核電廠系統(tǒng)與設(shè)備知識(shí)點(diǎn)

1、核電廠系統(tǒng)與設(shè)備知識(shí)點(diǎn)的：2020 年前要新建核電站 31 座，今后 每年平均需要建設(shè)兩個(gè)百萬千瓦級(jí)核 電機(jī)組我國發(fā)展核電的基本政策是：堅(jiān)持 集中領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)劃，并與全國能源和 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(jìn)的基礎(chǔ)上，消化，改進(jìn)，國產(chǎn)化。在核電布局上優(yōu)先考慮一次能源缺乏、經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的東南沿海地區(qū)。堅(jiān)持“質(zhì)量第一，安全第一”，堅(jiān)持“以我為主，中外合作”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(jī)組為核心的二 回路及其輔助系統(tǒng)和廠房。配套設(shè)施：除核島、常規(guī)島的其余 部分。壓水堆核電廠將核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁?分四個(gè)環(huán)節(jié)，在四個(gè)主要設(shè)

2、備中實(shí)現(xiàn)1）核反應(yīng)堆：將核能經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?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。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?在此只進(jìn)行熱量交換，不進(jìn)行能量形態(tài) 的轉(zhuǎn)變；3）汽輪機(jī)：將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚?旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能；4）發(fā)電機(jī)：將汽輪機(jī)傳來的機(jī)械能轉(zhuǎn) 變?yōu)殡娔?。大亞灣核電廠共有 348 個(gè)系統(tǒng)核電廠平面布置原則：a.區(qū)分臟凈, 臟區(qū)盡可能在下風(fēng)口 .滿足工藝要求， 便于設(shè)備運(yùn)輸,減少管線迂回縱橫交叉 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.以反應(yīng)堆廠房為中心，輔助廠 房,

3、燃料廠房， 主控制室應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠房四周.雙機(jī)組廠可采用對(duì)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(dòng)力供應(yīng)區(qū)、檢修及倉庫區(qū)、廠 前區(qū)核心區(qū)布置按反應(yīng)堆廠房與汽輪機(jī) 廠房的相對(duì)位置，有 T 型與 L 型布置：T 型:汽輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)平面與安全殼 不相交.占地大,單獨(dú)汽機(jī)廠房。L 型:汽輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)平面與安全殼 相交,須設(shè)置防止汽輪機(jī)飛車時(shí)汽輪機(jī) 葉片對(duì)安全殼和沖擊的屏障 .占地少, 兩臺(tái)以上機(jī)組可公用汽輪機(jī)廠房 ，僅用 一臺(tái)吊車。我國采用 T 型布置。安全分級(jí)的目的是正確選擇用于設(shè) 備設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 安全功能:1 安全停堆和維持安全停堆狀態(tài)；2 停堆后余熱導(dǎo)出

4、；3 事故后防止放射性物質(zhì)釋放，以保證 放射性物質(zhì)釋放不超過容許值。確定某物項(xiàng)對(duì)于安全的重要性有：確定論方法；概率論方法。安全分為四級(jí)1安全一級(jí)：一回路承壓邊界所有部 件；選用設(shè)備等級(jí)一級(jí)，質(zhì)量A組。按 照實(shí)際可能的最高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造、安 裝和實(shí)驗(yàn)。2安全二級(jí)：余熱去除、安注和安噴系 統(tǒng)。3安全三級(jí)：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。4安全四級(jí)：核島中不屬于安全三級(jí)以 上的，但要求按照非和規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中較 高要求設(shè)計(jì)制造?？拐鸱譃橐?、二類和非抗震類（）:抗震一類指其損害會(huì)直接或間接造成 事故的工況以及用來實(shí)施停堆或維持 停堆狀態(tài)的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和設(shè)備。 安全

