核電廠系統(tǒng)與設(shè)備知識點

1、核電廠系統(tǒng)與設(shè)備知識點房為中心,輔助廠房,燃料廠房,主控制室應(yīng)急柴油發(fā)電機廠房四周.雙機組廠可采用對稱布置,公用部分輔助廠房.布置分區(qū)：核心區(qū)、三廢區(qū)、供排水區(qū)、動力供應(yīng)區(qū)、檢修及倉庫區(qū)、廠前區(qū)2020 年前要新建核電站 31 百萬千瓦級核電機組與全國能源和電力發(fā)展相銜接;核電政策：自主，國產(chǎn)化，與壓水堆配套；引進的基礎(chǔ)上,消化,改進,國產(chǎn)化。沿海地區(qū)。核心區(qū)布置按反應(yīng)堆廠房與汽輪機廠房的相對位置,有 T 型與 L型布置：T 型:汽輪機葉片旋轉(zhuǎn)平面與安全殼不相交.占地大,單獨汽機廠房。L 型:汽輪機葉片旋轉(zhuǎn)平面與安全殼相交 ,須設(shè)置防止汽輪機飛車時汽輪機葉片對安全殼和沖擊的屏障 .占地少,兩臺

2、以上機組可公用汽輪機廠房,僅用一臺吊車。我國采用 T型布置。我國確定發(fā)展壓水堆核島:一回路系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)、安全設(shè)施及廠房。常規(guī)島:汽輪發(fā)電機組為核心的二回路及其輔助系統(tǒng)和廠房。范標準安全功能:配套設(shè)施：除核島、常規(guī)島的其余部分。1 安全停堆和維持安全停堆狀態(tài)；設(shè)備中實現(xiàn)的：2 停堆后余熱導(dǎo)出；3 許值。1）核反應(yīng)堆：將核能經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并將熱能傳給反應(yīng)堆冷卻劑，是一回路壓力邊界的重要部件。確定某物項對于安全的重要性有：確定論方法； 概率論方法。2）蒸汽發(fā)生器：將反應(yīng)堆冷卻劑的熱量傳遞給二回路的水，使其變?yōu)檎羝Ｔ诖酥贿M行熱量交換，不進行能量形態(tài)的轉(zhuǎn)變；3）汽輪機：將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)的

3、機械能；4）發(fā)電機：將汽輪機傳來的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。大亞灣核電廠共有 348 個系統(tǒng)安全分為四級1 安全一級：一回路承壓邊界所有部件；選用設(shè)備等級一級，質(zhì)量A組。按照實際可能的最高標準設(shè)計、制造、安裝和實驗。2 安全二級：余熱去除、安注和安噴系統(tǒng)。3 安全三級：輔助給水；設(shè)備冷卻水；乏燃料池冷卻系統(tǒng)；為安全系統(tǒng)提供支持的系統(tǒng)和設(shè)施。滿足工藝要求,便于設(shè)備運輸,減少管線迂回縱橫交叉;c.反應(yīng)堆廠房為中心,輔助廠房,燃料廠房設(shè)在同一基巖的基墊層上 ,防止因廠房承載或地震所產(chǎn)生的沉降差導(dǎo)致管線斷裂 .d.以反應(yīng)堆廠4 安全四級：核島中不屬于安全三級以上的，但要求按照非和規(guī)范和標準中較高要求設(shè)計制造。

4、射性后果合理盡量低。萬一發(fā)生嚴重事故造成放射性大量外逸時，對附近居民實行隱蔽、疏散、供給藥物、封鎖食品，使放射性物質(zhì)釋放帶來的損害減小到最小抗震一類指其損害會直接或間接造成事故的工況以及用來實施停堆或維持停堆狀態(tài)的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和設(shè)備。和1E級電器設(shè)備屬抗震一類?？拐鹨活愐鬂M足安全停堆地震載荷要求取及時有效措施，保護公眾、保護環(huán)境，將事故損失減到最小國核事故應(yīng)急管理體系：核事故應(yīng)急工作實行國家、地方、核電廠三級管理制。表下物質(zhì)的特性的基礎(chǔ)上所確定的可能發(fā)生的最大地安全停堆地震通常取當?shù)貧v史上發(fā)生過的最大地震再加上一個適當?shù)陌踩Ａ亢蟠_定的。一，是在放射源與人之間設(shè)置了多道屏障:引起載荷要求。第

