二、反应堆本体结构
组成：堆芯（燃料组件、堆芯功能组件）；堆芯支撑结构；反应堆压力容器；控制棒传动 机构。
(1) 堆芯结构： 分区装料的优点与缺点：
1. 燃料组件： A. 燃料元件：
-4-
《核电厂系统与设备复习资料》
组成：下端塞；锆合金包壳；UO2 芯块；氧化铝块；因科镍弹簧；上端塞；充 气孔。
作用：产生核裂变并释放热量的部件。 燃料包壳：防止核燃料与反应堆冷却剂接触，以避免裂变产物逸出造成放射性
制室、应急柴油发电机厂房、汽轮发电机厂房等。 (2 )三废区: 主要由废液储存、处理厂房、固化厂房、弱放废物库、固体废物储存库、
特种洗衣房和特种汽车库等组成。 (3 )供排水区: 主要由循环水泵房、输水隧洞、排水渠道、淡水净化处理车间、消防站、
高压消防泵房、排水泵房等组成。 (4 ) 动力供应区: 主要由冷冻机站、压缩空气及液氮储存气化站、辅助锅炉房等组成。 (5 ) 检修及仓库区: 包括检修车间、材料仓库、设备综合仓库及危险品仓库等。 (6 ) 厂前区: 包括电厂行政办公大楼及汽车、消防、保安及生活服务设施。 3、核岛厂房主要有反应堆厂房、核辅助厂房、燃料厂房、主控制室等。 反应堆厂房与汽轮机厂房的相对位置有两种形式: 一种是汽轮机厂房与反应堆厂房 呈L形布置, 另一种是汽机厂房与反应堆厂房呈T形布置。L形布置方法厂房布局紧凑, 占地少, 特别是由几个单元机组并列时, 汽机厂房可以合在一起, 以减少汽机厂房内 重 型吊车台数, 若端部再接维修车间, 则设备检修更为方便。图 2 .8 为 L 形布置的 双机组 核电厂平面布置图。但是, 这种布置, 在汽轮机厂房与反应堆厂房之间需设置 防止汽轮机飞车时叶片对安全壳冲击的屏障。采用 T 形布置方式时, 汽轮机叶片飞射 方向不会危及反应堆厂房, 但厂房面积相对大些。 4、其循环水系统的标高布置, 是确定厂区标高的两个重要因素之一。这两个因素是: (1 ) 厂区地坪的标高应位于千年一遇的最高潮位以上; (2 ) 将凝汽器布置在适当标高位置上, 使得循环水回路中有适当的虹吸效应, 并使核
电后的惰转时间, 保证断电后短时间内有较高的流量通过堆芯。 (2) 在一回路设备布置上, 应使蒸汽发生器的位置高于反应堆压力容器, 以
便建立和保持一个自然循环驱动头。 压力调节系统：
当压力升高至超过设定值时, 压力控制系统调节喷淋阀, 由冷管 段引来的过冷水向稳压器汽空间喷淋降压; 若压力低于设定值, 压 力控制系统启动加热器, 使部分水蒸发, 升高蒸汽压力。 超压保护系统: 当一回路系统的压力超过限值时, 装在稳压器顶部卸压管线上的安全阀开 启, 向卸压箱排放蒸汽, 使稳压器压力下降, 以维持整个一回路系统的完整 性。 3、 一回路压力：一般取工作压力15.5MPa，设计压力取1.10~1.25倍工作压力，；冷 态水压试验压力取1.25倍设计压力。 4、 反应堆冷却剂的出口温度： (1 ) 燃料包壳温度限制。 (2 ) 传热温差的要求。为了保证燃料元件表面与冷却剂之间传热的要求, 燃
电厂基建投资和循环水用电消耗都比较合理, 也就是综合考虑基建投资和运行费 用后选定最优的标高。
2 .3 核电厂主要厂房设施
1、核电厂主要厂房指反应堆厂房( 即安全壳) 、燃料厂房、核辅助厂房、汽轮机厂房和
-2-
《核电厂系统与设备复习资料》