5、一、二、三級(jí)和和1E級(jí)電器設(shè)備 屬抗震一類。抗震一類要求滿足安全停 堆地震載荷要求 安全停堆地震是分析電廠所在區(qū)域地 址和地震條件，分析當(dāng)?shù)氐乇硐挛镔|(zhì)的 特性的基礎(chǔ)上所確定的可能發(fā)生的最 大地震。 安全停堆地震通常取當(dāng)?shù)貧v史上發(fā)生過的最大地震再加上一個(gè)適當(dāng)?shù)陌踩Ａ亢蟠_定的?？拐鸲惖谋砻髟O(shè)備的設(shè)計(jì)要滿足能 承受運(yùn)行基準(zhǔn)地震（）引起載荷要求。 在美國，抗震I類設(shè)備必定是安全級(jí)設(shè) 備， 而對(duì)非安全級(jí)設(shè)備也可以提單獨(dú)的 抗安全停堆地震要求。核電廠的安全設(shè)計(jì)中輻射防護(hù)應(yīng)遵 循： 正常運(yùn)行工況下反射性排放低于預(yù) 定限值，對(duì)環(huán)境與公眾的影響可以忽略 不計(jì)；導(dǎo)致高輻射計(jì)量或放射性物質(zhì)大 量釋放的事故概率要

6、低，而發(fā)生概率較 高的輻射后果要小?？v深防御要貫徹到核電廠的全部活 動(dòng)中。核電廠提供多層次的設(shè)備和規(guī) 程，用以防止事故、或在未能防止事故 發(fā)生時(shí)實(shí)施適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)，保證核電廠的 安全。五道相繼深入而又相互增援的設(shè)計(jì) 防御措施： 第一道防御：考慮對(duì)事故的預(yù)防，核電 廠的設(shè)計(jì)必須是穩(wěn)妥的和偏于安全的 第二道防御：防止運(yùn)行中出現(xiàn)的偏差發(fā)展成為事故。設(shè)置可靠的保護(hù)裝置和系 統(tǒng)。探測妨礙安全的瞬變，完成適當(dāng)?shù)?保護(hù)動(dòng)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(jì)基 準(zhǔn)事故的嚴(yán)重事故，并使放射性后果合 理盡量低。第五道防御：應(yīng)急計(jì)劃；萬一發(fā)生 嚴(yán)重事故造成放射性大量外逸時(shí)

7、，對(duì)附 近居民實(shí)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 減小到最小制定事故應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案的目的是： 在核電廠發(fā)生事故時(shí)，米取及時(shí)有效措 施，保護(hù)公眾、保護(hù)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(shí)行國家、地方、核電廠三級(jí)管 理制。為了阻止放射性物質(zhì)向外擴(kuò)散，設(shè) 計(jì)上的最重要安全措施之一，是在放射 源與人之間設(shè)置了多道屏障:第一道屏障: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。有時(shí)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(jì)的

8、基本原則 有:單一故障準(zhǔn)則滿足單一故障準(zhǔn)則的 設(shè)備組合，在其任何部位發(fā)生單一隨機(jī) 故障時(shí)，仍能保持所賦于的功能多樣性 原則多樣性應(yīng)用于執(zhí)行同一功能的多 重系統(tǒng)或部件，即通過多重系統(tǒng)或部件 中引入不同屬性來提高系統(tǒng)的可靠性。獨(dú)立性原則為了提高系統(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(jì) 中應(yīng)通過功能隔離或?qū)嶓w分隔，實(shí)現(xiàn)系 統(tǒng)布置和設(shè)計(jì)的獨(dú)立性。故障安全原 則,;充分采用固有安全性的設(shè)計(jì)原則；運(yùn)行人員操作優(yōu)化的設(shè)計(jì)； 主控 制操縱員室設(shè)計(jì)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)又稱為一回路系主要功能使冷卻劑循環(huán)流動(dòng)，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(dòng)汽輪 發(fā)電機(jī)組發(fā)電余熱

