核电站系统概述课件

1、核电站系统概述课件核电站系统概述课件常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用状况报告内容核电站简介常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用核电站发电原理核电站发电原理核电站系统原理图一回路与核岛二回路与常规岛安全注射系统主蒸汽系统反应堆冷却剂循环系统安全壳喷淋系统化学和容积控制系统凝结水给水系统事故给水系统循环水系统主蒸汽排放系统核电站系统原理图一回路与核岛二回路与常规岛安全注射系统主蒸汽核反应堆按冷却剂分类普通水堆 包括压水堆与沸水堆重水堆气冷堆钠冷堆目前普通水堆应用广泛，国内以压水堆最为普遍核反应堆按冷却剂分类核电站的废物处理系统核电站的废物处理系统

2、常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用状况报告内容核电站简介常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用一回路与核岛一回路：反应堆冷却剂循环系统核蒸汽供应系统：由一回路（反应堆冷却剂循环系统）及与一回路相连接的系统所组成核岛主要包括核蒸汽供应系统、安全壳喷淋系统和辅助系统核岛厂房主要包括反应堆厂房(安全壳)、核燃料厂房、核辅助厂房、核服务厂房、排气烟囱、电气厂房和应急柴油发电机厂房等一回路与核岛一回路：反应堆冷却剂循环系统安全壳透视图安全壳透视图压水堆与蒸汽发生器压水堆蒸汽发生器压水堆与蒸汽发生器压水堆蒸汽发生器反应堆冷却剂泵与稳压器反应堆冷却剂泵稳压器反

3、应堆冷却剂泵与稳压器反应堆冷却剂泵稳压器某型核岛主要设备国产化状况某型核岛主要设备国产化状况反应堆冷却剂循环系统（一回路）一回路的主要设备有反应堆堆心、压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主循环泵及管道一回路中冷却剂(高温高压的水流)的主要作用是将反应堆堆心产生的热量带到蒸汽发生器，传给二回路，生产蒸汽在一回路水中加入硼酸，用来控制反应性的慢变化；用稳压器维持一回路压力的稳定和补偿水在冷态和热态时的体积变化反应堆冷却剂循环系统（一回路）一回路的主要设备有反应堆堆心、化学和容积控制系统维持一回路所需要的水量调节溶解在冷却水中的硼酸浓度，以控制反应堆的反应性对水进行净化处理，除去水中的裂变产物和腐蚀产物

4、给一回路的水加入腐蚀抑制剂和各种化学添加剂化学和容积控制系统维持一回路所需要的水量主循环泵轴密封水系统分机械密封与水密封两种水密封：通过密封水循环系统提供所需的密封水（维持一定的压力）泄露水将流至化学和容积控制系统主循环泵轴密封水系统分机械密封与水密封两种硼回收系统大量的冷却水排放会造成放射性水污染以及硼酸用量增多，需设置回收系统来自容积控制箱的含硼废水暂存箱过滤、离子交换、加热脱气分为废气、冷凝水、硼酸浓缩液三部分硼回收系统大量的冷却水排放会造成放射性水污染以及硼酸用量增多补给水系统硼回收再生水系统、除盐水系统、除氧水系统补给水系统硼回收再生水系统、除盐水系统、除氧水系统设备冷却水系统为核岛

5、中的热交换器提供去除离子的冷却水闭式冷却水回路，防止泄露采用江水或者海水冷却设备冷却水系统为核岛中的热交换器提供去除离子的冷却水停堆冷却系统核反应堆停堆后，燃料元件因裂变产物的衰变而发热，停堆冷却系统（也称余热冷却系统）的作用是带走这部分热量主要由热交换装置、循环泵和阀门等组成，用于停堆、更换燃料以及一回路系统发生大量泄漏事故时带走热量，冷却堆心停堆冷却系统核反应堆停堆后，燃料元件因裂变产物的衰变而发热，安全注射系统当一回路发生失水（管道发生大破裂而引起大泄漏）时, 安全注射系统就作为安全给水系统主要由高压注射部分、安全注射箱和低压注射部分组成这几部分协同工作即能保证堆心的冷却，并可使反应堆停

