第二章 核电站工作原理与系统
核电站工作原理
核电站工作原理
核电站是利用核能进行发电的设施。
它的工作原理可以简单地概括为：核分裂产生热能，热能用于产生蒸汽，蒸汽驱动涡轮发电机发电。
核电站最常用的核燃料是铀-235和铀-238。
这些燃料被放入反
应堆中，通过控制核反应过程来控制反应的速率。
核反应堆中的核燃料被束缚在燃料棒中，形成燃料组件。
燃料组件将燃料棒放置在一起，形成燃料束。
燃料束放置在反应堆的核心中。
在核反应堆中，通过控制燃料的临界反应条件，保持反应链持续进行。
在核反应过程中，铀核发生核裂变，产生大量的热能。
这些裂变过程会释放出中子，并引发更多的核裂变，从而形成连锁反应。
燃料棒周围的冷却剂（通常是水或重水）吸收核裂变过程中释放的热能，并将其转化为蒸汽。
蒸汽进入蒸汽发生器，在与反应堆中的冷却剂进行换热后，产生高温高压的蒸汽。
这一蒸汽进入涡轮发电机，驱动涡轮旋转。
涡轮旋转的同时，发电机也会转动，将机械能转化为电能。
发电机产生的电能经过变压器升压，然后通过输电线路输送到电网中，为广大用户提供电力。
核电站通常还装备有备用电源和安全系统，以确保发电过程的安全和可靠性。
在核电站的运行过程中，需要严格控制核反应的过程以及燃料的装载、铀核的富集与回收等关键环节，以确保核电站的安全
性、稳定性和高效性。
总之，核电站利用核能发电的工作原理是通过核燃料的裂变释放出的热能，通过冷却剂转化为蒸汽，蒸汽驱动涡轮发电机发电，并向电网输送电能，满足人们的用电需求。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能转换为电能的设施，其工作原理主要包括核裂变反应、热能转换和发电三个基本过程。
一、核裂变反应核电站主要使用铀-235和钚-239等可裂变核燃料。
在反应堆中，通过控制材料的浓度和反应速率，使得裂变链式反应能够持续进行。
当裂变核燃料被中子轰击时，会发生裂变反应，同时释放出大量的中子和能量。
这些中子会继续轰击其他核燃料，从而形成连锁反应。
二、热能转换核裂变反应释放出的能量主要以热能的形式存在。
这些热能被用来加热反应堆中的冷却剂，通常是水或者重水。
冷却剂在受热后转化为高温高压的蒸汽，然后通过蒸汽轮机驱动发机电转动，产生电能。
在这个过程中，热能被转化为机械能，再转化为电能。
三、发电核电站通过发机电将机械能转化为电能。
蒸汽轮机的转动带动发机电转动，使得导线中的电子流动，产生电流。
这些电流经过变压器的调节和升压，最终输送到电网中，供人们使用。
核电站的运行需要严格的安全措施和监控系统。
例如，核电站中会使用控制棒来调节裂变反应速率，以保持反应的稳定。
同时，核电站还需要防止核燃料泄漏和辐射泄露等事故的发生，因此会配备严密的防护层和安全设备。
此外，核电站还需要进行燃料的处理和废物的处理。
核燃料在使用一段时间后会变得再也不适合继续使用，需要进行更换。
而核废物则需要进行安全的储存和处理，以防止对环境和人类健康造成危害。
总结起来，核电站的工作原理是通过核裂变反应产生热能，然后将热能转化为机械能，最终转化为电能。
核电站的运行需要严格的安全措施和监控系统，同时也需要进行燃料和废物的处理。
通过这种方式，核电站能够为人们提供清洁、高效的电力供应。
核电站工作原理
核电站工作原理
核电站是利用核裂变或核聚变释放出的能量来产生电力的设施。
核电站的工作原理主要包括核反应、热能转换和发电三个步骤。
首先，核电站的核反应是通过控制核裂变或核聚变来释放能量。
在核裂变中，重核素如铀-235被中子轰击后分裂成两个或更多的轻
核素，同时释放出大量的能量和中子。
这些中子又会继续轰击其他
核素，形成连锁反应。
而在核聚变中，轻核素如氘和氚在高温高压
条件下融合成氦和中子，同样释放出大量的能量。
核反应释放的能
量会转化为热能，为发电提供动力。
接着，核电站中的热能转换过程是将核反应释放的热能转化为
蒸汽动能。
核反应释放的热能会使核反应堆中的冷却剂（如水或氦气）受热蒸发，形成高温高压的蒸汽。
这些蒸汽会驱动涡轮机转动，将热能转化为机械能。