5、一道屏障: 燃料元件包殼;第二道屏障: 一回路壓力邊界;第三道屏障: 安全殼，即反應(yīng)堆廠房。在美國，抗震I類設(shè)備必定是安全級設(shè)備，而對非安全級設(shè)備也可以提單獨的抗安全停堆地震要求 。有時見到四道屏障之說，它們依次是： 燃料芯塊； 燃料元件包殼； 一回路壓力邊界；氣密性的承壓反應(yīng)堆廠房（安全殼）核電廠各系統(tǒng)安全設(shè)計的基本原則有:單一故障準則滿足單一故障準則的設(shè)備組合，在其任何部位發(fā)生單一隨機故障時，仍能保持所賦于的功能多樣性原則多樣性應(yīng)用于執(zhí)行同一功能的系統(tǒng)的可靠性為了提高系統(tǒng)的可靠性，防止發(fā)生共因故障或共模故障，系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)通過功能隔離或?qū)嶓w分隔，實現(xiàn)系統(tǒng)布置和設(shè)計的獨立性。故障安全原則 ,；

6、充分采用固有員室設(shè)計性排放低于預(yù)定限值，對環(huán)境與公眾的影響可以忽略不計；導(dǎo)致高輻射計量或放射性物質(zhì)大量釋放的事故概率要低，而發(fā)生概率較高的輻射后果要小。的設(shè)備和規(guī)程，用以防止事故、或在未能防止事故發(fā)生時實施適當?shù)姆雷o，保證核電廠的安全。五道相繼深入而又相互增援的設(shè)計防御措施：第一道防御：考慮對事故的預(yù)防，核電廠的設(shè)計必須是穩(wěn)妥的和偏于安全的反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)又稱為一回路系統(tǒng)第二道防御：防止運行中出現(xiàn)的偏差發(fā)展成為事故。設(shè)置可靠的保護裝置和系統(tǒng)。探測妨礙安全的瞬變，完成適當?shù)谋Ｗo動作第三道防御：限制事故的放射性后果，保障公眾的安全。第四道防御是應(yīng)付可能已超出設(shè)計基準事故的嚴重事故，并使放主要功能使

7、冷卻劑循環(huán)流動，將堆芯裂變產(chǎn)生的熱量載出，并通過蒸汽發(fā)生器傳給二回路工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電在停堆后的第一階段，經(jīng)蒸汽發(fā)生器帶走堆內(nèi)的衰變速等參數(shù)的選擇，直接影響了核電廠的安全性和經(jīng)濟性核電廠一回路一般采用 24條環(huán)路并聯(lián)形式。熱。放射性屏障：壓力邊界構(gòu)成防止裂變產(chǎn)物釋放到環(huán)境中的一道屏障，第二道屏障。一般壓水堆核電廠一回路系統(tǒng)的工作壓力約為左右。設(shè)計壓力冷卻劑作為可溶化學(xué)毒物硼的載體，并起慢化劑和 取倍工作壓力；冷態(tài)水壓試驗壓力取倍設(shè)計壓力。反射層作用。 壓力控制：RCP 系統(tǒng)的穩(wěn)壓器用來控制一回路的壓力，防止堆內(nèi) 越高，電廠熱效率越高，但冷卻劑出口溫度的確定應(yīng)考慮以下因發(fā)生偏離