9、載出：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。反應(yīng)性控制：冷卻劑作為可溶化學(xué)毒物 硼的載體， 并起慢化劑和反射層作用。壓力控制：系統(tǒng)的穩(wěn)壓器用來控制一回 路的壓力，防止堆內(nèi)發(fā)生偏離泡核沸 騰，同時(shí)對(duì)一回路系統(tǒng)實(shí)行超壓保護(hù)。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(hù) 系統(tǒng)主系統(tǒng)可分為兩部分，即一回路系統(tǒng)部分和泄壓蒸汽收集部分一回路主要部件包括：反應(yīng)堆壓力 容器、蒸汽發(fā)生器的主冷卻閥、主泵、 穩(wěn)壓器主管道分期熱段、過渡段、冷段三部分并聯(lián)形式。冷卻系統(tǒng)由反應(yīng)堆冷卻劑泵、 反應(yīng) 堆和蒸汽發(fā)

10、生器及相應(yīng)的管道組成。 在反應(yīng)堆冷卻劑泵電動(dòng)機(jī)頂部裝飛輪， 延長主泵斷電后的惰轉(zhuǎn)時(shí)間， 增加泵的 慣性流量在一回路設(shè)備布置上， 應(yīng)使蒸汽發(fā) 生器的位置高于反應(yīng)堆壓力容器，以便 建立和保持一個(gè)自然循環(huán)驅(qū)動(dòng)頭。在一回路出現(xiàn)兩相流的情況下， 必 須考慮流動(dòng)的不穩(wěn)定性問題。原理上， 增加堆芯與蒸汽發(fā)生器間的高度差仍 然有效，但增加的辦法更傾向于降低堆 芯咼度，拉長反應(yīng)堆壓力容器而不是抬 高蒸汽發(fā)生器。卸壓系統(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 壓箱組成一回路的工作壓力、 冷卻劑的反應(yīng) 堆進(jìn)出口溫度、流量和流速等參數(shù)的選 擇，直接影響了核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì) 性核電廠一回路一般采用

11、24 條環(huán)路一般壓水堆核電廠一回路系統(tǒng)的工作壓力約為 15.5 左右。設(shè)計(jì)壓力取1.101.25 倍工作壓力；冷態(tài)水壓試驗(yàn)壓力取 1.25 倍設(shè)計(jì)壓力。電廠熱效率與冷卻劑的平均溫度密切相關(guān)，冷卻劑出口溫度越高，電廠熱 效率越高，但冷卻劑出口溫度的確定應(yīng) 考慮以下因素：燃料包殼溫度限制、傳 熱溫差的要求、冷卻劑過冷度要求。壓水堆核電廠一回路參數(shù)范圍：工作壓力 15.5 左右；冷卻劑進(jìn)口溫度取280 C300 C ,出口溫度取 310 C330C。核電廠變工況時(shí)，平均溫度變 化允許的最大溫差為 17C25C。反應(yīng) 堆的設(shè)計(jì)溫度為 350 C。單環(huán)路對(duì)應(yīng)的 電功率為 300時(shí)，冷卻劑總質(zhì)量流量可 達(dá)

12、到1500021000。主管道內(nèi)冷卻劑流 速可達(dá)15，一回路系統(tǒng)的總阻力約為 0.60.8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(gè)幾何形狀和機(jī)械結(jié)構(gòu)完全相同的燃料組件，構(gòu)成一個(gè)高 3.65m,等 效直徑3.04m 的準(zhǔn)圓柱狀核反應(yīng)區(qū)。在典型的燃料管理方案中，初始堆 芯分成三個(gè)燃料濃集度不同的區(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)。1 區(qū) 53 個(gè)組件，濃集度 1.8%; 2 區(qū) 52 個(gè)組件，濃集度 2.4%； 3 區(qū) 52 個(gè)組 件，濃集度為 3.1%。通常每年進(jìn)行一 次換料，每次換料更換 1/3