而涡轮机连接的发电机则将机械能转化为电能，最终输出到电网中供人们使用。
最后，核电站的发电过程是通过发电机将机械能转化为电能。
发电机是由转子和定子组成，转子受到涡轮机传来的机械能驱动旋转，定子则产生感应电流，通过电磁感应原理将机械能转化为电能。
这些电能经过变压器升压后输送到变电站，再经过配电变压器降压后输入到电网中。
总的来说，核电站的工作原理是通过控制核反应释放的能量，将热能转化为蒸汽动能，再将机械能转化为电能，最终输出到电网中供人们使用。
核电站以其高效、清洁的特点成为现代重要的电力来源，对于人类社会的发展起着重要的作用。
核电站工作原理
核电站工作原理
核电站是利用核能产生电能的设施，其工作原理主要包括核反应、热能转换和电能产生三个关键步骤。
1. 核反应：
核电站使用核裂变或核聚变反应来释放巨大的能量。
在核裂变反应中，重核（如铀-235）被撞击后分裂成两个较轻的核，同时释放出中子和能量。
这些中子可能会继续引发其他核裂变反应，形成连锁反应。
而在核聚变反应中，轻核（如氘和氚）在高温和高压条件下融合成较重的核，同样释放出能量。
2. 热能转换：
核反应释放的能量主要以热能的形式存在。
核电站中的核反应堆通过控制核反应速率来控制释放的热能。
核反应堆通常由燃料棒、冷却剂和反应控制系统组成。
燃料棒中装填有可裂变或可聚变的核燃料，如铀-235或氢-3。
冷却剂（如水、重水或氦气）负责吸收核反应产生的热能，并将其转移给热交换器。
反应控制系统通过控制反应堆中的核反应速率来调节热能的释放。
3. 电能产生：
核电站中的热能转换系统将核反应释放的热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
热交换器中的冷却剂在吸收热能后被加热，形成高温和高压的蒸汽。
这些蒸汽通过蒸汽涡轮机驱动，使其旋转并产生机械能。
蒸汽涡轮机连接着发电机，当蒸汽涡轮机旋转时，发电机内的线圈和磁场之间的相互作用产生电流，从而产生电能。
最后，通过变压器将发电机产生的低压电能升压为输送电网所需的高压电能。
总结起来，核电站的工作原理是通过控制核反应速率来释放热能，再将热能转化为机械能，最终通过发电机产生电能。
这种工作原理使得核电站成为一种高效、可靠且清洁的电力生产方式。
核电站原理及系统 31页PPT
级：完成由热能到机械能转换的汽轮机基本工作单元， 在结构上由喷管（静叶栅）和其后的动叶栅所组成。 分为冲动级和反动级。
1－主轴 2－叶轮
转子 3－动叶栅 4－喷嘴（静叶栅） 5－汽缸 6－排汽口
4.2.2 冲动式汽轮机
4.2.3 反动式汽轮机
反动度：蒸汽在动叶通道内膨 胀时的理想焓降和在整个级的 滞止理想焓降之比，即
4.6.2 系统流程
思考题
二回路系统的功能及组成特点是什么？ 主蒸汽系统的功能是什么？ 汽轮机旁路排放系统的功能是什么？ 为什么要设置汽水分离再热器系统，其系统的功能是 什么？ 为什么要设置汽机轴封系统，其系统功能是什么？
The End
附录A 压水堆核电厂稳态运行特性
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4.6 汽轮机轴封系统
4.6.1 系统功能
对主汽轮机、给水泵汽轮机和蒸汽阀杆提供密封，用以防止 空气进入和蒸汽外漏。 阻止空气自负压轴封处漏入汽轮机和给水泵汽轮机； 防止高压缸内高湿度排汽自低压轴封漏出，磨损轴封； 防止给水泵汽轮机高压侧和主要阀门内的蒸汽从轴封处外漏。
（任何一个阀门都是由固定部分（阀座）和可动部分（阀杆）两部分 组成。主汽阀和调节阀工作环境恶劣，要求可靠性高，所有在设计时 允许其有一定的漏气量，也就是阀杆漏气，这部分漏气能够防止密封 面的结垢，使阀门卡死。）
第二章 核电站概论
应具有较大的转动惯量。为防止由于过热而破坏燃料元
件包壳的完整性，不论在正常工作时，还是在事故情况下， 必须保证冷却剂连续不断地流经反应堆堆芯。 泵的材料应具有较高的耐腐蚀和耐辐照性能。
五、稳压器
1、作用：一是在稳态运行时维持冷却剂所需的压力； 二是在正常负荷变化工况下，补偿冷却剂因