6、堆安全注射系统当一回路发生失水（管道发生大破裂而引起大泄漏）时安全壳喷淋系统由两条独立的管线组成，每条管线系统都是由喷淋泵、冷却器、喷头、换料水箱、阀门等设备组成当发生失水事故时，一回路中高温高压的水漏到安全壳中，由于安全壳是密封的，安全壳里的压力和温度都会升高安全壳喷淋系统的主要作用就是喷淋冷水使水蒸汽凝结成水，从而降低安全壳内的压力和温度喷淋水中含有碱，可以除去空气中放射性的碘安全壳喷淋系统由两条独立的管线组成，每条管线系统都是由喷淋泵去污清洗系统就地去污清洗系统去污槽去污清洗系统去污清洗系统就地去污清洗系统去污槽去污清洗系统核岛其它辅助系统反应堆腔室和废燃料冷却系统：用于反应堆腔室和废燃

7、料池池水的冷却和净化，可以对压力壳充、排水辅助给水系统：当蒸汽发生器的主给水系统完全失去作用时就投入运行，在反应堆起动、升温和停堆时，也由这个系统给蒸汽发生器供水 通风和空调系统：用于维持室内的温度和湿度，为运行人员和设备提供适宜的工作环境，减少室内空气中放射性碘的浓度，并减少向大气中排放放射性物质压缩空气系统：为调节器、气动阀和安全阀等设备提供压缩空气放射性废物处理系统：包括排放液体收集系统，气体、液体和固体废物处理系统，监测和排放系统，蒸汽发生器排污系统和液体废物排放系统核岛其它辅助系统反应堆腔室和废燃料冷却系统：用于反应堆腔室和常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用

8、状况报告内容核电站简介常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用二回路与常规岛二回路系统由汽轮机发电机组、冷凝器、凝结水泵、给水加热器、除氧器、给水泵、蒸汽发生器、汽水分离再热器等设备组成蒸汽发生器的给水在蒸汽发生器吸收热量变成高压蒸汽，然后驱动汽轮发电机组发电，作功后的蒸汽在冷凝器内冷凝成水，凝结水由凝结水泵输送，经低压加热器进入除氧器，除氧水由给水泵送入高压加热器加热后重新返回蒸汽发生器，如此形成热力循环为了保证二回路系统的正常运行，二回路系统也设有一系列辅助系统，统称常规岛二回路与常规岛二回路系统由汽轮机发电机组、冷凝器、凝结水泵、汽轮机外形核电站的汽轮发电机组均采用中

9、温中压、饱和蒸汽并带有中间汽水分离再热器的汽轮机作原动机低速汽轮机、长叶片、减少低压缸汽轮机外形核电站的汽轮发电机组均采用中温中压、饱和蒸汽并带有汽轮机的安装汽轮机的安装发电机发电机二回路辅助系统主蒸汽排放系统 将主蒸汽系统中多余的蒸汽通过接通冷凝器的蒸汽旁路阀，或通过接通大气的蒸汽释放阀、安全阀进行排放汽轮机再热及抽气系统均在高压缸和低压缸之间的连接管道上装设几台汽水分离再热器，以除去高压缸排汽中的水分，减少其对叶片的浸蚀，同时可以提高热效率凝结水给水系统将乏汽冷却成为凝结水后，进行除盐、逐级加热、除氧处理，供给蒸汽发生器二回路辅助系统主蒸汽排放系统二回路辅助系统(续）化学水处理系统对凝结水

10、进行化学处理，可作为凝结水给水系统的一部分事故给水系统断电时，用来提供二回路的给水以冷却一回路的冷却剂蒸汽发生器排污系统蒸汽发生器排污水处理后可送回冷凝器重新使用，或者由放射性废水系统处理后排放循环水系统供给冷凝器的循环水需水量大，循环水泵功率很大二回路辅助系统(续）化学水处理系统常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用状况报告内容核电站简介常规岛相关系统概述核岛相关系统概述国内核电工业发展与FM应用世界核电发展状况自从1954年苏联第一座5MW试验性核电厂投入运行以来，核电在许多国家和地区已承担基本负荷，目前世界上30多个国家己运行核电机组441座，总装机容量3.6W亿K