控制厂房。 2、安全壳内部结构主要是由钢筋混凝土建造的。 3、燃料厂房设有乏燃料储存水池, 用来盛放乏燃料。 4、核辅助厂房是一个具有多种用途的钢筋混凝土结构。厂房内设有化学和容积控制系统、
5 . 辐照剂量标准
第三章：反应堆冷却剂系统和设备
-3-
《核电厂系统与设备复习资料》
一、反应堆冷却剂系统
1、功能： 主功能：冷却；输热。 辅功能：慢化；反应性控制（硼浓度）；压力调节；压力控制；第二道屏障。
2、组成：冷却系统；压力调节系统；超压保护系统。 冷却系统：(1) 增加泵的惯性流量。在反应堆冷却剂泵电动机顶部装飞轮, 延长主泵断
安全注入系统、设备冷却水系统等辅助系统及厂房必需的空气处理和冷却设备。 5、控制厂房布置在整个核电厂的中心, 它包括中央控制室、厂用配电和各种自动控制设 备。
2 .4 核电厂设备安全功能及分级
1、 划分安全等级的目的是提供分级设计标准。
2.4.1安全功能及分析方法：
1、核电厂安全的基本目标是限制居民和核电厂工作人员在电厂所有运行工况和事故 工况下所受到的射线照射。
料表面与冷却剂间应有足够的温差。冷却剂温度至少要比包壳温度低 10 ℃～15 ℃, 以保证正常的热交换。
(3 ) 冷却剂过冷度要求。为保证流动的稳定性和有效传热, 冷却剂应具有2 0 ℃左右的过冷度。
5、反应堆冷却剂的入口温度： 反应堆冷却剂的出口温度一旦确定, 对于一个确定热功率的反应堆, 其入口温 度与流量有单值关系。入口温度越高, 一回路冷却剂平均温度越高, 从这方面 来说, 对提高热效 率有利。但入口温度越高, 冷却剂温升越小, 所需冷却剂流 量越大, 这就增加了泵的唧送功率从而降低了电厂的净效率。选择冷却剂的入 口温度时, 应综合考虑它与流量各自带 来的利弊以及其他一些因素后, 选取最 佳值。(280 ℃～300 ℃)
《核电厂系统与设备复习资料》
《核电厂系统与设备》
第一章：绪论
1、从能源的供应结构来看, 目前世界上消耗的能源主要来自煤、石油、天然气三大资源, 不仅利用率低, 而且对生态环境造成严重的污染。 2、 为了缓解能源矛盾, 除了应积极开发太阳能、风能、潮汐能以及生物质能等再生能源 外, 核能是被公认的唯一现实的可大规模替代常规能源的既清洁又经济的现代能源。
2、为保证必要的安全性, 执行安全功能的系统执行下列功能: (1 ) 为安全停堆和维持其安全停堆状态提供手段; (2 ) 为停堆后从堆芯导出余热提供手段; (3 ) 在事故后为防止放射性物质的释放提供手段, 以确保事故工况之后的任何释放 不超过容许极限。
3、为了对每项功能按其对安全的重要性分级, 可以采用确定论和概率论两种分级方法。
2、反应堆冷却剂系统将堆芯核裂变放出的热能带出反应堆并传递给二回路工质以产生 蒸汽。通常把反应堆、反应堆冷却剂系统及其辅助系统合称为核供汽系统。 每一条环路由一台蒸汽发生器、一台或两台反应堆冷却剂泵及相应的管道组成, 在其 中一个环路的热管段上, 通过波动管与一台稳压器相连。一回路内的高温高压含硼水, 由反应堆冷却剂泵输送, 流经反应堆堆芯, 吸收了堆芯核裂变放出的热能, 再进入蒸 汽发生器, 通过蒸汽发生器传热管壁, 将热量传给蒸汽发生器二次侧给水, 然后再由 反应堆冷却剂泵唧送回反应堆。如此循环往复, 构成封闭回路。整个一回路系统设有 一台稳压器。一回路系统的压力靠稳压器调节, 且保持稳定。
