压水堆核电厂简要介绍

综合考虑，一般压水堆核电厂一回路系统的工作压力约 为15. 0MPa左右。设计压力取1.10～1.25倍工作压力；冷态水 压试验压力取1.25倍设计压力 。
3）反应堆冷却剂的出口温度
电厂热效率与冷却剂的平均温度密切相关，冷却剂出 口温度越高，电厂热效率越高，但冷却剂出口温度的确定 应考虑以下因素： ① 燃料包壳温度限制：燃料包壳材料要受到抗高温腐蚀性 能的限制，对于轻水堆， 包壳材料Zr-4的允许表面工作温 度应不高于350℃。 ② 传热温差的要求：为了保证燃料元件表面与冷却剂之间 传热的要求，燃料表面与冷却剂间应有足够的温压。若包 壳温度限制在350℃，冷却剂温度至少要比此温度低10℃～ 15℃，以保证正常的热交换。
3）厂房布置
➢ 核岛核蒸汽供应系统中的压水堆、一回路主系 统和设备及余热排出系统安装在安全壳（也称反 应堆厂房）内。当发生泄漏事件时，安全壳可以 把带放射性的反应堆冷却剂系统与环境隔开；
➢ 核蒸汽供应系统中另外两个辅助系统及核岛的其 余组成部分均在安全壳外都放置在辅助厂房内， 该厂房位于控制厂房和安全壳之间；
5、核电厂选址要求
核电厂选址的很多因素与火电厂相同，包括：接近 电力负荷中心，有充足的冷却水源，交通运输方便，良 好的自然条件（如地形、地质和地震等），减少废热废 物排放对生物的影响和防止环境污染的可能性等。
此外，还应尽量减少释放放射性对环境的影响，以 确保居民在一般事故和严重事故条件下不受危害。
大亚湾核电厂共有348个系统.
一回路主系统流程图
二回路系统流程图
1、核岛的组成
➢ 核蒸汽供应系统，它包括：
a、压水堆及一回路主系统和设备（主泵，蒸汽 发生器，主管道，稳压器等）。
b、三个辅助系统：化学和容积控制系统、余热 排出系统和安全注射系统。
c、以上系统的控制、保护和检测系统。
➢ 核岛的其余组成部分，它包括：
➢ 燃料厂房是供装卸及储存新燃料和乏燃料用的；
内设乏燃料贮存池，贮存池上方有一台100－150吨的桥式吊车。以吊 装乏燃料运输容器和乏燃料冷却系统的所有设备。燃料厂房通过燃料输送 管与反应堆厂房相连接。
➢ 控制厂房包括主控制室、电缆敷设间、辅助仪
表室、计算机和蓄电池室；
➢ 汽轮机厂房包括所有动力转换系统，即汽轮机
③冷却剂过冷度要求：为保证流动的稳定性和有效传热， 冷却剂应具有20℃左右的过冷度。
1）压水堆核电厂的功率
核电厂的一回路系统由若干并联的环路组成。一个 环路所输送的热功率与压水堆核电厂规模和设备设计制 造能力有关。确定整个机组的容量要考虑电网容量。
按照核电厂安全准则，单堆核电厂的环路数不小于1， 但过多的环路数将增加设备投资，因此，目前核电厂一 回路一般采用2～4条环路并联形式。每一条环路所对应 的电功率最初为150MW。
在相同堆功率情况下，单个环路功率提高后，就可以 减少环路数目，减少相应的设备和部件，降低设备投资和 维修费用。这样，降低了核电厂每千瓦的造价和每度电价 率，应当高温热源吸热平均温度。由水的热 物理性质可知，要想提高反应堆冷却剂的出口温度而不发生冷 却剂容积沸腾，必须提高一回路压力。所以，从提高 核电厂的热效率来说，提高一回路系统冷却剂的工作压力是必 要的。但是这方面的潜力非常有限。
压 水 堆 核 电 厂 的 布 置
1—反应堆厂房； 2—核辅助厂房； 3—核燃料厂房； 4—电气厂房； 5—汽轮机厂房； 6—调度控制楼； 7—主调度大楼； 8—变电站； 9—循环水泵房； 10—行政办公大楼； 11—餐厅； 12—其它辅助厂房； 13—循环水出口。
核电厂厂区T形布置
汽轮机厂房
要考虑的一个重要因素，但不是唯一因素，需综合 考虑厂址的其它各种条件。
随着技术水平和安全研究的不断发展，核电厂 的设计和安全设施的日趋完善可靠，特别是随着核 电厂建造和运行经验的不断积累，人口密度分布限 制会进一步减小，甚至有可能在靠近大城市的位置 建造核电厂。
6、压水堆冷却剂系统 （一回路主系统）
功率(MW)
300 600 900 1000 900 1300 1300 1000
环路数
2 2 3 4 2 4 2 3
