沸水堆核电站是一种核能发电工程,采用固体浓缩铀氧铀(UO2)作为核燃料,用沸水冷却剂为堆内重水反应堆内提供热源,用以生产有用的电力。特别地,木棒结构(棒状核堆)是型号最常见的沸水堆核电厂中。
一、 原理说明
沸水堆核反应堆系统架构类似一个液体燃料反应堆,其原理为剪切式的流体动力反应,采用多块固体铀氧铀块与水及/或汽水(精制蒸汽)等冷却剂混合物组成,以浓缩铀氧铀块源放射性照射产生热量,再将热量传递至冷却系统中以加热冷却剂,从而转化成电能。
二、 系统综述
沸水堆核反应堆电站可以分成四个主要的系统:核反应堆内部系统(NIS),冷却和堆套冷却器内系统(Pressurized Water Reactor,PWR),气冷系统(Gas-Cooled Reactor,GCR)和堆顶和堆腹的系统(Top and Bottom System)。
(1)核反应堆内部系统(NIS)
NIS是沸水堆核反应堆中更重要的一部分,其主要由核燃料杆和棒状核堆组成,他们都必须完整无损,正常运行,使核燃料和源放射性元素保持本质稳定,从而避免核反应堆发生事故。
(2)冷却系统(PWR)
PWR冷却系统是核反应堆内部系统和热产生器系统的同步工作系统,它负责把核反应堆热量转化成有用的电能。PWR的工作原理是利用汽水反应堆的压力,通过密封的热产生器,将反应堆内产生的热量传递至热力系统中。
(3)气冷系统
气冷系统采用的是汽涡轮发电机系统,它能够利用热产生器的热能和蒸汽凝结波动效应转换成有用的电能。气冷系统中的主要结构如水冷器,蒸汽泵,冷凝器等,主要负责将汽水循环加热并将热能转换成有用的电力,它是构成发电系统的关键组成部分。
(4)堆顶和堆腹的系统
堆顶和堆腹的系统是发电系统的重要补充部分,它主要由控制装置、安全装置、冷却器装置和服务设备组成。它们负责检测控制堆内激活性元素的变化,对核燃料杆内变化采取措施,保证堆内各系统的正常运作,同时为核反应堆提供混合物冷却剂、空气源等各类服务。
三、 危险性和安全保障
沸水堆核反应堆是一种相对安全的发电技术,但仍存在一定的危险性,因此在设计和运行时也需要严格的安全保障。主要包括:核反应堆的安全夹套(安全壳),负责抑制核辐射;核燃料棒的安全夹套,负责抵御毒性水体的冲击影响;核反应堆系统的动静控制装置,保证核反应堆反应中热量的安全明晰控制,避免
来源:互联网 / 发布时间:2023-12-09 09:00:09