13、燃料組件， 達(dá)到平衡換料時(shí)新燃料的濃集度為 3.2%。反應(yīng)堆冷卻劑流過堆芯時(shí)起到慢化 劑的作用。控制棒組件用于反應(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 正方形排列，每 個(gè)組件有 289 個(gè)位置，其中 264 個(gè)位置 由燃料元件占據(jù)。燃料元件是由產(chǎn)生核裂變并釋放熱 量的部件。管、一根中子通量測量管與上下管座焊 接而成， 沿高度方向放置有 8 個(gè)定位格 架以提高組件的剛性和強(qiáng)度?？扇级疚锝M件由裝在不銹鋼包殼管 中的含硼玻璃管（成分為 B2O32）組成， 用于抵消新堆芯第一次裝料大部分過 剩后備反應(yīng)性锎-252 被廣泛用作為初級(jí)中子源堆芯支承結(jié)構(gòu)包括：下部支承結(jié)構(gòu)

14、； 上部支承結(jié)構(gòu)；堆芯儀表支承結(jié)構(gòu)堆芯下柵板為燃料組件提供精確定 位和流量分配上部堆芯支承結(jié)構(gòu)為燃料組件提供 上部的定位，并為控制棒組件提供導(dǎo)向反應(yīng)堆壓力容器對(duì)材料要求：高強(qiáng)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 形圈密圭寸。材料顯示塑性還是脆性，取決于工 作環(huán)境如溫度，輻照等因素。高溫，顯示塑性；低溫，顯示出脆反應(yīng)堆冷卻劑泵分為全密封泵和軸圭寸泵。全密封泵長期在核動(dòng)力艦艇上使 用，密封燃料組件骨架由 24 根控制棒導(dǎo)向性；存在一個(gè)塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度性能好，運(yùn)行安全可靠。局限 性：它效率低驅(qū)動(dòng)反應(yīng)堆冷卻劑泵的電動(dòng)機(jī)是立式、鼠籠、單速三相感應(yīng)式，采用防滴

15、 結(jié)構(gòu)在泵軸末端附近設(shè)置軸封組件，它的作用是保證在電廠正常運(yùn)行期間從 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。軸封組件的三級(jí)密封自下而上依次 稱為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)密封，其中頭兩 道是全設(shè)計(jì)壓力的軸封，而第三道密封 只是一個(gè)泄漏水導(dǎo)流軸封， 即將第二道 密封的泄漏水導(dǎo)流至收集點(diǎn)1 號(hào)密圭寸位于泵軸承上方，它是密圭寸組件中最重要的部件，又稱主密封。2 號(hào)密封的主要作用是阻擋 1 號(hào)密 封的泄漏，將其導(dǎo)向化容系統(tǒng)離心泵（或軸流式泵）借助于葉輪帶動(dòng)流體旋轉(zhuǎn)把能量傳遞給流體。 流體 獲取能量后，壓力升高，從而實(shí)現(xiàn)冷卻 劑在一回路的強(qiáng)迫循環(huán)。汽蝕是這樣一種現(xiàn)象：由于流體動(dòng)

16、 力作用， 運(yùn)動(dòng)液體的局部壓力降低到液 體溫度下的飽和壓力時(shí)，液體就開始汽 化而形成汽泡，汽泡隨液體到達(dá)靜壓超 過飽和蒸汽壓力的區(qū)域時(shí)， 蒸汽突然凝 結(jié)而使汽泡破裂，這種破裂在很短時(shí)間 內(nèi)發(fā)生， 周圍的液體以極高的速度向汽 泡原來所占的空間沖去，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的高頻水力沖擊。從而使泵的構(gòu)件受到嚴(yán) 重?fù)p傷。這種液體汽化汽泡產(chǎn)生、蒸汽 凝結(jié)汽泡破裂的整個(gè)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) 的屏障蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂事故在核電 廠事故中居首要地位。 壓水堆核電廠的 非計(jì)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。按照二回路工質(zhì)在蒸汽發(fā)生器中流 動(dòng)方式， 蒸汽發(fā)生器可分