温度变化引起的压力变化和事故工况下限制
1、冷却系统
• 冷却系统由反应堆冷却剂泵、反应堆和蒸汽发生器及相 应的管道组成。在正常功率运行时，反应维冷却剂泵使冷
却剂强迫循环通过堆芯，带走燃料元件产生的热量。
2．压力调节系统
为了保证反应堆冷却剂系统具有好的冷却能力，应当将堆芯置于具有
足够欠热度的冷却剂淹没之中。核电厂在负荷瞬变过程中，由于测量
一回路系统中冷却剂的流量较大，当单环路对应的电功率为300 Mw时， 冷却剂总质量流量可达到15000t／h~21000t／h(即每10MW热功率160t／ h~250t／h)。主管道内冷却剂流速可达15m／s，一回路系统的总阻力约 为0.6MPa~0.8MPa。
Hale Waihona Puke 二、压水反应堆（一）反应堆堆芯
系统的热惯性和控制系统的滞后等原因，会造成一、二回路之间的功
率失配，从而引起负荷瞬变过程中一回路冷却剂温度的升高或降低， 造成一回路冷却剂体积膨胀或收缩。
水经波动管涌入或流出稳压器，引起一回路压力升高或降低。当压力
升高至超过设定值时，压力控制系统调节喷淋阀．由冷管段引来的过 冷水向稳压器汽空间喷淋降压；若压力低于设定值，压力控制系统启 动加热器，使部分水蒸发，升高蒸汽压力。
冷却剂压力升高：喷淋装置喷入冷水使蒸汽空间中的蒸汽冷凝，直到压力
恢复到正常值为止，若喷淋水不足以使压力下降到原有值， 则设在顶部的泄压阀自动打开；将稳压器中多余的蒸汽排入 泄压水箱。 冷却剂压力下降：电加热器自动投入运行，将下部水加热蒸发，产生更多
第二章 核电站工作原理与系统
宋长华
一、核电站工作原理
1、什么叫核电站？ 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， 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。 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， 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， 再转变为电能的系统和设施，通常称为 核电站。 核电站。
5
二、核电站类型
2、沸水堆核电站 --------------------以沸水堆为热源的核电站 --------------------以沸水堆为热源的核电站。图 以沸水堆为热源的核电站。 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。 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、 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。 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。 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）； 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 蒸汽-给水系统；反应堆辅助系统等。
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 年代中期问世以来， 核电自50年代中期问世以来，目前已取得长足的 发展。 1999年中期 世界上共有436座发电用 年中期， 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 兆瓦。 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 在建造的发电反应堆有30座，总装机容量为 21642兆瓦 21642兆瓦。 兆瓦。 目前世界上有33个国家和地区有核电厂发电 个国家和地区有核电厂发电， 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 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 分之一，有的国家超过70％。据资料估计， ％。据资料估计 2005年核电厂装机容量将达到 2005年核电厂装机容量将达到388567兆瓦 年核电厂装机容量将达到388567兆瓦