8、泡核沸騰，同時對一回路系統(tǒng)實行超壓保護。按照功能,反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)可分為冷卻系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和超壓保護系統(tǒng)素：燃料包殼溫度限制、傳熱溫差的要求、冷卻劑過冷度要求。溫度取 280300，出口溫度取 310330。核電廠變工況時，平均溫度變化允許的最大溫差為 1725。反應(yīng)堆的設(shè)計溫度為 350。單環(huán)路對應(yīng)的電功率為 300MW 時，冷卻劑總質(zhì)量流量可達到 15000t/h21000t/h。主管道內(nèi)冷卻劑流速可達 15m/s，一回路系統(tǒng)的總阻力約為分卻閥、主泵、穩(wěn)壓器主管道分期熱段、過渡段、冷段三部分堆芯又稱為活性區(qū)，位于反應(yīng)堆壓力容器中心偏下的位置。大亞灣核電廠由 157 個幾何形狀和機械結(jié)構(gòu)

9、完全相同的燃料組件，構(gòu)成一個高，等效直徑的準圓柱狀核反應(yīng)區(qū)。管道組成。間，增加泵的慣性流量同的區(qū)，在堆芯外區(qū)放置濃集度較高的燃料組件，濃集度較低的燃料組件以棋盤的形式排列在堆芯的內(nèi)區(qū)。力容器，以便建立和保持一個自然循環(huán)驅(qū)動頭。題。原理上，增加堆芯與蒸汽發(fā)生器間的高度差仍然有效，但增高蒸汽發(fā)生器。1 區(qū) 53 個組件，濃集度%；2 區(qū) 52 個組件，濃集度%；3 區(qū)52 個組件，濃集度為%。通常每年進行一次換料，每次換料更換1/3 燃料組件，達到平衡換料時新燃料的濃集度為%。于反應(yīng)堆控制，提供反應(yīng)堆停堆能力和控制反應(yīng)性快速變化燃料元件呈 17x17 289中 264 個位置由燃料元件占據(jù)。卸壓系

10、統(tǒng)主要由裝在穩(wěn)壓器汽空間連管上的卸壓閥或安全閥及其管道和卸壓箱組成燃料元件是由產(chǎn)生核裂變并釋放熱量的部件。燃料組件骨架由 24 根控制棒導(dǎo)向管、一根中子通量測量管 8個定位格架以提高組件的剛性和強度。漏水導(dǎo)流軸封，即將第二道密封的泄漏水導(dǎo)流至收集點1 號密封位于泵軸承上方，它是密封組件中最重要的部件，又稱主密封。可燃毒物組件由裝在不銹鋼包殼管中的含硼玻璃管應(yīng)性2 號密封的主要作用是阻擋 1 系統(tǒng)锎-252 被廣泛用作為初級中子源給流體。流體獲取能量后，壓力升高，從而實現(xiàn)冷卻劑在一回路的強迫循環(huán)。表支承結(jié)構(gòu)堆芯下柵板為燃料組件提供精確定位和流量分配組件提供導(dǎo)向泡，汽泡隨液體到達靜壓超過飽和蒸汽壓

11、力的區(qū)域時，蒸汽突然凝結(jié)而使汽泡破裂，這種破裂在很短時間內(nèi)發(fā)生，周圍的液體以蒸汽凝結(jié)-汽泡破裂的整個過程及其一系列現(xiàn)象，稱為汽蝕。蒸汽發(fā)生器是分隔一、二次側(cè)介質(zhì)的屏障反應(yīng)堆壓力容器對材料要求：高強度，耐腐蝕，抗輻照反應(yīng)堆壓力容器本體材料屬低碳鋼壓力容器的法蘭結(jié)合處用兩道“O”形圈密封。素。轉(zhuǎn)變溫度水堆核電廠的非計劃停堆事故中約有四分之一是因蒸汽發(fā)生器問題造成的。反應(yīng)堆冷卻劑泵分為全密封泵和軸封泵?？煽?。局限性：它效率低為自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器和直流(強迫循環(huán))蒸汽發(fā)生器;按傳熱管形狀可分為 U形管、直管、螺旋管蒸汽發(fā)生器；按設(shè)備的安放方 U 形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器應(yīng)用最為廣泛式，采用防滴結(jié)構(gòu)運行期