17、為自然循環(huán)蒸 汽發(fā)生器和直流（強(qiáng)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)備的安放方式 可分為立式和臥式蒸汽發(fā)生器； 其中立 式 U 形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器應(yīng)用最 為廣泛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(dòng)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，在事故工況下,為核電廠 安全設(shè)施系統(tǒng)提供支持。按其功能可分 為以下幾類：排出核燃料剩余功率； 對(duì) 反應(yīng)堆冷卻劑進(jìn)行化學(xué)和容積控制； 進(jìn) 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)

18、主要功能為：改變反應(yīng)堆 冷卻劑的硼濃度，控制堆芯反應(yīng)性；維持穩(wěn)壓器的水位,控制一回路系統(tǒng)的水 裝量；對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑的水質(zhì)進(jìn)行化學(xué) 控制和凈化向反應(yīng)堆冷卻劑泵提供軸 圭寸水， 對(duì)于上充泵兼作高壓安注泵的化 容系統(tǒng)， 事故時(shí)用上充泵向堆芯注入應(yīng) 急冷卻水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(shí)排出等量的一 回路水來實(shí)現(xiàn)的，這一過程需要幾分鐘 到幾十分鐘。對(duì)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 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

19、1400 X 10-6容積控制就是通過（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(gè)整定的范圍內(nèi)。腐蝕帶來的問題尤為重要。 腐蝕除 了能引起結(jié)構(gòu)材料破壞外， 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(shí)冷卻劑化學(xué)的中心任務(wù)。 水中 游離氧的存在是造成金屬材料腐蝕的 重要原因。電導(dǎo)率是水純度的一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)。容積控制箱收集和容納下泄流，為 一回路冷卻劑提供容積補(bǔ)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制。反應(yīng)堆硼和水的補(bǔ)給系統(tǒng)有自動(dòng)補(bǔ) 給、稀釋、快稀釋、硼化及手動(dòng)補(bǔ)給物

20、 種補(bǔ)給方式余熱排出系統(tǒng)功能為：停堆后第二 階段，排出堆芯和一回路熱量；反應(yīng)堆 在冷停期間，換料或維修操作時(shí)，排出 堆內(nèi)余熱，維持一回路溫度低于 60C; 電廠加熱升溫初期，控制一回路平均溫 度；換料操作后，將換料水從換料水池 輸送至換料水箱。余熱排出系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)主要包括兩項(xiàng) 操作：檢驗(yàn)硼濃度，緩慢地對(duì)余熱排出系統(tǒng)升壓和加熱設(shè)備冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)封閉的冷卻 水回路， 也是一個(gè)把熱量從往往具有放 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)； 其功能為作為中間冷卻回 路， 通過重要廠用水系統(tǒng)將熱量傳送給 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

21、經(jīng)重要廠用水 系統(tǒng)排入環(huán)境。重要廠用水系統(tǒng)主要作用是冷卻設(shè) 備冷卻水， 將設(shè)備冷卻水傳輸給的熱量 排入環(huán)境水體，此系統(tǒng)又稱為重要生水 系統(tǒng)，是核島的最終熱阱最終熱阱：接受核電廠所排出余熱 的大氣或水體，或二者的組合反應(yīng)堆換料后，卸出的乏燃料要在 乏燃料水池中存放半年以上， 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(duì)反應(yīng)堆廠房中換料水池的水進(jìn)行凈化和去浮廢液按其放射性活度和水質(zhì)分成三 種：清潔疏水、工藝疏水和地面疏水。一回路各系統(tǒng)設(shè)備、閥門和管道產(chǎn) 生的疏水以及引漏水（清潔疏水，簡稱T1廢

