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1、核电厂系统与设备核电厂系统与设备 陆万鹏 山东建筑大学热能工程学院 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂简介 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 2.1 压水堆核电厂概述2.1 压水堆核电厂概述 2.2 核电厂的总体及厂房布置2.2 核电厂的总体及厂房布置 2.3 核电厂的主要厂房设施2.3 核电厂的主要厂房设施 2.4 核电厂设备安全功能及分级2.4 核电厂设备安全功能及分级 2.5 核电厂的设计原则2.5 核电厂的设计原则 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 重点讲解重点讲解 压水堆核电厂的三个回路压水堆核电厂
2、的三个回路 包容一 、二回路的厂房包容一 、二回路的厂房 显示主要厂房：安全壳，汽轮机厂房，辅助厂房；燃料厂房 显示主要设备：反应堆，主泵，蒸汽发生器，汽轮机 显示主要厂房：安全壳，汽轮机厂房，辅助厂房；燃料厂房 显示主要设备：反应堆，主泵，蒸汽发生器，汽轮机 T形布置及形布置及L形布置形布置 循环水系统循环水系统 开式；开式； 采用冷却塔的循环水系统采用冷却塔的循环水系统 设计原则设计原则 多道屏障多道屏障 纵深防御纵深防御 单一故障准则单一故障准则 抗拒自然灾害的功能抗拒自然灾害的功能 辐射计量标准辐射计量标准 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 2.1 压水堆核电厂概述 核电厂核电
3、厂是利用核能生产电能的电厂，主要由核岛和常规 岛组成。 是利用核能生产电能的电厂，主要由核岛和常规 岛组成。 核岛核岛核岛核岛是利用核能生产蒸汽的部分，是利用核能生产蒸汽的部分，是利用核能生产蒸汽的部分，是利用核能生产蒸汽的部分，主要包括一回路系 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。压水堆核电站核岛中的四大部件是 主要包括一回路系 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。压水堆核电站核岛中的四大部件是蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽 发生器、稳压器、主泵和堆芯发生器、稳压器、主泵和堆芯发生器、稳压器、主泵和堆芯发生器、稳压器、主泵和堆芯。 常规岛常规
4、岛常规岛常规岛是用蒸汽生产电能的部分，是用蒸汽生产电能的部分，是用蒸汽生产电能的部分，是用蒸汽生产电能的部分，主要包括汽轮机组及 二回路系统，其形式与常规火电厂类似。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、 主要包括汽轮机组及 二回路系统，其形式与常规火电厂类似。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、汽水分离再热器汽水分离再热器等设备组成。等设备组成。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 压水堆核电厂原理压水堆核电厂原理 水 水 压力容器压力容器压力容器压力容器 稳压器稳压器稳压器稳压器 主泵主泵主泵主泵 主管
5、道主管道主管道主管道 蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器 汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机 发电机发电机发电机发电机 凝汽器凝汽器凝汽器凝汽器 输配电输配电输配电输配电 二回路二回路 一回路一回路一回路一回路 基本参数基本参数基本参数基本参数： 一回路：压力一回路：压力一回路：压力一回路：压力154 bar154 bar，高压水；，高压水；，高压水；，高压水； 二回路：压力二回路：压力二回路：压力二回路：压力55bar55bar，饱和蒸汽。，饱和蒸汽。，饱和蒸汽。，饱和蒸汽。 蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 压水堆核电站原理图（间接循环）压水堆核电站原理图（间接循环）压水堆核电站原理
