壓水堆核電廠

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1、第三章壓水堆核電廠12我國正在運(yùn)行的核電機(jī)組（除秦山三期）全部為壓水堆堆型，作為一種技術(shù)相當(dāng)成熟的堆型，具有以下特點(diǎn)：1．壓水堆以輕水作慢化劑及冷卻劑，反應(yīng)堆體積小，建設(shè)周期短．造價較低。2．壓水堆采用低富集度鈾作燃料，鈾的濃縮技術(shù)已經(jīng)過關(guān)。3．壓水堆核電廠有放射性的一回路系統(tǒng)與二回路系統(tǒng)相分開，放射性冷卻劑不會進(jìn)入回路而污染汽輪機(jī)，運(yùn)行、維護(hù)方便，需要處理的放射憚廢氣、廢水、廢物量較少。3壓水堆主要運(yùn)行參數(shù)4教學(xué)內(nèi)容本章將以大亞灣核電廠為例，詳細(xì)介紹壓水反應(yīng)堆本體結(jié)構(gòu)：堆芯組件：核燃料組件＋控制棒組件＋堆芯功能組件；堆內(nèi)構(gòu)件及其作用：上下支承組件，壓緊彈

2、簧組件，導(dǎo)向管反應(yīng)堆壓力容器的結(jié)構(gòu)、選材和運(yùn)行特點(diǎn)控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理；堆內(nèi)測量支承結(jié)構(gòu)安全殼結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)功能5核電廠主回路系統(tǒng)簡介6主、輔助系統(tǒng)73.1壓水堆堆芯（reactorcore）堆芯設(shè)計(jì)滿足的一般要求：1堆芯功率分布盡量均勻，以便堆芯有最大的功率輸出2盡量減少堆芯內(nèi)不必要的中子吸收材料，提高中子經(jīng)濟(jì)性3要有最佳的冷卻劑流量分配和最小的流動阻力4有較長的堆芯壽命，適當(dāng)?shù)臏p少換料操作次數(shù)5堆芯結(jié)構(gòu)緊湊，換料要簡易方便。8典型壓水堆壓力容器與堆芯結(jié)構(gòu)原理圖9堆芯橫截面圖10壓水堆縱剖面圖11壓水堆燃料管理棋盤式布局分區(qū)倒料后備反應(yīng)性及其控制：

3、調(diào)節(jié)硼濃度，慢速變化控制棒，快速變化，停堆可燃毒物棒，初裝料補(bǔ)償初裝料的過剩反應(yīng)性，使冷卻劑中的含硼濃度減少到使其溫度系數(shù)為負(fù)值。保證反應(yīng)堆的固有安全性。12壓水堆堆芯組件核燃料組件棒束控制棒組件可燃毒物組件中子源組件阻力塞組件13核燃料組件采用無盒、帶指形控制組件的棒束型燃料組件。主要結(jié)構(gòu)：燃料棒＋骨架骨架（書）：上下管座，8層定位格架，導(dǎo)向管采用17×17=289=264+24+1正方形排列:264燃料棒24導(dǎo)向管1中子測量管141517×17結(jié)構(gòu)在每一組件的289個可利用的空位中燃料棒占據(jù)264個其余的空位裝有24根控制棒導(dǎo)向管和1根堆內(nèi)測量導(dǎo)管16

4、棒狀燃料元件棒結(jié)構(gòu)組成:選材原則：限制燃料和包殼的使用溫度包殼的作用以及選材特點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度；第一道屏障鋯氫反應(yīng)？如何何防止？1內(nèi)2外集氣空腔盒充填氣體作用：軸向空腔和徑向間隙作用，預(yù)沖壓氦氣技術(shù)作用17芯塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)尺寸：圓柱體形何謂“環(huán)脊”現(xiàn)象為何采用碟形加倒角的結(jié)構(gòu)形式如何防止輻照腫脹的破壞：1碟形加倒角2制孔劑芯塊密度的選擇:對導(dǎo)熱系數(shù)有很大影響18燃料元件包殼材料：鋯－4合金燃料元件包殼壁厚的選擇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度周向變形不超過1%化學(xué)含氫量低壓250ppm,不能高于600ppm腐蝕壽期內(nèi)腐蝕深度應(yīng)低于原壁厚的10%.一定的安全裕度水力振動,熱應(yīng)力外徑9.

5、5mm,壁厚0.57mm,芯塊直徑8.19mm包殼內(nèi)壁與燃料芯塊的徑向間隙大小與間隙的導(dǎo)熱系數(shù)有密切關(guān)系，是影響芯塊溫度的重要因素，同時芯塊的各種特性如導(dǎo)熱系數(shù)，裂變氣體的釋放，蠕變和塑性形變等也都隨溫度變化。19“骨架”結(jié)構(gòu)定位格架控制棒導(dǎo)管中子通量測量導(dǎo)管上管座下管座2021定位格架8層定位格架的作用材料及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)混流翼22控制棒導(dǎo)向管材料：鋯－4合金作用：為控制棒插入抽出提供導(dǎo)向通道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：錐形緩沖段，流水孔中子通量測量管材料：鋯－4合金作用：23下管座上管座24控制棒組件結(jié)構(gòu)組成：24跟吸收劑棒＋星形架組件數(shù)目保證：卡棒準(zhǔn)則，功率分布，彈棒事故2

6、5控制棒組件26星形架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：轂環(huán)，翼片，指形連接柄27吸收劑棒黑棒灰棒材料銀－銦－鎘不銹鋼結(jié)構(gòu)：二者相似黑棒束控制組件：24根黑棒灰棒束控制組件：8根黑棒＋16根灰棒28堆芯相關(guān)組件可燃毒物組件，初級中子源組件，次級中子源組件，阻力塞組件結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)：支承結(jié)構(gòu)：一個壓緊組件形成的支承結(jié)構(gòu)24根棒束24根棒可能全部是阻力塞,可能是可燃毒物棒與阻力塞的組合,還可能包含所有四種棒.29壓緊組件軛板、彈簧導(dǎo)向筒、底板內(nèi)外兩圈螺旋彈簧、304不銹鋼材料30可燃毒物組件作用：用于第一燃料循環(huán)，降低硼濃度，保證慢化劑的負(fù)溫度系數(shù)可燃毒物材料：硼玻璃管（BO+SiO

7、）232初裝料：48×12(棒)＋18×16(棒)+2×16=896第一次換料時全部卸出，換阻力塞組件31中子源組件作用：1提高中子通量2點(diǎn)火初級中子源2個組件：1＋1＋16＋6材料：锎結(jié)構(gòu)與位置1.06×17.7，堆芯下部初裝料情況次級中子源2個組件：4＋20材料：銻、鈹作用，二次啟動32阻力塞組件作用：結(jié)構(gòu)與材料：304不銹鋼，短棒前述各種堆芯相關(guān)組件都含有中子源組件，只有阻力塞組件全部是阻力塞組件33堆芯組件小結(jié)（1）核燃料組件＋控制棒組件＋堆芯相關(guān)組件核燃料組件：燃料元件棒＋骨架結(jié)構(gòu)燃料元件棒：燃料芯塊，包殼，端塞，壓緊彈簧骨架：上下管座，定位格架

8、，控制棒導(dǎo)管，中子測量控制棒組件：吸收劑棒＋星形架吸收劑棒：黑棒，