单环功率 (MW)
150 300 300 250 450 330 600 340
单环流量 ( t/h)
16100 17550 17550
21000 18000 23300 23790
随着核电设备设计制造能力提高，近期的压水堆核电 厂，一个环路的电功率已达到300MW～600MW；而且， 以每个环路300MW为标准形式，设计建造电功率为 600MW，900MW，1200MW的大型核电厂。进一步加大 蒸汽发生器和反应堆冷却剂泵的容量后，单个环路产生的 电功率可达到500MW～600MW。
及其辅助设备。汽水分离器、再热器、给水加 热器和给水泵等。
4、压水堆核电厂运行的特点
1、一次装料，定期停堆换料。 2、堆内核裂变放出核能的同时，也放出瞬发中子和瞬发
射线，故要防止放射性物质外逸，防止事故的发生。 3、堆停闭后，裂变碎片的、 衰变，将产生剩余发热
（衰变热），故停堆后不能立即停止冷却。 4、气体、液体及固体放射性废物的处理和贮存。 5、核电厂建设费用高，但燃料所占费用较为便宜。
能量转换“四步曲”
1）反应堆：将核能转变为热能（高温高压水）；
2）蒸汽发生器：将一回路高温高压水中的热量传 递给二回路的水，使其变为饱和蒸汽。
3）汽轮机：将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的 机械能；
4）发电机：将汽轮机传来的机械能转变为电能。
典型参数
*1．一回路额定热功率：
2905MW
2．一回路压力：
为每年全身5 mSv，在核电厂发生重大的假想事故情况下，应保 证居民不受超过规定的剂量限值的照射。
➢ 将核电厂设置在非居住区，一方面是为了能控制周围土地的
使用和防止厂外人为事故干扰电厂的正常运行；另一方面是在 事故情况下，可保障邻近居民的安全隔离。许多国家对非居住 区，有明确规定的禁区半径。
➢ 考虑厂址周围的人口密度和分布。这是目前选址
另外，核电厂应建在铁路、公路或水路等交通运输比较方 便的地方，以便于对大型设备和新燃料、乏燃料的特殊运输； 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。
为确保核电厂的安全运行，除现场备有应急柴油发电机和 系统外，还要求配备从两个以上方向接入的二套独立可靠的厂 外电源。厂址应避免选在机场和生产爆炸或有毒化学产品的工 厂附近，其距离应不小于8 km。
2）关于核心区的布置
按反应堆厂房与汽轮机厂房的相对位置，有T型与L 型布置。 T型：汽轮机叶片旋转平面与安全壳不相交。占地大，单 独汽机厂房。 L型：汽轮机叶片旋转平面与安全壳相交。须设置防止汽 轮机飞车时汽轮机叶片对安全壳和冲击的屏障，占地少， 两台以上机组可共用汽轮机厂房，仅用一台吊车。
我国采用T型布置。
155bar,a
3．反应堆进/出口水温：
293/327℃
4．蒸汽发生器出口蒸汽压力： 67.1bar,a
*5．汽轮机额定电功率：
983.8MW
6．汽轮机转速：
3000r.p.m
7．冷凝器压力：
0.075bar,a
８．给水温度：
226℃
典型压水堆核电厂功率及一回路容量
用户
秦山一期 秦山二期 大亚湾
田湾 燃烧公司(美) 西屋,法马通 燃烧公司(美) CNP1000(中)
归结起来，核电厂选址应考虑核电厂本身特性、厂 址自然条件和技术要求以及辐射安全等三个方面。
1）核电厂的放射性特性
核反应堆是一个强大的放射源。核电厂的热功率决定了反应 堆内放射性的总储量，在相同的运行条件下，堆内放射性的总 量与功率成正比，因而在发生事故时可能释放的放射性也与功 率有关。
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了电厂在正常运行时 放射性的排放量。
堆作为动力而发电的电厂，它是一个将核能转 换为电能的综合装置。
➢ 压水堆核电厂一般是由一回路和二回路以及与
它们相关的各个辅助系统或设备组成。一回路 也称反应堆冷却剂系统，它包括压水堆本体和 若干个封闭的并联到反应堆压力容器的反应堆 冷却剂环路；二回路也称动力转换系统。