主 管道包容在内。 2 . 纵深防御 3 . 单一故障准则
在压水堆设计中, 为了满足总体设计准则, 防止那些对安全极为重要的系统或部件发 生单项故障而失去其功能, 制订了单一故障准则。单一故障是导致某一部件不能执行 其预定安全功能的一种随机故障, 由单一随机事件引起的继发故障, 均视作单一故障 的组成部分。 4 . 抗自然灾害的功能
开式供水方式的主要优点是冷却水进水温度较低, 有利于汽轮机组的经济运行, 而 且系统简单, 投资较低。 闭式供水方式是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。
2 .2 核电厂总体及厂房布置
2 .2 .1 厂址选择
-1-
《核电厂系统与设备复习资料》
核电厂选址考虑的因素中很多与火电厂相同, 它们包括接近电力负荷中心、有充足的冷却 水源、交通运输方便、有良好的自然条件( 如地形、地质和地震等) 、减少废热废物排放 对生物的影响和防止环境污染的可能性等。核电厂选址基本原则除了要满足常规电厂所 必需的条件外,和严重事 故条件下不受危害。归结起来, 核电厂选址应考虑核电厂本身特性、厂址自然条件和技术 要求以及辐射安全等三个方面。
作用：支撑、包容和固定堆芯和堆内构件；保证燃料组件按一定间距在堆芯内定位； 承压、防护。
2 .2 .2 总平面布置
1、核电厂的厂址选定后, 在总平面布置设计时应考虑以下原则:
(1 ) 合理区分放射性与非放射性的建筑物, 使净区和脏区严格分开, 脏区尽可能置于 主导风向的下风侧, 以减少放射性污染。 (2 ) 满足核电厂生产工艺流程要求, 便于设备运输, 减少厂区管线的迂回和纵横交叉。 (3 ) 反应堆厂房、核辅助厂房和燃料厂房, 都应设在同一基岩的基垫层上, 防止因厂房 承载或地震所产生的沉降差异而造成管线断裂。 (4 ) 核电厂厂房布置以反应堆厂房为中心, 核辅助厂房、燃料厂房、主控制楼和应急 柴油发电机厂房均环绕在反应堆厂房周围。对于双单元核电厂也可采用对称布置, 并 共用部分核辅助厂房。 2、按照上述原则, 一般核电厂的厂房可以分成下列几个部分: (1 )核心区: 主要由核岛和常规岛组成, 包括反应堆厂房、核辅助厂房、燃料厂房、主控
2 .4 .2 安全分级 1. 安全一级 2.安全二级 3.安全三级 4.安全四级（非核安全等级）
2 .5 核电厂安全设计原则
1、核电厂设计的首要问题, 就是要在正常工况或事故工况下, 能把这些放射性物质严加
控制, 把对个人的照射减少到可接受的水平, 确保工作人员与公众的安全。 2、核电厂采用的安全性准则是多重屏障与纵深防御; 在设计中必须对各种可预见和不可
3、按慢化剂分类：轻水堆（压水堆和沸水堆）；重水堆；石墨堆。 沸水堆：效率高。缺点：水有放射性 压水堆：汽水分离再热器。再热：提高干度。回热：提高效率
第二章：压水堆核电厂
2 .1 概述
1、 从生产的角度讲, 核岛利用核能生产蒸汽, 常规岛用蒸汽生产电能。 核岛：反应堆冷却剂系统；专设安全系统；核辅助系统；三废处理系统。 常规岛：汽轮机回路；循环冷却水系统；电气系统。
料和反应堆启动提供所需的中子源,不可连续使用。 E. 次级中子源棒组件：次级中子源棒组件用于反应堆满功率运行两个月后的反应