核电站原理及安全.pdf

69、核电站 英文：anuclearpowerplant [编辑本段]核电站的结构 核电站是怎样发电的呢？简而言之，它是以核反应堆来代替火电 站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量， 来加热水使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机 发电。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同 小异，其奥妙主要在于核反应堆。 核电站除了关键设备——核反应堆外，还有许多与之配合的重要 设备。以压水堆核电站为例，它们是主泵，稳压器，蒸汽发生器，安 全壳，汽轮发电机和危急冷却系统等。它们在核电站中有各自的特殊 功能。 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。它是由注射系统和安全 壳喷淋系统组成。一旦接到极端失水事故的信号后，安全注射系统向 反应堆内注射高压含硼水，喷淋系统向安全壳喷水和化学药剂。便可 缓解事故后果，限制事故蔓延。 注： 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非 常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。这些原子的原子 核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同 时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核 裂变……，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在 1 发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。 克 铀-235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能 量。 30 30 3300、什么是核电站 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。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。 31 31 3311、 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。 32 32 3322、压水堆核电站 以压水堆为热源的核电站。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。 33 33 3333、沸水堆核电站 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。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