核电站工作原理与RCP课件
RCP系统的安全保障措施
高温高压保护
RCP系统设有高温高压保护措施，当系统温度或压力超过设定值 时，会自动触发安全阀或紧急停堆系统，确保系统安全。
泄漏监测
RCP系统设有泄漏监测系统，能够实时监测冷却剂的泄漏情况，及 时发现并处理泄漏问题。
备用电源
RCP系统设有备用电源系统，在主电源失效时能够自动切换到备用 电源，确保系统的正常运行。
记录与报告
根据实际情况，操作员需对控制系统进行 适当的调整，以优化系统性能。
对运行过程中的重要参数进行记录，并及 时报告异常情况。
RCP系统紧急停堆流程
紧急停堆命令发布
在发生紧急情况时，相关部门会发布紧急停 堆命令。
关闭热交换器
通过控制室快速关闭热交换器，防止热量继 续传递。
快速停运主泵
立即关闭主泵，并确保冷却剂停止流动。
和维护。
核电站安全检查与评估
03
定期对核电站进行安全检查和评估，确保核电站符合安全标准
。
核电站环境保护措施
放射性物质排放控制
通过有效的放射性物质处理和储存措施，减少核电站运行过程中对 环境的放射性污染。
废液处理与处置
对核电站产生的废液进行有效的处理和处置，防止废液对环境造成 污染。
固体废物管理
对核电站产生的固体废物进行分类、处理和处置，确保废物得到妥善 处理。
重水堆核电站
利用重水作为减速剂和冷却剂，能够 利用天然铀作为燃料，具有较高的燃 料利用率。
CHAPTER 02
核电站工作原理
核裂变原理
核裂变
是指由重的原子核分裂成 两个或多个较小的原子的 一种核反应形式。
链式反应
在裂变过程中，每一个裂 变原子核会产生更多的裂 变原子核，形成链式反应 。
核电站原理
核电站原理
核电站的原理是利用核反应产生的热能来产生蒸汽，进而驱动涡轮发电机发电。
核电站通常使用核裂变反应来产生热能。
核裂变反应是将重核（如铀）的原子核撞击分裂成两个较轻的核，同时释放出大量的能量。
这个过程中释放出的能量以热的形式储存在反应堆中的冷却剂中。
冷却剂通过循环系统流动，将热能传递给蒸汽发生器。
蒸汽发生器中的冷却剂通过与二次回路中的水进行热交换，使二次回路中的水转化为蒸汽。
蒸汽被导入到涡轮发电机中，蒸汽的压力和流速使得涡轮旋转。
涡轮与发电机的转子相连，通过转动发电机的转子产生电能。
电能在发电机中通过变压器被转换为高压电流，然后送入输电网，最终供应给用户使用。
此外，核电站还需要控制系统来稳定核反应的过程，以确保反应过程的安全可靠。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能产生电能的设施，其工作原理基于核裂变和核聚变两种核反应过程。
1. 核裂变原理：核裂变是指重核（如铀、钚等）吸收中子后分裂成两个或者更多轻核的过程。
核电站主要采用铀-235（U-235）作为燃料。
工作过程如下：- 燃料棒：核电站使用铀-235浓缩后的燃料棒，将其装入核反应堆中。
燃料棒通过控制棒来控制核反应的速率。
- 中子源：通过中子源（如铀-235或者钚-239）向燃料棒中发射中子。
- 中子吸收：燃料棒中的铀-235吸收中子，并且发生核裂变，释放出大量的能量和中子。
- 能量释放：核裂变产生的能量以热的形式释放出来，使冷却剂（如水）中的水温升高。
- 冷却剂：高温的冷却剂通过热交换器，将热能转化为蒸汽。
- 蒸汽驱动：蒸汽驱动涡轮机旋转，从而带动发机电产生电能。
- 冷却：蒸汽在涡轮机中释放能量后，通过冷凝器冷却成水，再次循环使用。
2. 核聚变原理：核聚变是指轻核（如氘、氚等）在高温和高压条件下融合成较重的核的过程，释放出巨大的能量。
核聚变是太阳和恒星的能量来源，但目前还没有实现可控的核聚变反应。
核聚变原理如下：- 燃料：核聚变使用氘和氚等轻核作为燃料，这些燃料在地球上非常希少。
