级的 补充，提高安全程度。
第四级：针对严重事故采取的对策，保持 安全壳的完整性；防止事故的恶化，限 制放射性释放。
第五级：应急对策，保护工作人员、公众 和环境。
3．核电厂运行的特点
棒:UO2芯
Leabharlann Baidu块,富集
度相同,
每根275
24 控制棒或可燃毒物棒导向管
1 通量测量管
阻力塞组件
d.中子源
初级中子源:钋-铍(Po-Be)
锎源（Cf）
次级中子源:锑-铍(Sb-Be)
2.2下部堆内物件 堆芯吊篮 堆芯支承板 堆芯下栅格板 流量分配孔板 堆芯围板 热屏 二次支承组件
功能: a．把堆芯重量传给压力容器法兰； b．确定燃料组件下端的位置； c．承受控制棒组件在事故落棒时的重
3.3 SG的运行 1. 冷柱的水位保持 水位低，一回路的冷却不充分，管束
因温度升高破裂。
水位高，导致流向汽轮机的蒸汽温度 过大。
2. 限制管子的腐蚀 腐蚀后泄漏，P37，图2-25
2.5 控制棒驱动机构 布置在压力容器顶盖上 传动型式: 磁力提升型, 磁阻马达型, 其他形式
长棒控制棒:采用磁力提升型,能让控制 棒靠重力下落
停堆、补偿剩余反应性、控制运行 时的振动因素。
短棒控制棒：采用磁阴马达型，棒可 以进运行，但不能靠重力落入堆芯。
调节轴向功率分布，抑制振荡。目 前，大型压水堆已不用短棒。
常规岛： 汽轮机 二回路系统 发电机
5. 我国核电前景 空前发展
第二章 压水堆核电厂一回路主系统和设备
功能 组成、流程、参数 系统的运行 1 一回路主系统 功能： a.由冷却剂将堆芯中因核裂变产生的 热量传输给蒸汽动力装置并冷却堆芯 b.防止燃料元件烧毁 流程：P11，图2-1
参数：
工作压力15.5MPa,约345℃(大亚湾) 工作压力指一回路平均压力
通常以稳压器内蒸汽压力为准
2. 压水反应堆 以轻水作慢化剂和冷却剂,在高温高压下运
行的反应堆. 反应堆:一种能以可控方式产生自持链式裂
变反应的装置. P14,图2-3
组成: 压力容器(包括筒体和顶盖) 下部堆内构件 反应堆堆芯 上部堆内构件 控制棒组件及驱动机构
2.1压水堆堆芯
堆芯: 活性区, 心脏
力，并把重力传递给压力容器；
d．确定压力容器内及堆芯内冷却剂的 流向；
e．降低压力容器壁所受的放射线剂量； f．堆芯吊篮断裂时，起缓冲作用。
2.3 上部堆内物件 堆芯上栅格板 控制棒导向管 支承筒 堆芯上支承板 换料时，上部堆内物件被整体卸出。
功能：
a. 固定燃料组件上端的位置；
b. 当控制棒组件被提起时，承受因冷 却剂横向流动而引起的力；
剂进\出口接管 顶盖组合件
底封头
法兰密封结构
压力容器材料:含锰钼镍的低合金 钢,SA533B,SA508II,SA508III
优点: 具有较高的强度极限和屈服极限; 良好的塑性和冲击韧性; 良好的焊接性能和抗中子辐照性能
缺点:抗腐蚀性能较差. 解决办法:压力容器各段拼焊以后,必须
在 其 内 壁 堆 焊 两 层 厚 度 共 为 6-8mm 的或因科镍合金覆盖层.
a．轻水冷却剂从压力容器上部的进口接管 进入,沿吊篮和压力容器内壁之间的环状 间隙向下流,冷却吊篮,热屏蔽层和压力容 器壁,到达压力容器底部后,改变方向向上 流经堆芯,带走热量,到SG把二回路给水加 热成蒸汽.
b．反应性的控制
控制棒 可溶毒物B 新堆用可燃毒物
c．燃料组件:17×17
264 燃料 个芯块