22、水）輔助系統(tǒng)產(chǎn)生的樹脂再生水，沖排 水及設(shè)備去污洗滌水（工藝疏水，簡稱T2廢水）放射性設(shè)備間的地面清洗水 （工藝 疏水，簡稱T3廢水）對(duì)于放射性的裂變氣體，采用簡單 的時(shí)效處理法； 放射性氣溶膠的處理方 法主要是采用高效過濾器凈化處理在核電廠的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行過程 中，必須堅(jiān)持和確保安全第一的原則 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(dòng)的安全性，能 動(dòng)的安全性，后備的安全性固有安全性定義為：當(dāng)反應(yīng)堆出現(xiàn) 異常工況時(shí)， 不依靠人為操作或外部設(shè) 備的強(qiáng)制性干預(yù)，只是由堆的自然安全 性和非能動(dòng)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(yùn)行和 安全停閉。事故工況下投入的系統(tǒng)或

23、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(dòng)作：安全殼自動(dòng)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。核電站以可能性極小的、假象的最 嚴(yán)重事故作為安全設(shè)計(jì)的依據(jù)， 這種最 嚴(yán)重事故是指一回路大破口時(shí)的冷卻 劑喪失 （） 事故。一旦一回路管道大破 裂， 冷卻劑就會(huì)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

24、全殼內(nèi)。專設(shè)安全系統(tǒng)有六大類：安全注射 系統(tǒng)（）、安全殼、安全殼噴淋系統(tǒng)（）、安全殼隔離系統(tǒng)（）、安全殼消氫系統(tǒng)、輔助給水系統(tǒng)（）。專設(shè)安全設(shè)施的功能防止放射性物 質(zhì)擴(kuò)散，保持環(huán)境，保護(hù)公眾和核電廠 工作人員的安全安全注入系統(tǒng)通常分三個(gè)子系統(tǒng)： 高壓安全注入系統(tǒng)、 蓄壓箱注入系統(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)注入階段安全注入系統(tǒng)主要功能：一回路小 破口失水事故或二回路蒸汽管道破裂 造成一回路平均溫度降低而引起冷卻 劑收縮時(shí)， 用來向一回路補(bǔ)水，以重新 建立穩(wěn)壓器水位；在一回路大破口失水 事故時(shí)，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

25、蒸汽管道破裂時(shí)，向一回路注入 高濃度硼酸溶液， 以補(bǔ)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)堆冷卻劑從蒸汽發(fā)生器一 次側(cè)泄漏到二次側(cè)， 直到一次側(cè)的壓力 與二次側(cè)壓力平衡。在這種事故，安全 注射系統(tǒng)補(bǔ)償因泄漏造成的冷卻劑量 的減少。安全殼系統(tǒng)主要功能是在發(fā)生失水 事故和主蒸汽管道破裂事故時(shí)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。 對(duì) 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的放射性輻射提供 生物屏蔽， 并限制污染氣體的泄漏。對(duì) 外部事件（如飛機(jī)撞擊、龍卷風(fēng)）進(jìn)行 防護(hù)。安全殼噴淋系

26、統(tǒng)的運(yùn)行兩個(gè)階段：直接噴淋、再循環(huán)噴淋安全殼隔離系統(tǒng)（）在反應(yīng)堆失水事 故發(fā)生后，為安全殼提供隔離手段， 維 護(hù)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)施均按抗震設(shè)計(jì)。安 全隔離設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)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)超可燃?xì)怏w控制系統(tǒng)用來監(jiān)測、控制 安全殼氣空間的氫氣體積分?jǐn)?shù)， 防止失 水事故后安全殼內(nèi)氫氣積累到超過燃 燒或爆炸限值水平。過 2X 105。安全殼消氫系統(tǒng)的作用是，一旦核 電站發(fā)生失水事故時(shí)，監(jiān)測安全殼大氣 的氫濃度，并消除氫氣， 使安全殼大氣 的氫濃度保持在較低的數(shù)值 （4% , 避免氫一氧