- 等离子体：通过加热和加压等方法，使燃料变成高温等离子体状态。
- 等离子体控制：使用强大的磁场将等离子体控制在磁场中心，以防止等离子体接触到反应堆壁。
- 聚变反应：高温等离子体中的氘和氚发生核聚变反应，释放出大量的能量和中子。
- 中子吸收和转化：中子被吸收并转化为热能，然后通过冷却剂转化为蒸汽。
- 蒸汽驱动：蒸汽驱动涡轮机旋转，产生电能。
- 冷却和循环：蒸汽冷却成水，再次循环使用。
核电站工作原理的基本过程如上所述，通过核裂变或者核聚变反应释放出的能量转化为蒸汽驱动涡轮机，最终产生电能。
核电站的运行需要严格的安全措施和核废料处理，以确保核能的安全利用和环境保护。
核电发电原理及流程
核电发电原理及流程
核电是一种利用核裂变或核聚变的能量来产生电能的技术。
核电发电原理主要是利用核反应释放的能量，转化为热能，然后通过蒸汽轮机驱动发电机产生电能。
下面将详细介绍核电发电的原理及流程。
1. 核电发电原理
核电发电原理主要包括以下几个步骤：
1.1 核裂变
核电站通常采用核裂变来产生能量。
在核裂变过程中，重核裂变成两个相对较轻的核，同时释放出巨大的能量和中子。
这些中子会继续引发其他核裂变，形成连锁反应。
1.2 热能转化
核裂变释放的能量会引起核燃料周围的热量增加，燃料棒将热能传递给工质，一般是水。
水受热变为蒸汽。
1.3 蒸汽发电
蒸汽被导入蒸汽轮机中，蒸汽的压力会使轮机旋转。
轮机连接着发电机，通过轴传递动力，驱动发电机旋转产生电能。
1.4 电能输出
发电机产生的电能通过变压器升压后送入电力网供给用户使用。
2. 核电发电流程
核电发电流程主要包括以下几个步骤：
2.1 核燃料装载
核电站会将放射性核燃料装载到反应堆内，一般采用浸泡在水中的装载方式。
2.2 核反应
核燃料在反应堆中发生核裂变，释放出热能。
2.3 热能传递
热能被传递给循环水，使循环水变为蒸汽。
2.4 蒸汽发电
蒸汽驱动蒸汽轮机转动，将机械能转化为电能。
2.5 电能输出
发电机产生的电能通过输电线路输送到变电站，经变压器升压后再输送到电网，为用户提供电力。
以上就是核电发电原理及流程的详细介绍，通过核裂变释放的能量和连续的发
电流程，核电站可以稳定地产生电能，为社会提供清洁、高效的能源。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能进行发电的设施，其工作原理主要包括核裂变和核反应两个过程。
1. 核裂变过程：核裂变是指重核（如铀、钚等）被中子轰击后分裂成两个或多个轻核的过程。
核电站中使用的燃料一般为铀-235（U-235）。
在核反应堆中，中子被引入燃料棒中，撞击到U-235核上，使其不稳定，发生裂变。
裂变过程中释放出大量的能量和中子。
2. 控制棒调节：为了保持核反应的稳定，核电站使用控制棒来调节裂变反应的速率。
控制棒一般由吸中子材料（如硼、银等）制成，可以吸收中子。
当需要减缓反应速率时，控制棒被插入反应堆中，吸收中子，减少中子的数量，从而减缓裂变反应的速率。
反之，当需要增加反应速率时，控制棒被抽出。
3. 热交换：核裂变释放出的能量转化为热能，通过热交换器将热能转化为蒸汽。
核电站中使用的一种常见的热交换器是蒸汽发生器。
蒸汽发生器中的热能使水蒸发，产生高温高压的蒸汽。
蒸汽进一步驱动涡轮机转动。
4. 涡轮机和发电机：核电站中的蒸汽驱动涡轮机转动，涡轮机与发电机相连，通过机械能转化为电能。
涡轮机的转动使发电机的转子旋转，产生电流。
发电机通过电磁感应原理将机械能转化为电能。
5. 冷却系统：核电站的冷却系统用于控制反应堆的温度，防止过热。
常用的冷却剂包括水和氦气。
冷却系统通过循环流动的方式将热能带走，保持反应堆的稳定工作。
6. 安全措施：核电站在设计和运行过程中采取了多重安全措施，以保障人员和环境的安全。
例如，核电站设有防护层，用于阻挡辐射物质的泄漏。
同时，核电站还设有紧急停机装置和应急备用电源，以应对突发情况。
总结：核电站的工作原理是通过核裂变和核反应将核能转化为热能，再通过热交换、涡轮机和发电机将热能转化为电能。