11、W，核电已占世界总发电量的20 。从已运行的核电站装机容量来看美国居首位，装机容量占全世界的四分之一，其次是法国、日本、德国和俄罗斯。从发展速度来看法国、日本和韩国保持着较高的发展速度，目前法国核能发电量已占总发电量的80%。 预计到2030年，世界核电站总数将达到1000座，核发电量将占总发电量的三分之一 ，可以预期在相当长一段时期内核电将成为电力工业的支柱。世界核电发展状况自从1954年苏联第一座5MW试验性核电厂投1996年装机容量前十位的构成情况序号 国 家 装机容量 (万kW) 水电 火电 核电（%）1 美国 78350.2 12.5 74.6 12.92 中国 23654.2 23

12、.5 75.6 0.9 3 日本 23373.7 19.0 62.7 18.34 俄罗斯 21085.7 20.7 69.2 10.15 加拿大 11361.2 58.0 27.6 14.46 德国 11544.3 7.7 72.5 19.87 法国 12074.0 20.8 23.5 55.78 印度 9680.3 21.8 75.9 2.39 英国 7046.0 5.8 76.6 17.610 巴西 6075.6 87.3 11.6 1.11996年装机容量前十位的构成情况序号 2000年世界核电状况2000年世界核电状况中国核电项目概览链接中国核电项目概览链接国内核电相关工业Flowma

13、ster已有用户北京核二院成都核动力研究院上海核728院中广核广州电力设计院发电配套设备用户：东方电机哈尔滨大电机所 北京北重汽轮电机有限责任公司四川西华大学（泵站系统仿真）国内核电相关工业Flowmaster已有用户北京核二院能源与核电相关企业核电站设计单位：设计公司、研究院所核电站业主：部分业主具备设计能力核电投资方电站主设备企业 核岛、常规岛相关设备、汽轮机、电机核环境与工程企业电站辅助设备企业 电线电缆、管道泵阀、工控机械 、仪器仪表、机电设备、复合材料、辐射防护能源与核电相关企业核电站设计单位：设计公司、研究院所Flowmaster国内核电工业应用示例安全壳喷淋系统Flowmaste

14、r国内核电工业应用示例安全壳喷淋系统Flowmaster国内核电工业应用示例（续）泵站供水系统Flowmaster国内核电工业应用示例（续）泵站供水系统Flowmaster国内核电工业应用示例（续）冷却系统Flowmaster国内核电工业应用示例（续）冷却系统Flowmaster国内核电工业应用示例（续）主蒸汽系统Flowmaster国内核电工业应用示例（续）主蒸汽系统附录火力发电新技术及可再生与新能源发电技术简介附录火力发电新技术及火电厂生产过程火电厂生产过程燃气蒸汽联合循环发电技术（CC/GTCC）燃气蒸汽联合循环发电技术（CC/GTCC）燃气蒸汽联合循环主要优点热效率高，目前为50%55

15、%，2000年以后渴望达到60%61%；低污染，环保性能好；运行灵活，可靠性高，可日启停、调峰性能好 ；单位容量投资较低，简单燃气轮机每千瓦投资为l00300美元kW，汽轮发电机组为6001000美元kW，而联合循环发电机组为280530美元kW；标准的模块化设计，建设周期短，可分阶段建设，一年内即可发出6070额定负荷；占地少，仅为PCFGD发电厂占地的13； 节水，为同容量常规电站用水量的13。我国大陆以煤为主要发电一次能源，目前联合循环机组容量仅占全国发电容量的15 。燃气蒸汽联合循环主要优点热效率高，目前为50%55%，2热电联产火电机组在发电的同时，用抽汽或背压机组的排汽进行供热如果

16、联合循环机组用于热电联产，即高作功能力的燃气（1000以上）在燃气轮机中做功，其排气在余热锅炉中产生中等作功能力的蒸汽（500以上），驱动汽轮机继续做功，其低作功能力的抽汽或排汽用于工业或生活用汽用热，形成联合循环热电联产热电联产火电机组在发电的同时，用抽汽或背压机组的排汽进行供热热电冷三联产锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种热负荷外，还可做吸收式制冷机的工作蒸汽，生产68冷水用于空调或工艺冷却热电冷三联产锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排热、电、煤气三联产煤中挥发份和部分固定碳受热后气化，产生城市煤气供万人城镇民用，焦碳送CFBC锅炉中燃烧产生