12、間從反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)沿主泵泵軸向安全殼氣空間的反應(yīng)堆冷卻劑泄漏量基本為零。旋葉式汽水分離器通過離心力作用使汽水分離百葉窗式汽水分離器用來提高蒸汽干度 號密穩(wěn)壓器的壓力就代表了一回路的壓力穩(wěn)壓器內(nèi)壓力波動來源于冷卻劑體積的變化一回路主要輔助系統(tǒng)是核島的重組成部分，在事故工況排出核燃料剩余功率；對反應(yīng)堆冷卻劑進行化學(xué)和容積控制；進行設(shè)備的冷卻；廢物的收集和處理；核島通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)?；菹到y(tǒng)主要功能為：改變反應(yīng)堆冷卻劑的硼濃度芯反應(yīng)性；維持穩(wěn)壓器的水位,控制一回路系統(tǒng)的水裝量；對反應(yīng)堆冷卻劑的水質(zhì)進行化學(xué)控制和凈化向反應(yīng)堆冷卻劑泵提供軸封水，對于上充泵兼作高壓安注泵的化容系統(tǒng) ,事故時用上充泵向堆芯注

13、入應(yīng)急冷卻水制。及手動補給物種補給方式熱量；反應(yīng)堆在冷停期間，換料或維修操作時，排出堆內(nèi)余熱，維持一回路溫度低于 溫度；換料操作后，將換料水從換料水池輸送至換料水箱。地對余熱排出系統(tǒng)升壓和加熱從往往具有放射性介質(zhì)的系統(tǒng)傳輸?shù)酵饨绛h(huán)境的中間冷卻系統(tǒng)；海水；為核島內(nèi)需要冷卻的介質(zhì)設(shè)備提供冷卻水；在事故工況下作為專設(shè)安全設(shè)施的支持系統(tǒng)，將熱量經(jīng)重要廠用水系統(tǒng)排入環(huán)境。改變冷卻劑硼濃度是通過向一回路注入濃硼酸或純水同時排出等量的一回路水來實現(xiàn)的 ,這一過程需要幾分鐘到幾十分鐘。對反應(yīng)性調(diào)節(jié)速度較慢, 僅適于控制較慢的反應(yīng)性變化：電廠升溫過程中反應(yīng)性的變化 ; 燃耗引起的反應(yīng)性變化和裂變產(chǎn)物氙和釤引起的

14、反應(yīng)性變化。硼酸控制的反應(yīng)性量占總的反應(yīng)性控制量的 70%左右。反應(yīng)堆工作溫度下冷卻劑的硼濃度不應(yīng)大于 140010-6容積控制就是通過 CVCS（化學(xué)和溶積控制系統(tǒng)）吸收穩(wěn)壓器不能全部吸收的那部分一回路水容積的變化的量，維持穩(wěn)壓器水位在一個整定的范圍內(nèi)。傳輸給的熱量排入環(huán)境水體，此系統(tǒng)又稱為重要生水系統(tǒng)，是核島的最終熱阱組合也是裂變產(chǎn)物釋放和腐蝕產(chǎn)物活化的根本原因。防止腐蝕時冷卻要原因。上，待燃料冷卻到一定程度，在送往后處理工廠。廢燃料池冷卻及凈化系統(tǒng)主要為燃料廠房中廢燃料池服務(wù)，它具有冷卻、凈化、充水和排水功能，在換料期間，它也能對反應(yīng)堆廠房中換料水池的水進行凈化和去浮電導(dǎo)率是水純度的一個