核电站的工作过程中需要控制裂变反应的速率、保持冷却系统的稳定，并采取多重安全措施以确保安全。
核电站作为清洁能源的一种，具有高效、稳定的特点，对于满足能源需求和减少碳排放具有重要意义。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是一种利用核能产生电能的设施，其工作原理涉及核反应、热能转换和电能产生等多个环节。
以下是核电站工作原理的详细描述。
1. 核反应堆核电站的核心部分是核反应堆，它包含了核燃料和控制装置。
核燃料通常采用铀或钚等放射性物质，这些物质在核反应中会发生裂变或聚变。
核反应堆中的控制装置可以调节核反应的速率，以确保反应过程的稳定性。
2. 裂变反应核反应堆中的核燃料发生裂变反应，即原子核分裂成两个较小的核片段。
裂变过程伴随着大量的能量释放，这些能量以热能的形式存在。
3. 热能转换核反应堆中释放的大量热能被用来产生蒸汽。
热能通过燃料棒或燃料元件传递给冷却剂，冷却剂在高温下蒸发成为高压蒸汽。
蒸汽进一步驱动涡轮机转动。
4. 涡轮机和发电机高压蒸汽进入涡轮机，使其转动。
涡轮机通过转动轴连接发电机，将机械能转化为电能。
发电机中的线圈和磁场之间的相对运动产生电磁感应，从而产生交流电。
5. 冷却系统核反应堆需要保持在合适的温度范围内工作，以确保反应过程的稳定性和安全性。
冷却系统通过将热能从核反应堆中带走，保持反应堆的温度在安全范围内。
冷却系统通常使用水或气体作为冷却剂。
6. 安全措施核电站的工作原理中，安全措施至关重要。
核反应堆中的控制装置可以调节核反应的速率，以避免过热和失控。
此外，核电站还设有多层次的安全系统，包括紧急停堆装置、防辐射屏蔽和废物处理设施等，以确保核能的安全利用和环境保护。
总结：核电站的工作原理主要包括核反应、热能转换和电能产生。
核反应堆中的核燃料发生裂变反应，释放大量热能。
这些热能被用来产生高压蒸汽，驱动涡轮机转动，进而通过发电机产生电能。
核电站还配备了冷却系统和安全措施，以确保核能的稳定运行和安全利用。
核电站以其高效、低碳的特点成为一种重要的电力供应方式，对于满足能源需求和减少碳排放具有重要意义。
最全面！核电站的工作结构及其工作与原理
最全面！核电站的工作结构及其工作与原理1一、原子和核能核能是原子核粒子重新组合和排列时所产生的能量,又称原子能。
核能实质上是一种质量和能量转...核能的主要特点是：能量高度集中。
1t铀-235全部裂变产生的能量约等于240万t标准煤燃烧时放出能量。
二、核电站的工作原理目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。
核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产蒸汽的核岛（包括反应堆装置和一回路系统）和利用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统）。
核电站使用的燃料一般是放射性重金属：铀、钚。
现在使用最普遍的民用核电站大都是压水反应堆核电站，它的工作原理是：用铀制成的核燃料在反应堆内进行裂变并释放出大量热能；高压下的循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成蒸汽，推动发电机旋转，从而产生电能。
三、核电站的工作设备•主泵：如果把反应堆中的冷却剂比做人体血液的话，那主泵则是心脏。
它的功用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽发生器，以保证裂变反应产生的热量及时传递出来。
•稳压器：又称压力平衡器，是用来控制反应堆系统压力变化的设备。
在正常运行时，起保持压力的作用；在发生事故时，提供超压保护。
稳压器里设有加热器和喷淋系统，当反应堆里压力过高时，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时，加热器自动通电加热使水蒸发以增加压力。