27、混合著火或爆炸保證安全 殼結(jié)構(gòu)的完整性。 本系統(tǒng)的功能是在核電站發(fā)生失水事故后測量安全殼大氣 的氫濃度并利用氫一氧復(fù)合的原理去 除安全殼大氣中的氫氣， 使其氫濃度低 于 4.0% （體積濃度） 。本系統(tǒng)在電站啟 動(dòng)， 正常運(yùn)行和停堆時(shí)均不投入運(yùn)行。 只在失水事故發(fā)生后才投入運(yùn)行安全殼疏排水系統(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)（）主要功能：作為專設(shè)安全設(shè)施，在事故工況下， 向蒸汽發(fā)生器應(yīng)急供水， 排出堆芯余熱 直至達(dá)到余熱排出系統(tǒng)投入的運(yùn)行條件。輔助給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)成兩個(gè)容量為100%的系列。一個(gè)系列是兩臺(tái)各為 50% 容量的電動(dòng)輔助給水泵， 可

28、由不同的應(yīng) 急母線供電；另一個(gè)系列是一臺(tái)100%容量的汽動(dòng)輔助給水泵（或柴油機(jī)驅(qū)動(dòng) 泵）輔助給水泵：兩臺(tái)電動(dòng)泵、一臺(tái)汽動(dòng)泵汽輪機(jī)是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的蝸輪式機(jī)械。它的主要用途是在熱力發(fā)電廠中做帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)作完功的蒸汽稱為乏汽凝汽設(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?zé)峒訜嵩O(shè)備是為了提高循環(huán)熱效率除氧器是一種混合式加熱器，同時(shí)承擔(dān)除去水中溶解的氧的任務(wù)汽輪機(jī)設(shè)備是以汽輪機(jī)為核心，包 括凝汽設(shè)備、回?zé)峒訜嵩O(shè)備、汽水分離 再熱設(shè)備、調(diào)節(jié)和保護(hù)裝置及供油系統(tǒng)等附屬設(shè)備在內(nèi)的一系列動(dòng)力設(shè)備組合汽輪機(jī)按熱力過程特性分類分為凝 汽式汽輪機(jī)，背壓式汽輪機(jī)，調(diào)節(jié)抽汽 式汽輪機(jī)，中間再熱

29、式汽輪機(jī)。按工作原理分類分為沖動(dòng)式汽輪機(jī)、反動(dòng)式 汽輪機(jī)、混合式汽輪機(jī)；按新蒸汽壓力 分低壓汽輪機(jī)、 中壓汽輪機(jī)、 高壓汽輪 機(jī)、 超高壓汽輪機(jī)、亞臨界汽輪機(jī)、超 臨界汽輪機(jī)沖動(dòng)力的大小取決于運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì) 量和速度變化“級(jí)”是汽輪機(jī)完成能量轉(zhuǎn)換過程 的基本單元。它由兩個(gè)葉柵組成，即靜 止葉柵（噴嘴），及旋轉(zhuǎn)葉柵（動(dòng)葉柵）。這種將蒸汽在噴嘴中膨脹產(chǎn)生的動(dòng) 能分幾次在動(dòng)葉柵中利用的級(jí)， 稱為速 度級(jí)由若干個(gè)沖動(dòng)級(jí)依次疊置而成的多 級(jí)汽輪機(jī)，稱為多級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)。由于流經(jīng)各級(jí)后的蒸汽壓力逐漸降 低，比容逐漸增大，因而蒸汽的體積流 量也逐漸增大。為了使蒸汽順利流過，汽輪機(jī)的通流面積逐漸增加， 所以噴嘴

30、 和動(dòng)葉的高度以及級(jí)的直徑都逐漸增 大。反動(dòng)式汽輪機(jī)一般都是多級(jí)的蒸汽在汽輪機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換包括兩個(gè)過程，即蒸汽的熱力勢能轉(zhuǎn)換成蒸汽 的動(dòng)能； 蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成推動(dòng)汽輪機(jī) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功噴嘴是將熱能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能的具有特定形狀的流道。蒸汽具有粘性，因而它在噴嘴中的 流動(dòng)是有損失的，其損失包括：蒸汽與 噴嘴壁面的摩擦損失、蒸汽內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間 的摩擦損失，以及蒸汽在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生的 渦流損失等蒸汽在級(jí)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(jí)內(nèi)損失。現(xiàn)代大中型汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為接近 90%汽輪機(jī)由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分所組 成飽和汽輪機(jī)組總是設(shè)計(jì)成高壓缸和 一組低壓缸串級(jí)式配置，在進(jìn)入低壓缸前設(shè)置有汽水分離