6、图（间接循环）压水堆核电站原理图（间接循环） 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 压水堆核电厂发电流程压水堆核电厂发电流程 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 核岛系统核岛系统 一回路系统一回路系统一回路系统一回路系统 由反应堆、主泵、稳压器、蒸 汽发生器和相应管道组成 由反应堆、主泵、稳压器、蒸 汽发生器和相应管道组成 反应堆外壳是一个耐高压容 器，通常称为压力容器或压力 壳，其内安装着由许多核燃料 组件构成的堆芯。 反应堆外壳是一个耐高压容 器，通常称为压力容器或压力 壳，其内安装着由许多核燃料 组件构成的堆芯。 反应堆冷却剂系统一般有
7、反应堆冷却剂系统一般有2424 条并联在反应堆压力容器上的 封闭环路；每个环路有一台主 泵和一台蒸汽发生器。 条并联在反应堆压力容器上的 封闭环路；每个环路有一台主 泵和一台蒸汽发生器。 整个一回路系统设有一台稳压 器，用于压力调节和压力保护。 整个一回路系统设有一台稳压 器，用于压力调节和压力保护。 环路管道中，环路管道中，热段：热段：反应堆压 力容器出口和蒸汽发生器入口 之间； 反应堆压 力容器出口和蒸汽发生器入口 之间；冷段：冷段：主泵和压力容器 入口之间； 主泵和压力容器 入口之间；过渡段过渡段蒸汽发生器 与主泵之间。 蒸汽发生器 与主泵之间。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂
8、 四环路四环路 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 安全和辅助系统安全和辅助系统安全和辅助系统安全和辅助系统（按功能分3类）（按功能分3类） 专设安全系统:专设安全系统:在反应堆发生大量失水事故时可以自动投入 ，阻止事故的进一步扩大，保护反应堆的安全，同时防止放 射性物质向大气环境扩散。包括 在反应堆发生大量失水事故时可以自动投入 ，阻止事故的进一步扩大，保护反应堆的安全，同时防止放 射性物质向大气环境扩散。包括安全注入系统、安全壳喷淋 系统、辅助给水系统和安全壳隔离系统 安全注入系统、安全壳喷淋 系统、辅助给水系统和安全壳隔离系统。 核辅助系统核辅助系统:保证反应堆和一回路正常启动、运
9、行和停堆。 包括 :保证反应堆和一回路正常启动、运行和停堆。 包括化学和容积控制系统、硼和水补给系统、余热排出系统 、反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统、设备冷却水系统等 。 化学和容积控制系统、硼和水补给系统、余热排出系统 、反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统、设备冷却水系统等 。 三废处理系统三废处理系统:回收和处理放射性废物以保护和监视环境。 包括 :回收和处理放射性废物以保护和监视环境。 包括废液处理系统、废气处理系统和固体废物处理系统废液处理系统、废气处理系统和固体废物处理系统。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 常规岛系统常规岛系统 常规岛系统可划分为汽轮机回路、循环冷却水系统
10、和 电气系统三大部分。 常规岛系统可划分为汽轮机回路、循环冷却水系统和 电气系统三大部分。 汽轮机回路汽轮机回路： 主要设备有汽轮机、汽水分离再热器、冷 凝器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、主给水泵和高压 加热器等。这个循环回路的流程原理与火力发电厂基本相 同。 ： 主要设备有汽轮机、汽水分离再热器、冷 凝器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、主给水泵和高压 加热器等。这个循环回路的流程原理与火力发电厂基本相 同。 循环水冷却回路循环水冷却回路：亦称三回路，其主要功用是向冷凝器供 给冷却水，确保汽轮机冷凝器的有效冷却。 ：亦称三回路，其主要功用是向冷凝器供 给冷却水，确保汽轮机冷凝器的有效冷却。