•蒸汽发生器：它的作用是把通过反应堆的冷却剂的热量传给二次回路水，并使之变成蒸汽，再通入汽轮发电机的汽缸作功。
•安全壳：用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。
万一发生罕见的反应堆一回路水外逸的失水事故时，安全壳是防止裂变产物释放到周围的最后一道屏障。
安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器。
•汽轮机：核电站用的汽轮发电机在构造上与常规火电站用的大同小异，所不同的是由于蒸汽压力和温度都较低，所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电站的大。
•危急冷却系统：为了应付核电站一回路主管道破裂的极端失水事故的发生，近代核电站都设有危急冷却系统。
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幻灯片1第二章核电站工作原理及系统组成余廷芳幻灯片2一、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。
幻灯片3一、核电站工作原理●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。
核电站工作流程原理1；图2幻灯片4二、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。
幻灯片5二、核电站类型●1、压水堆核电站●----------------以压水堆为热源的核电站。
图●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。
幻灯片6二、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。
幻灯片7二、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。
幻灯片8二、核电站类型●4、快堆核电站图●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％。
幻灯片9二、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388567兆瓦幻灯片10三、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。
核反应堆结构图●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；幻灯片11三、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。
幻灯片12三、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。
幻灯片13三、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。
幻灯片14四、核能是清洁的能源●目前环境污染问题大部分是由使用化石燃料引起的，化石燃料燃烧会放出大量的烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，由二氧化碳等有害气体造成的“温室效应”，将使地球气温升高，会造成气候异常，加速土地沙漠化过程，给社会经济的可持续发展带来灾难性的影响，核电站并不排放这些有害物质，不会造成“温室效应”，与火电厂相比，它能大大改善环境质量，保护人类赖以生存的生态环境等。
●核电站是安全、经济、干净的能源，与火电站相比，更有利于保护环境。
幻灯片15核电厂和火电厂对环境影响的比较（电功率100兆瓦）幻灯片16四、核电站是经济的能源●世界上有核电国家的多年统计资料表明，虽然核电站的比投资高于燃煤电厂，但是，由于核燃料成本显著地低于燃煤成本，以及燃料是长期起作用的因素，这就使得目前核电站的总发电成本低于烧煤电厂。