15、度量標準。償。它作為高位水箱，為上充泵提供凈正汲入壓頭穩(wěn)壓器汽腔完全消失后，一回路壓力由下泄壓力控制閥控和地面疏水。 簡稱T1廢水） 簡稱T2廢水） 簡稱T3廢水）溶膠的處理方法主要是采用高效過濾器凈化處理第一的原則公眾和核電廠工作人員的安全箱注入系統(tǒng)和低壓安全注入系統(tǒng)。安注過程包括：直接注入階段，再循環(huán)注入階段確保反應(yīng)堆安全的四種安全性要素：自然的安全性 ，非能動的安全性 ，能動的安全性 ，后備的安全性的安全性，控制反應(yīng)性或移出堆芯熱量，使反應(yīng)堆趨于正常運行和安全停閉。用來向一回路補水，以重新建立穩(wěn)壓器水位；在一回路大破口失 向堆芯注水，以重新淹沒并冷卻堆芯，限制燃料元件溫度的上升；在二回路

16、蒸汽管道破裂時，向一回路注入高濃度硼酸溶液，以補償由于一回路冷卻劑連續(xù)過冷而引起的正反應(yīng)性，防止堆芯重返臨界。在蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故，反應(yīng)堆二次側(cè)壓力平衡。在這種事故，安全注射系統(tǒng)補償因泄漏造成的冷卻劑量的減少。事故工況下投入的系統(tǒng)或裝置有：第一道屏障：反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)第二道屏障：穩(wěn)壓器安全閥第三道屏障：則有以下系統(tǒng)或裝置動作：安全殼自動隔離；安全殼噴淋系統(tǒng)， 用于降低安全殼內(nèi)壓和減少放射性碘；氫氣復(fù)合裝置，消除失水事故情況下產(chǎn)生的氫氣，防止可能出現(xiàn)的氫爆；砂堆過濾器，防止安全殼超壓；安全殼內(nèi)廢液及廢氣的外泄漏分別由碘過濾器及核島排氣及疏水系統(tǒng)收集后重新送回安全殼。安全殼系統(tǒng)主要功能是在

17、發(fā)生失水事故和主蒸汽管道破裂事故時承受內(nèi)壓，容納噴射出的汽水混合物，防止或減少放射性物質(zhì)向環(huán)境的釋放，作為放射性物質(zhì)與環(huán)境之間的第三道屏障。體的泄漏。對外部事件（如飛機撞擊、龍卷風(fēng)）進行防護。安全殼噴淋系統(tǒng)的運行兩個階段：直接噴淋、再循環(huán)噴淋事故。一旦一回路管道大破裂，冷卻劑就會噴流而出，造成反應(yīng)堆失水。如果堆芯失去冷卻而燒毀，則大量放射性物質(zhì)就可能釋放到安全殼內(nèi)。提供隔離手段，維護安全殼密封的完整性、阻止放射性裂變產(chǎn)物向安全殼外釋放。安全殼隔離設(shè)施均按抗震 SSE能承受失水事故后安全殼內(nèi)最高溫度和壓力。全殼內(nèi)側(cè)所有隔離設(shè)施的累積輻射劑量不應(yīng)超過 2105Gy。任務(wù)水平。備、汽水分離再熱設(shè)備、

18、調(diào)節(jié)和保護裝置及供油系統(tǒng)等附屬設(shè)備在內(nèi)的一系列動力設(shè)備組合機，調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機，中間再熱式汽輪機 。按工作原理分類分為沖動式汽輪機、反動式汽輪機、混合式汽輪機；按新蒸汽壓力分低壓汽輪機、中壓汽輪機、高壓汽輪機、超高壓汽輪機、亞臨界汽輪機、超臨界汽輪機測安全殼大氣的氫濃度，并消除氫氣，使安全殼大氣的氫濃度保全殼大氣的氫濃度并利用氫氧復(fù)合的原理去除安全殼大氣中的氫氣，使其氫濃度低于%(體積濃度)。本系統(tǒng)在電站啟動，正安全殼疏排水系統(tǒng)收集反應(yīng)堆廠房內(nèi)所有的液體廢物主要疏水種類：清潔疏水、工藝疏水、地面疏水輔助給水系統(tǒng)(ASG) 主要功能：沖動力的大小取決于運動物體的質(zhì)量和速度變化柵組成，即靜止葉柵(