11、电气系统电气系统：电气系统包括发电机、励磁机、主变压器、厂 用变压器等。 ：电气系统包括发电机、励磁机、主变压器、厂 用变压器等。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 压水堆与沸水堆比较压水堆与沸水堆比较压水堆与沸水堆比较压水堆与沸水堆比较 压水堆：一回路系统的冷却剂与汽轮机回路工质是完全隔 离的，这就是所谓的“间接循环间接循环”。采用间接循环具有使二 回路系统免受放射性玷污的优点。 与沸水堆核电厂相比，增加了蒸汽发生器增加了蒸汽发生器。压水堆体积 较小和控制要求简单等因素可以弥补这一不足。 沸水堆：沸水堆：将冷却水在堆芯沸腾直接推动蒸汽轮机，可以有 效降低堆芯工作压力。为了获得与压水堆
12、同样的蒸汽温 度，沸水堆堆芯只需加压到堆芯工作压力 7MPa左右，仅 为压水堆堆芯工作压力的一半。这使系统得到极大地简 化，能显著地降低投资。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 循环水系统循环水系统 循环水系统主要用来为凝汽器提供凝结汽轮机乏汽的冷却水， 分为开式供水和闭式供水。 开式供水：是指以江河湖海为水源，冷却水一次通过，不重复 使用。 闭式供水：把由凝汽器排出的水，经过冷却降温之后，再用循 环水泵送回凝汽器入口重复使用。 开式供水特点： 进水水温低，利于机组经济运行进水水温低，利于机组经济运行 系统简单，投资较低系统简单，投资较低 易造成易造成“热污染热污染” 核电站循环水量大
13、，水泵是大流量低扬程泵，为了防止 回流，凝汽器的安装标高要高于海水平面和循环水泵。 核电站循环水量大，水泵是大流量低扬程泵，为了防止 回流，凝汽器的安装标高要高于海水平面和循环水泵。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 闭式供水 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 占地面积小； 使用于远离水源或者 水源不足的电厂； 冷却塔造价高。 占地面积小； 使用于远离水源或者 水源不足的电厂； 冷却塔造价高。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 槽式配水槽式配水
14、第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 收水器（冷却塔内部）收水器（冷却塔内部）收水器（冷却塔内部）收水器（冷却塔内部） 波型收水器，收水效果极佳，能最大限度地回波型收水器，收水效果极佳，能最大限度地回波型收水器，收水效果极佳，能最大限度地回波型收水器，收水效果极佳，能最大限度地回 收空气的水滴，减少对环境的影响。用收空气的水滴，减少对环境的影响。用收空气的水滴，减少对环境的影响。用收空气的水滴，减少对环境的影响。用PPPP支支支支 架和架和架和架和PVCPVC挤拉成型制造工艺，具有收水率高挤拉成型制造工艺，
15、具有收水率高挤拉成型制造工艺，具有收水率高挤拉成型制造工艺，具有收水率高 （可按用户要求配置）、气流阻力小、阻燃性（可按用户要求配置）、气流阻力小、阻燃性（可按用户要求配置）、气流阻力小、阻燃性（可按用户要求配置）、气流阻力小、阻燃性 好、且强度高、刚度好、抗腐蚀、安装维护方好、且强度高、刚度好、抗腐蚀、安装维护方好、且强度高、刚度好、抗腐蚀、安装维护方好、且强度高、刚度好、抗腐蚀、安装维护方 便、使用寿命长（便、使用寿命长（便、使用寿命长（便、使用寿命长（2020年）等优点。年）等优点。年）等优点。年）等优点。 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电
16、厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 改造前的进风状况（迎风面，侧风面） 改造后的进风状况 第二章 压水堆核电厂第二章 压水堆核电厂 核电厂电气系统核电厂电气系统 在电厂正常功率运行在电厂正常功率运行在电厂正常功率运行在电厂正常功率运行 时，发电机发出的电时，发电机发出的电时，发电机发出的电时，发电机发出的电 能大部分升压至外网能大部分升压至外网能大部分升压至外网能大部分升压至外网 电压输送给用户。同电压输送给用户。同电压输送给用户。同电压输送给用户。同 时，满足厂用电。时，满足厂用电。时，满足厂用电。时，满足厂用电。 当发电机停机时，则当发电机停机时，则当发电机停机时，则当发电机停机时，则 由外部电网经启动变由外部电网经启动变由外部电网经启动变由外部电网经启动变 压器供厂用电。压器供