17、蒸汽，用于热电联产 。 此外，在电厂中安装蓄热器回收排热或机组起停过程中排汽，可对热负荷移峰填谷；可增加尖峰发电力出力，提高能源利用率和机组稳定运行水平。 还有一种双背压凝汽式汽轮发电机，是通过凝结水串联通过凝汽器的两个部分，形成两个不同的背压。由于改善了蒸汽热负荷的不均匀性，使其平均背压低于传统的单背压汽轮机的背压，可提高循环热效率。 热、电、煤气三联产煤中挥发份和部分固定碳受热后气化，产生城市燃气轮机高效热力循环程式双流体热力循环（回注蒸汽的燃气轮机热力循环） 余热锅炉产生的过热蒸汽，与压气机来的高温高压空气一起进入燃烧室，燃料燃烧产生的燃气和被加热到燃气初温的蒸汽，一起进入燃气轮机中作功

18、，形成燃气、蒸汽在同一台燃机中膨胀作功的双流体热力循环。湿空气透平（HAT）循环（蒸发-回热式双流体循环） 软化水经燃机排气加热后喷人压气机出口蒸发器中被高温高压空气蒸发，空气与水蒸汽混合物在回热器中被燃气排气加热后，供给燃烧室，产生的燃气、蒸汽混合物进入燃气轮机作功。燃气轮机高效热力循环程式双流体热力循环（回注蒸汽的燃气轮机热煤炭洁净燃烧发电技术燃烧前处理（源处理）：指在开采到用户使用前这一阶段煤的处理方法 ；燃烧中清洁利用（过程处理）：主要指流化床燃烧技术（FBC：Fluidized-bed Combustion）；整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCC ： Integrated Gasif

19、ication Combined Cycle）；整体煤气化燃料电池（IGFC：Integrated Gasification Fuel Cell）、磁流体发电技术；炉内脱硫：炉内喷钙脱硫，喷钙加尾部增湿活化脱硫；炉内脱硝：低NOx燃烧器、低温燃烧、整体分级燃烧、回气再循环、再燃烧技术等 ；燃烧后清洁处理（烟气净化）：包括除尘、脱硫、脱硝、废水处理及零排放，废水资源化和干除渣、灰渣分除及综合利用。 煤炭洁净燃烧发电技术燃烧前处理（源处理）：指在开采到用户使用流化床燃烧技术FBC把8mm以下的煤粒和脱硫剂石灰石，加入燃烧室床层上，在通过布置在炉底的布风板送出的高速气流作用下，形成流态化翻滚的悬浮层

20、，进行流化燃烧，同时完成脱硫，这种燃烧技术叫流化床燃烧技术。按燃烧室运行压力的不同，分为常压流化床AFBC（Atmospheric Fluidized-bed Combustion）和增压流化床PFBC（Pressurized FBC）；按流化速度和床料流化状态不同，二者又可分为鼓泡床BFBC（Bubbling FBC）和循环流化床CFBC （ Cireulaiing FBC）。 流化床燃烧技术FBC把8mm以下的煤粒和脱硫剂石灰石，加入燃整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电技术IGCC发电原理 煤经过气化和净化后，固体燃料已转化成清洁气体燃料，以此驱动燃气轮机发电，再用排出的高温燃气进入锅炉，产生蒸汽带动汽轮机发电，形成燃气与蒸汽联合循环发电。 IGCC的特点（1）热效率高，其效率比煤粉炉高10以上，可达4050;（2）污染排放少，环保性能优良；脱硫率9899，NOx及CO2排放减少； （3）燃料适应性强，同一电站设备可燃用多种燃料，对高硫煤有独特的适应性 ;（4）容量可大型化，单位造价不断降低 ;（5）调峰性能好，起停机时间短 ;整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电技术IGCC发电原理 IGCC示范电厂IGCC示范电厂太阳能发电太阳能发电风能发电风能发电燃料电池