1 核电厂系统与设备(NI)

核电厂系统与设备大亚湾核电站岭澳核电站核电厂系统与设备(NI)核科学与工程学院１、《900MW压水堆核电站系统与设备》广东核电培训中心编原子能出版社２、《核电厂系统及设备》臧希年，申世飞编著清华大学出版社3、《非能动安全先进核电厂AP1000》

林诚格主编原子能出版社参考书第一章绪论1.1核电的历史与现状

——国际1896年：发现U（铀，Uranium）的天然放射性克拉普罗特（M.H.Klaproth）：1789年佩利戈特（E.M.Peligot）：1841年1939年：哈恩（O.Hahn）和斯特拉斯曼（F.Strassmann）发现U235的核裂变1942年：第一座核反应堆在美国临界艾立科·费米1945年8月：原子弹在广岛爆炸1954年：第一座核电站在前苏联建成(5000KWe)

——国内1954年：中国核工业部(二机部)成立1958年：中国第一座核反应堆建成（101重水堆）1964年：10月16日中国第一颗原子弹爆炸1970年2月8日：周总理提出建设核电,成立728设计院（上海核工程研究设计院）1991年12月15日：秦山核电厂(300MWe)首次并网中国建成完整核工业体系:U矿开采提炼浓缩燃料生产反应堆设计、建造和运行核技术应用乏燃料处理废物处置核电站的发展时期20世纪50-60年代中期：核电研究起步

60-70年代中期：核电黄金时期

70-80年代早期：核电快速发展时期

80年代中期-90年代：核电发展停滞时期

1979年石油危机

1979年三里岛核电站事故

1986年切尔诺贝利核电站事故21世纪初：核电复苏时期轻水堆重水堆石墨堆金属冷气冷压水堆(PWR)沸水堆(BWR)超临界水堆轻水冷重水冷(CANDU)轻水冷切尔诺贝利气冷高温气冷堆(HTGR)钠冷铅冷核反应堆的分类

热堆快堆(FBR)核电的发展历程划分为三个代第一代（20世纪50年代）：原理型机组——功率小，结构简单，安全设施薄弱

1950s前苏联

第一座实验性核电站奥布宁斯克实验性石墨沸水堆核电厂

1950s美国第一座商业核电站希平港原型压水堆核电厂

核电的发展历程划分为三个代第二代（20世纪60年代和80年代）：商业运行机组——

功率大，安全设施完备1960s、1970s400余座美国、欧洲、日本的压水堆（PWR）和沸水堆（BWR）

俄罗斯的轻水堆（VVER）

加拿大和印度的坎杜重水堆（CANDU）二代加：CPR1000CNP1000第三代（始于20世纪90年代）：先进型核电厂——在第二代基础上，增加了先进的设计理念和安全设施（1）先进型沸水堆ABWR：

美国通用电气公司该机组于20世纪末在日本建成；（2）先进型压水堆AP1000

美国西屋公司正在中国山东海阳、浙江三门建造中（3）先进压水堆EPR

法国法玛通公司正在芬兰建造中第四代：进入21世纪后，核电在减少CO2排量，保护环境方面的不可替代的作用重新被以美国为首的西方国家所认识，核电建设出现复苏迹象。而且从经济性、安全性、减少核废物和防止核扩散的角度出发，西方国家提出了新一代核电厂研究开发计划，并推出了六种第四代核电厂潜在堆型，即：超高温堆、超临界水冷堆、熔盐堆、气冷快堆、钠冷快堆、铅冷快堆。世界核电按堆型的统计（2005年）堆型机组数装机量MWePWR压水堆267241946BWR沸水堆9383405LWGR轻水冷却石墨堆1611404PHWR加压重水堆4221376GCR气冷石墨堆2210664FBR快中子堆2793合计442369588国别美国法国日本俄罗斯英国中国世界平均核电占总发电量比例20%78%25%17%23%2%16%各国核电占总发电量比例2008年全国装机及构成总装机79253万千瓦2008年发电量及构成发电量34334亿千瓦时2010年我国装机容量达到9.5亿千瓦核电工程建设与进度设想单位：万千瓦核电规划2020年2030年1.2核电的主要特点（1）核燃料能量巨大（1KgU235裂变能=5.2E26MeV=2700T煤）能量释放快强放射性（2）设计特殊反应性控制衰变余热1%满功率辐射防护（三道屏障）放射性废物处置（3）工程特点造价高、大容量、标准化、建造期长、安全特殊要求、管理规范1.3核电的竞争力

（1）经济性：单位功率造价高（1.3—1.5倍火电），运行成本低（燃料、维护1/3—2/3倍火电)，核电上网电价可与火电相当。核电还有利于减少SO2、NOx及温室气体排放，如果把环保价值计入，则发展核电的优越性更加突出。

