A 核电站结构PPT课件

1、 一回路：反应堆内的链式裂变反应，产生大量的热量传给冷却剂（水），受热的冷却剂进入蒸汽发生器，冷却剂在蒸汽发生器的管束内放出热量后又被主循环泵打回反应堆，它在反应堆内重新加热后再唧送到蒸汽发生器中去。这样周而复始地形成闭式的循环回路，称为一回路。第1页/共24页 一回路冷却剂的热量通过蒸汽发生器传热管的管壁传给管外工质（水），使之预热、蒸发产生蒸汽，品质合格的蒸汽被送往汽轮机，推动汽轮机旋转，汽轮机再驱动发电机发电。在汽轮机内作过功的蒸汽（排汽）进入冷凝器被温度较低的循环水冷却并凝结为水，凝结水经凝结水泵升压后进入低压加热器，并被从汽轮机某级后端抽出来的具有一定温度的蒸汽加热。给水泵将温度升高

2、的凝结水再次升压（给水）后和补充水一起进入高温加热器，高温加热器将给水加热到需要温度后再次进入蒸汽发生器，重新被加热器化。这样周而复始地形成第二回路。一、二回路的工质不断运行，能量以核能热能机械能电能的规律转换，这就是核电厂的一般工作原理。第2页/共24页二、什么叫做核反应堆 第3页/共24页第一节 核反应堆概述 核反应堆是利用易裂变物质, 使之发生可控自持链式裂变反应的装置。 第4页/共24页三、.核反应堆的种类 1. 生产堆专门用于生产易裂变材料或其他材料 或用于工业规模辐照的反应堆 （1）生产易裂变核燃料 (2) 生产同位素用于医学、工业、农业中 具有 放射性， 14.3d， 0.694

3、Mev 具有放射性 ， 5.3y 1.33Mev 1.17Mev 613301LinH32321615( , )S n pP3215P1 2TE59602727( , )C onC o1 2T1E2E239239,2381239939492092UnUNpPu 2332332321233919290090ThnThPaU 6027Co第5页/共24页（3）辐照 反应堆中裂变碎片都具有放射性，可以来杀菌、消毒、育种、材料改性 。 2. 实验堆专门用于实验研究，为设计 和研制新反应堆取得必要的数 据，这些研究包括中子物理学， 固体物理学，反应堆物理，活 化分析，放射生物学和反应堆 工程等。第6页/

4、共24页 3. 动力堆 作为推进动力核动力 核潜艇消耗几公斤裂变物质足够供大型 船舶环绕全球一周。 核电站1Kg天然铀燃烧可等同2040T标准煤的发电量。第7页/共24页 四、反应堆堆型四、反应堆堆型 1、压水堆核电站：、压水堆核电站：第8页/共24页工作原理：工作原理： 核燃料核燃料 3.25低浓度铀低浓度铀 （U235） 秦山二期秦山二期 冷却剂冷却剂 H2O (压力压力15.5MPa ， 温度温度292.8327.2) 慢化剂慢化剂 H2O (压力压力15.5MPa ， 温度温度292.8327.2) 秦山二期数据秦山二期数据第9页/共24页2、沸水堆核电站、沸水堆核电站第10页/共24

5、页工作原理：工作原理： 核燃料核燃料 3.5低浓度铀低浓度铀 （U235） 秦山二期秦山二期 冷却剂冷却剂 H2O (压力压力7MPa ， 温度温度200300) 慢化剂慢化剂 H2O (压力压力7MPa ， 温度温度200300) 数据取自柏崎数据取自柏崎6核电站核电站第11页/共24页3、重水堆核电站：、重水堆核电站：第12页/共24页工作原理：工作原理： 核燃料核燃料 天然铀天然铀 （99.25%238U+0.75% 235U ） 慢化剂慢化剂 D2O 冷却剂冷却剂 D2O（压力容器式）或（压力容器式）或 H2O (压力管式压力管式) 第13页/共24页优点：优点： 中子利用率高（主要由