配套设施:
a.直接为生产服务的：如除盐水,压缩空气,辅 助锅炉等； b.保证设施：如在役检查,辐射监测,废物实验 室,环境监测,气象等； c.厂区设施：如保安,海工构筑物,消防,排水； d.服务设施：计算机系统(控制,模拟,应急,管 理);文档管理,通讯,培训中心与模拟机。
2）厂址的自然条件和技术要求
厂址的自然条件必须满足核电厂选址的技术要求，应尽可 能地避免或减少自然灾害(如地震、洪水及灾难性气象条件)造成 的后果，并应有利于排出的放射性物质在环境中稀释。
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。考感到安全和经济的要求，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。
➢ 循环水系统； ➢ 电气系统及厂用电设备。
3、核电厂的平面布置
1）布置原则
A、区分脏净，脏区尽可能在下风口； B、满足工艺要求，便于设备运输，减少管线迂回纵横 交叉； C、以反应堆厂房为中心，辅助厂房、燃料厂房设在同 一基岩的基垫层上，防止因厂房承载或地震所产生的 沉降差导致管线断裂。 D、以反应堆厂房为中心，辅助厂房、燃料厂房、主控 制室、应急柴油发电机厂房分布四周。双机组厂可采 用对称布置，共用部分辅助厂房。
当厂址位于大的内湖或海滩附近时，应确定由湖层或海啸可 能造成的最大洪水。
气象条件是影响选址的一个因素，对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。
水源和水文方面，保证足够且可靠的冷却水是电厂运行最 基本的技术条件，一般要求百年一遇的最小流量也能满足电厂 正常运行的要求。核电厂的热排放对厂址选择有较大影响，一 般核电厂均建在有充分水源的江、河、湖、海边。
a、设备冷却水系统、生水系统、重要厂用水系统； b、放射性废物处理系统及硼回收系统； c、反应堆安全壳及安全壳喷淋系统； d、核燃料装换料及贮存系统； e、安全壳通风和过滤系统、核辅助厂房通风系统； f、柴油发电机组。
2、常规岛的主要系统及设备
➢ 二回路系统也称动力转换系统或汽轮发电机系 统，它是由蒸汽系统、汽轮发电机组、冷凝器、 蒸汽排放系统、给水加热系统和辅助给水系统 等组成。
例如，水的压力为20MPa时，其饱和温度也仅有 365.7℃，而现代压水堆一回路常用压力为15.5MPa，其对应的 饱和温度为344.7℃。二者相比，压力提高了4.5MPa，饱和温度 却仅提高21℃。显然如此提高压力，在提高电厂效率上的收益 不大，反而对各主要设备的承压要求、材料和加工制造等技术 难度都大大增加了，最终影响到电厂的经济性。
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；如果废水放射性排放量很大，电厂废水就不能直接向江 河湖海中排故。具体允许排放量，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。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 于核电厂厂址选择所规定的严重危害后果的程度。
第二讲 压水堆核电厂简介
压水堆核电厂的优点：
低富集度U235：富集技术过关，组件制作生产 线(宜宾)； 轻水价低廉； 间接循环；安全性好 (S/G将一二次侧分隔,汽机厂 房干净；) 压力高 压力容器个小(4m 内径)，便于制造加工； 控制棒自上而下，便于检修换料。
图3 压水堆核电厂基本运作原理
➢ 压水堆核电厂就是利用一座或若干座压水反应
3）辐射安全要求
从辐射安全的角度看，电厂正常运行时排放的放射性废物 对环境的影响很小，对选址有影响的主要还是核电厂事故时可 能对居民造成的危害。通常一个国家的核电厂选址标准的主要
内容之一是规定事故条件下的最大释放量。应考虑以下因素： ➢ 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。正常运行时按“放射防护规定” 对附近居民的剂量限值