（2）缓解运输压力：(百万千瓦电厂每年）

煤电：300万吨煤

核电:30吨(UO2)燃料

（3）拓宽能源利用

油/气50年

煤300年

U循环50年

U-Pu

循环3000年

氚聚变用之不竭

(4)保护环境、减小大气温室效应

周围居民受到辐射剂量（毫希/年）固体废物（/年）采矿面积（亩/年）二氧化硫排放量（万吨/年）氮氧化物排放量（万吨/年）烟灰（吨/年）二氧化碳排放量（万吨/年）100万千瓦燃煤发电厂0.04845万吨煤渣12102.61.43500600100万千瓦核电站0.01830吨核废料30000024一回路主系统辅助系统专设安全设施

紧急堆芯冷却系统（安注系统和安全壳喷淋系统）

辅助给水系统

安全壳隔离系统核辅助系统

化学和容积控制系统

硼回收系统

余热排除系统

反应堆水池和乏燃料水池冷却和处理系统废物处理系统核电站厂房布置1.核岛主要厂房（1）反应堆厂房（安全壳）（R)

准球形穹顶圆柱形预应力钢筋混凝土结构高：60m直径：37m厚：1m内衬不锈钢板厚：6mm承压：0.5MPa

主要设备：一回路主要设备、部分专设安全系统和核辅助系统设备。（2）燃料厂房（K)

平顶方形混凝土结构。主要有乏燃料水池。（3）核辅助厂房（N)

矩形主要布置核辅助系统、废物处理系统及部分专设安全系统设备。（4）电气厂房（L)

主控制室和各种仪表控制系统及供配电设备等。此外，还有柴油发电机厂房（D)、连接厂房（W)、辅助给水贮存箱等。大亚湾核电站识别符号1、发电厂有成千上万台各种设备，为了确保发电厂生产过程的安全、经济和可靠，设备管理工作十分重要。2、如果采用中文进行标识，需占用较多文字字符，而且有文字翻译问题和不同的理解差别问题。采用编码标识可以既提供了设备管理所需的完整信息，又不涉及任何语言文法，对于懂得基本知识的任何国籍的人来讲，不会产生理解上的差别。3、统一的设备和系统编码，满足统一管理及实施计算机自动化管理的要求。建立识别符号的意义厂房及房间的识别符号厂房的识别：一般用3个符号来表示数字字母1字母2机组识别厂房识别厂房区域识别1-1号机组2-2号机组9-两套机组共用0-工地系统D-柴油机厂房K-乏燃料厂房L-电气厂房M-气轮机厂房N-核辅助厂房R-反应堆厂房W-连接厂房1、厂房内分区一般用A、B、C……表示；2、如厂房内无分区可在厂房字母后加X；3、如果厂房识别的第一字母对认识厂房关系足够时，可省去第二个字母。一般原则

厂房识别举例：1）9NA－两台机组共用的核辅助厂房A区；2）1RX－1号机组的反应堆厂房；3）2LX－2号机组的电气厂房

问题：

1MA9DC2RX？房间的识别：一般用3个数字符号来表示数字1数字2数字3楼层房号1、地平面一层用2表示；2、低于地平面的层由上而下用1、0、-1…表示；3、高于地平面的层由下而上用3、4、5…表示。问题：121314008？

厂房及房间的识别字母1字母2机组识别厂房识别字母1字母1字母2字母1楼层房号举例：1）9NA518－两台机组共用的核辅助厂房A区4楼18号房间2）IL710－1号机组电气厂房6楼10号房间(20米的主控室)3）1R318－1号机组反应堆厂房2楼18号房间问题：

1MA0019DC2102RX412？非一般原则MA－汽轮机大厅MB－汽轮机辅助厂房MT－汽轮发电机MO－润滑油库MV－汽轮机厂房通风MP－树脂处理厂房（1）厂房识别汽轮机厂房的识别（2）楼层识别（汽轮机大厅）楼层号01234567平台-11.00m-3.200m+0.20m9.80m16.20m20.20m28.20m32.20m（3）房号识别1、按一般原则标识：适用于一般具体的厂房内。如1MA301,1MB201,2MV201/MV202等。2、字母与数字标识：在MA（气轮机大厅）和MB（气轮机辅助厂房）区域中，以数字表示与机轴垂直之区域，以字母表示与机轴平行之区域，将MA划为各个小区域。3、区域图示：1MA3B9是1号机组气轮机厂房二层B9区。设备的识别符号NLLLNNNLL机组识别功能组符号：表示该设备属哪台机组，哪个系统设备组符号：表示什么设备及设备的编号系统识别设备编号设备类型规定与厂房及房间识别相同，当设备不能确定属哪个机组是可不必表示第一个字母表示系统属性，后两个字母表示具体系统。BA－罐FI－过滤器PO－泵TO－按钮VV－蒸汽阀GV－蒸汽发生器KO－