幻灯片17六、核能是可持续发展的能源●世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。
这些裂变燃料足够使用到聚变能时代。
聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.034克/升，据估计地球上总的水量约为138亿亿立方米，其中氘的储量约40万亿吨，地球上的锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。
●按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。
因此，有些能源专家认为，只要解决了核聚变技术，人类就将从根本上解决了能源问题。
幻灯片18八、核电站在设计上所采取的安全措施●1、四重屏障：●裂变产生的放射性物质90％以上滞留于燃料芯块中；●密封的燃料包壳；图●坚固的压力容器和密闭的回路系统；图能承受内压的安全壳。
图幻灯片19八、核电站在设计上所采取的安全措施●2、多重保护：●在出现可能危及设备和人身的情况时，●进行正常停堆；●因任何原因未能正常停堆时，控制棒自动落入堆内，实行自动紧急停堆；如任何原因使控制棒未能插入，高浓度硼酸水自动喷入堆内，实现自动紧急停堆。
幻灯片20八、核电站在设计上所采取的安全措施●3.核电厂在管理方面采取的安全措施●核电厂有着严密的质量保证体系，对选址、设计、建造、调试和运行等各个阶段的每一项具体活动都有单项的质量保证大纲。
●另外，还实行内部和外部监查制度，监督检查质量保证大纲的实施情况和是否起到应有的作用。
另外对参加核电厂工作的人员的选择、培训、考核和任命有着严格的规定。
领取操纵员执照，然后才能上岗，还要进行定期考核，不合格者将被取消上岗资格。
幻灯片21八、核电站在设计上所采取的安全措施●4、核电厂发生自然灾害时，它能安全停闭●在核电厂设计中，始终把安全放在第一位，在设计上考虑了当地可能出现的最严重的地震、海啸、热带风暴、洪水等自然灾害,>即使发生了最严重的自然灾害,>反应堆也能安全停闭，不会对当地居民和自然环境造成危害。
在核电厂设计中甚至还考虑了厂区附近的堤坝坍塌、飞机附毁、交通事故和化工厂事故之类的事件，例如一架喷气式飞机在厂区上空坠毁，而且碰巧落到反应堆建筑物上，设计要求这时反应堆还是安全的。
幻灯片22八、核电站在设计上所采取的安全措施●5、核电站的纵深防御措施●核电站的设计、建造和运行，采用了纵深防御的原则，从设备上和措施上提供多层次的重叠保护，确保放射性物质能有效地包容起来不发生泄漏。
纵深防御包括以下五道防线：●第一道防线：精心设计，精心施工，确保核电站的设备精良。
有严格的质量保证系统，建立周密的程序，严格的制度和必要的监督，加强对核电站工作人员的教育和培训，使人人关心安全，人人注意安全，防止发生故障。
●第二道防线：加强运行管理和监督，及时正确处理不正常情况，排除故障。
●第三道防线：设计提供的多层次的安全系统和保护系统，防止设备故障和人为差错酿成事故。
●第四道防线：启用核电站安全系统，加强事故中的电站管理，防止事故扩大。
第五道防线：厂内外应急响应计划，努力减轻事故对居民的影响。
幻灯片23八、核电站在设计上所采取的安全措施●6、核电站废物严格遵照国家标准，对人民生活不会产生有害影响●核电厂的三废治理设施与主体工程同时设计，同时施工，同时投产，其原则是尽量回收，把排放量减至最小，核电厂的固体废物完全不向环境排放，放射性液体废物转化为固体也不排放；像工作人员淋浴水、洗涤水之类的低放射性废水经过处理、检测合格后排放；气体废物经过滞留衰变和吸附，过滤后向高空排放。
核电厂废物排放严格遵照国家标准，而实际排放的放射性物质的量远低于标准规定的允许值。
所以，核电厂不会对给人生活和工农业生产带来有害的影响。
幻灯片24九、核电站系统●1、核电站系统（三个回路）图1；图2；图3●一回路：反应堆冷却剂（硼水）在主泵的驱动下进入反应堆，流经堆芯后从反应堆容器的出口管流出，进入蒸汽发生器，然后回到主泵，这就是反应堆冷却剂的循环流程（亦称一回路流程）。