6、于中子利用率高（主要由于D吸收中子截面远低于吸收中子截面远低于H） 废料中含废料中含235U极低，废料易处理极低，废料易处理 可将可将238U 转换成易裂变材料转换成易裂变材料 238U + n 239Pu 239Pu + n A+B+n+Q(占能量一半占能量一半)缺点：缺点： 重水初装量大，价格昂贵重水初装量大，价格昂贵 燃耗线（燃耗线（800010000兆瓦日兆瓦日T（铀）为压水堆（铀）为压水堆1/3） 为减少一回路泄漏（因补为减少一回路泄漏（因补D2O昂贵）对一回路设备要求高昂贵）对一回路设备要求高第14页/共24页4、高温气冷堆核电站：、高温气冷堆核电站：第15页/共24页第16页/共

7、24页第17页/共24页工作原理：工作原理： 核燃料核燃料 25% 235U(行状为直径几百微米的陶瓷行状为直径几百微米的陶瓷 颗粒，外面涂敷三层或四层热解碳或碳颗粒，外面涂敷三层或四层热解碳或碳 化硅保护核燃料及其裂变产物不外泄漏化硅保护核燃料及其裂变产物不外泄漏) 慢化剂慢化剂 氦气（加热到氦气（加热到750850送进气轮机或送进气轮机或 通入二回路水，使水变成水蒸汽送入气通入二回路水，使水变成水蒸汽送入气 轮机）轮机） 冷却剂冷却剂 石墨（石墨（C） 第18页/共24页优点：优点： 高温，高效率（高温，高效率（750850，热效率，热效率40） 高转换比，高热耗值（由于堆芯中没有金属结构

8、材料只有核燃料和石墨，而高转换比，高热耗值（由于堆芯中没有金属结构材料只有核燃料和石墨，而 石墨吸收中子截面小。转换比石墨吸收中子截面小。转换比0.85， 燃耗燃耗10万兆瓦日万兆瓦日/T（铀）（铀） 安全性高安全性高 （反应堆负温度系数大，堆芯热容量大，温度上升缓慢，采取安全（反应堆负温度系数大，堆芯热容量大，温度上升缓慢，采取安全 措施裕量大）措施裕量大） 环境污染小（采用氦气作冷却剂，一回路放射性剂量较低，由于热孝率高排出环境污染小（采用氦气作冷却剂，一回路放射性剂量较低，由于热孝率高排出 废热少）废热少） 有综合利用的广阔前景（如果进一步提高氦气温度有综合利用的广阔前景（如果进一步提高

9、氦气温度 900时可直接推动气时可直接推动气 轮机；轮机；1000时可直接推动气轮机热热效率大于时可直接推动气轮机热热效率大于50；10001200时时 可直接用于炼铁、化工及煤的气化）可直接用于炼铁、化工及煤的气化） 高温氦气技术可为将来发展气冷堆和聚变堆创造条件高温氦气技术可为将来发展气冷堆和聚变堆创造条件第19页/共24页5、快中子增殖堆核电站：、快中子增殖堆核电站：20第20页/共24页第21页/共24页工作原理：工作原理： 核燃料核燃料 （238U+33% 239U 或或238U+33% 235U ） 慢化剂慢化剂 金属钠（液态）金属钠（液态） 冷却剂冷却剂 无无 第22页/共24页优点：优点： 充分利用铀资源充分利用铀资源 239Pu + n A+B2.6个个n 238U + 1.6个个n 1.6个个239Pu （消耗一个中子使（消耗一个中子使1.6个个238U 转换成转换成239Pu ） 堆芯无慢化材料、结构材料，冷却剂用量少堆芯无慢化材料、结构材料，冷却剂用量少 液态金属钠沸点为液态金属钠沸点为895堆出口温度可高于堆出口温度可高于560 缺点：缺点： 快中子裂变截面小，需用高浓铀（达快中子裂变截面