19、噴嘴)，及旋轉(zhuǎn)葉柵(動葉柵)。這種將蒸汽在噴嘴中膨脹產(chǎn)生的動能分幾次在動葉柵中利用的級，稱為速度級式汽輪機。排出堆芯余熱直至達到余熱排出系統(tǒng)投入的運行條件。輔助給水系統(tǒng)設(shè)計成兩個容量為 100%的系列。一個系列是兩臺各為 另一個系列是一臺 100%容量的汽動輔助給水泵（或柴油機驅(qū)動泵）蒸汽的體積流量也逐漸增大。為了使蒸汽順利流過，汽輪機的通大。反動式汽輪機一般都是多級的輔助給水泵：兩臺電動泵、一臺汽動泵機械功要用途是在熱力發(fā)電廠中做帶動發(fā)電機的原動機作完功的蒸汽稱為乏汽噴嘴是將熱能轉(zhuǎn)變成動能的具有特定形狀的流道。凝汽設(shè)備由凝汽器、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵和抽氣器組成配置有回熱加熱設(shè)備是為了提高循環(huán)熱

20、效率以及蒸汽在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生的渦流損失等式，有臥式和立式的兩種蒸汽在級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程中影響蒸汽狀態(tài)的各種損失稱為級內(nèi)損失。的排汽并將其凝結(jié)成水，構(gòu)成封閉的熱力循環(huán)。具體功能有：現(xiàn)代大中型汽輪機的相對內(nèi)效率為接近 90%。汽輪機由轉(zhuǎn)動部分和靜止部分所組成立并維持汽輪機所要求的背壓，保證汽輪機安全、可靠、經(jīng)濟地運行飽和汽輪機組總是設(shè)計成高壓缸和一組低壓缸串級式配置，在進入低壓缸前設(shè)置有汽水分離再熱器，的接受汽輪機排汽及蒸汽排放系統(tǒng)的蒸汽，并將其凝結(jié)成水。汽輪機為 4缸、六排汽口型式為二回路貯存供應(yīng)凝結(jié)水。蒸汽參數(shù)低； 體積流量大； 核汽輪機組多數(shù)級工作在濕汽區(qū)；采用汽水分離再熱；易超速凝汽器是一個工作

21、在真空條件下的表面式熱交換器。水過冷度小，除氧效果好反應(yīng)堆冷卻劑溫度提高的潛力已很小(堆芯出口平均溫度一般不超過 330)少污垢熱阻、提高蒸汽側(cè)放熱系數(shù)組功率的 50%60%組成?？紤]到汽輪機軸長度限制，低壓缸排汽口不多于個飽和汽輪機組需采取除濕措施，以提高效率和保障安全運行，反應(yīng)堆衰變熱帶走、控制來自一回路泄露的放射性水平核電廠二回路熱力系統(tǒng)分為局部熱力系統(tǒng)和全面熱力系統(tǒng)主蒸汽系統(tǒng)的功能是把蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽送到各用氣點。蒸汽用戶有汽輪機、汽水分離再熱器，通向凝汽器和大氣的蒸汽排放系統(tǒng)，主給水泵汽輪機、輔助給水泵汽輪機、除氧器等成過度冷卻，從而給核電廠提供保護。汽水分離再熱器系統(tǒng)功能: 大亞灣核電廠汽輪機額定工況時高壓缸排汽濕度近%。新蒸汽蒸汽管線的壓力必須低于所屬的蒸汽發(fā)生器所在的可能運行工況下的壓力，因此設(shè)計基準和蒸汽發(fā)生器二次側(cè)相同現(xiàn)代核電廠普遍采用一體化的汽水分離再熱器，按結(jié)構(gòu)型總排