汽缸功能识别和设备识别AB(H)PCEXDVM低(高)压给水加热器系统凝结水抽取系统汽机厂房通风系统EASGCTGPV安全壳喷淋系统汽机旁路系统汽轮机蒸汽和疏水系统GREJPHJPI汽轮机调节系统汽机油箱消防系统核岛消防系统KSCLGBPMC主控制室系统6.5配电盘系统核燃料装卸贮存RCPSAPTEG反应堆冷却剂系统压缩空气生产系统废气处理系统VVPXCAYLH主蒸汽系统辅助蒸汽生产系统试验用移动式柴油机组举例：1RCP001PO－1号机组反应堆冷却剂系统的1号主泵2GPV001KO－2号机组汽轮机蒸汽和疏水系统的1号（高压）缸问题2ABP001PO？阀门识别XXXVX阀门编号不变表示阀门流体类别ABCDEF空气硼酸液循环水除盐水生水燃料油GHJKLN二氧化碳其他油类废气废液凝结水和给水冷却水PQRSTV一回路冷却剂有机液体化学试剂固体废物饮用水蒸气XYZ氩氢氮注：在本系统图上，阀门的功能符号可以省去，但在非本系统图上，功能组的符号应该保留。举例：GRE003VV---汽机调节系统3号调节阀AHP235VL---高压给水加热系统第235号凝结水阀门问题REA065VB？REA015VD？

基本原则：类似于识别设备原则，共五个符号，放入圆圈中，分两组。测量及控制设备的识别功能类别符号测量类别符号：MLYS经传送器就地测试开关信息ACDEFG中子通量速度流量音量频率分析HIJKLM时间电流防火限值照明通量位移NPRSTU流体水位压力阻抗放射性温度电压VWXYZ振动有功功率机械杂项电气杂项物理杂项

举例：

001MN－1号水位测量（经传送器）；

007LT－第7个就地温度测量

RCP005MP-----反应堆冷却剂系统5号压力测量（经传送器）问题

RCP007MNRCP005MP？注：在本系统图上，系统识别符号可以省去电缆的识别符号NLLLLNNN系统识别机组识别电缆类别电缆序号机组识别：第一符号为数字，类似于厂房或设备识别。系统识别：三个符号为字母，第一字母表示类系统，后两符号为具体系统。电缆类别：用一个字母表达，见下表。电缆序号：用三位数字表示。问题：1RCVA001？ABCD中压电缆低压电缆(AC或DC)控制电缆(开/关)仪表电缆TIS电话线对讲机声力电线工程图纸的识别符号每份图纸可用分成8个组别的21个顺序的字母数字混合符号来识别。图纸上位置的判断NLLLLNNLN机组识别系统识别连接页码坐标识别ABPF51E3ABPF51E3举例：

去ABP系统图第51页坐标为E3的格

来自ABP系统图第51页坐标为E3的格ABP：低压给水加热器系统本章重点：1、厂房及房间的识别2、设备识别3、阀门识别4、测量及控制设备的识别中广核—中电投红沿河核电站建设中PWR-4×1000MWe2007年中核乳山核电站规划中PWR-2×1000MWe2012年荣成核电站规划中中电投海阳核电站建设中PWR-2×1000MWe2009年中核田湾核电站俄罗斯VVER-PWR2×1000MWe2005年并网中核三门核电站AP10002×1000MWe2012年并网中核秦山(I)核电站自主设计PWR-300MWe1991年12月并网秦山(II)核电站自主设计PWR-2×600MWe2002年\2004年扩建PWR-2×600MWe2010年秦山(III)核电站加拿大-CANDO重水HPWR-2×750MWe2002年/2003年中广核—中电投宁德核电站PWR-4×1000MWe2008年中核—华电福清核电站PWR-2×1000MWe2008年广核大亚湾核电站法国PWR-2×900MWe1994年岭澳-1核电站法国PWR-2×980MWe2002/2003年岭澳-2核电站法国PWR-2×1000MWe2010年阳江核电站PWR-4×1000MWe2012年中广核常德核电站PWR-2×1000MWe2012年中核桃花江核电站PWR-2×1000MWe2012年压水堆PWR核电站核反应堆物理传热学水利学工程热力学等U235中子中子中子缓发中子重裂变碎片轻裂变碎片

射线

射线

射线

射线

射线核裂变反应示意图慢化剂（重水、石墨、轻水）冷却剂轻水重水氦气热中子(E<1ev)放射性、余热各种能量冷却剂液钠氦气快中子（Ｅ>0.１Mｅｖ）

轻水堆重水堆石墨堆金属冷气冷压水堆(PWR)沸水堆(BWR)超临界水堆轻水冷重水冷(CANDU)轻水冷切尔诺贝利气冷高温气冷堆(HTGR)钠冷铅冷3.4核反应堆的分类

热堆快堆(FBR)慢化剂（重水、石墨、轻水）冷却剂轻水重水氦气热中子(E<1ev)放射性、余热各种能量冷却剂液钠氦气快中子（Ｅ>0.１Mｅｖ）

核聚变慢化剂（重水、石墨、轻水）冷却剂轻水重水氦气热中子(E<1ev)放射性、余热各种能量冷却剂液钠氦气快中子（Ｅ>0.１Mｅｖ）

核聚变慢化剂（重水、石墨、轻水）冷却剂轻水重水氦气热中子(E<1ev)放射性、余热各种