31、再熱器，一般情況下，核電廠大功率汽輪機(jī) 的所有汽缸都設(shè)計(jì)成雙流的汽輪機(jī)為 4 缸、六排汽口型式三臺(tái)低壓缸具有基本相同的結(jié)構(gòu)，皆為雙層缸，水平對(duì)分式飽和汽輪機(jī)組六大特征：新蒸汽參 數(shù)在一定范圍內(nèi)變化；蒸汽參數(shù)低；體積流量大；核汽輪機(jī)組多數(shù)級(jí)工作 在濕汽區(qū)；采用汽水分離再熱；易超速反應(yīng)堆冷卻劑溫度提高的潛力已很 ?。ǘ研境隹谄骄鶞囟纫话悴怀^330 C）與高參數(shù)汽輪機(jī)相比，低壓缸發(fā)出 的功率較大，達(dá)到整個(gè)機(jī)組功率的 50%- 60%考慮到汽輪機(jī)軸長度限制，低壓缸 排汽口不多于 8 個(gè)飽和汽輪機(jī)組需采取除濕措施，以 提高效率和保障安全運(yùn)行，汽水分離再熱器系統(tǒng)功能:除去高 壓缸排汽中的水分（汽水分離）

32、；提高 進(jìn)入低壓缸的蒸汽溫度（再熱）大亞灣核電廠汽輪機(jī)額定工況時(shí)高壓缸排汽濕度近 14.3%。為進(jìn)一步高經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)代核汽輪機(jī) 組一般采用兩級(jí)再熱， 第一級(jí)再熱的加 熱蒸汽來自高壓缸抽汽，第二級(jí)再熱的 加熱蒸汽用新蒸汽現(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)型式，有臥式和立 式的兩種凝汽器是二回路熱力循環(huán)的冷源。其基本功能是接收汽輪機(jī)的排汽并將 其凝結(jié)成水，構(gòu)成圭封閉的熱力循環(huán)。具體功能有：1在循環(huán)水系統(tǒng)、 汽輪機(jī)軸封系統(tǒng) 及真空系統(tǒng)的支持下， 建立并維持汽輪 機(jī)所要求的背壓，保證汽輪機(jī)安全、可 靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行2接受汽輪機(jī)排汽及蒸汽排放系統(tǒng) 的蒸汽，并將其凝結(jié)成水。3接受來自各疏水箱的

33、疏水，經(jīng)過 濾除氧，保持凝結(jié)水水質(zhì)，為二回路貯 存供應(yīng)凝結(jié)水。凝汽器是一個(gè)工作在真空條件下的表面式熱交換器。凝汽器設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)力求： 汽側(cè)傳熱 系數(shù)高，汽阻要小、凝結(jié)水過冷度小， 除氧效果好凝汽器強(qiáng)化傳熱的主要途徑有：提 高循環(huán)水側(cè)放熱系數(shù)、減少污垢熱阻、提高蒸汽側(cè)放熱系數(shù)每臺(tái)凝汽器由殼體、膨脹連接件、 管板、管束、水室和熱井組成。核電廠二回路熱力系統(tǒng)功能：作為 蒸汽和動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、將反應(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(diǎn)。蒸汽用戶有 汽輪機(jī)、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(jī)、輔助給水泵汽輪機(jī)、除氧器等限流器：防止發(fā)生蒸汽管道破裂時(shí) 蒸汽流量過大對(duì)一回路造成過度冷卻，從而給核電廠提供保護(hù)。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(yùn)行工況下的壓 力， 因此設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和蒸汽發(fā)生器二