核电站工作原理、结构和设备：以热堆（压水堆为主）例

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来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-08-31 16:33:35】【打印】【关闭】

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1、工作原理：核能=>热能=>机械能=>电能

目前世界上在运行的反应堆（二代技术为主）有一半以上为压水堆，而我国核电站均为压水堆电站。

除秦山三期为重水堆外，其余为轻水堆，因此以压水堆为例说明核电站生产原理。核电站用铀制成的核燃料在反应堆内进行裂变并释放出大量热能，高压下的循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成蒸汽，高温高压的蒸汽推动汽轮机，进而推动发电机旋转产生电能。

2、工作结构：设施、系统

利用核能生产电能的电厂称为核电厂，由于核反应堆的类型不同，核电厂的设施和系统也不同。从设施构成的角度来看，压水堆核电厂的设施可以分为核岛、常规岛和配套设施（BOP）；从系统

的角度来看，压水堆核电站主要由一回路（压水反应堆和反应堆冷却剂系统〉及其辅助系统（专设

安全设施和核辅助系统）、二回路（核汽轮机发电、二回路热力系统）、常规辅助系统以及循环水系统（也有称三回路）组成。

通常把反应堆、反应堆冷却剂系统及核岛辅助系统合称为核蒸汽供应系统，二回路系统也称为蒸汽

动力转换系统，所以也可以说，压水堆核电厂的主要由核蒸汽供应系统、专设安全设施、蒸汽动力转换系统和循环水系统构成。

通常将蒸汽动力转换系统和专设安全设施相关的系统和设施统称为核岛，蒸汽动力转换系统和循环水系统相关的系统和设施统称为常规岛。电厂的其他部分，则统称为配套设施。

压水堆核电站工作原理

从布置的角度来分，核岛通常指反应堆厂房（即安全壳）、燃料厂房和核辅助三个厂房。主要由一

回路、专设安全设施及核辅助系统构成，常规岛则由二回路及其辅助系统以及循环水系统构成，与

常规火电厂的系统和设备相似。除了两岛之外的核电厂的其他部分，则统称为配套设施。从生产的

角度讲，核岛就是主要负责利用核能生产蒸汽、以及承担相应辅助和安全责任的系统和设施，常规岛则是主要利用蒸汽生产电能，以及承担输配职能的相关系统和设施。

3、主（关键）设备

1)核岛主设备

堆芯：核电站反应堆内最重要的组成部分，一般是由燃料组件、控制棒组件和可燃毒物组等组成。主要功能是建立和维持核裂变链式反应，同时将裂变产生的能量传递给一回路冷却剂。

蒸汽发生器：一、二回路之间的换热设备。在反应堆中，核裂变产生的能量由冷却剂带出，通过该

设备将热量传递给二回路的给水，使其产生一定压力、温度和干度的微过饱和蒸汽。蒸汽发生器是核动力装置中的核安全一级设备，国外核动力装置运行经验表明,蒸汽发生器传热管事故占整个装置事故率50%以上。

主冷却剂泵：克服冷却剂在一回路中的各种阻力，迫使高温高压的冷却剂通过反应堆，并建立循环流动，连续不断把堆芯中核燃料产生的热量传递给蒸汽发生器。

压力容器：是组成反应堆冷却剂系统压力边界的重要设备，在事故情况下时，可将放射性物质包含

在其中。其功能是装载反应堆堆芯、堆内构件等，隔离高温高压冷却剂，提供安全运行所需的堆芯控制和堆内测量的导向和定位。

稳压器：维持一回路冷却剂压力的定值。由于负荷或堆芯反应性的变化，会导致一回路冷却剂温度发生变化，从而引起冷却剂的体积和压力的变化。

关键构件、零部件和材料：

大型锻件、铸件：大型铸锻件是大型锻件、铸件的合称，是核电站中核岛、常规岛主设备的关键

原材。其中，大型锻件：主要指合金钢锻件、不锈钢锻件、整体锻件等，应用于蒸汽发生器、稳压

器的壳体及管板、主管道、汽轮机低压整体转子、发电机转子、蒸发器下封头、压力容器整体顶盖、

锥形筒体等核岛及常规岛主设备。大型锻件工艺、技术难度巨大，同时必须大型万吨以上自由锻压机才能完成该工艺。大型铸件：主要用于结构复杂的核岛非承压设备，例如核岛主泵外壳等。

其他关键零部件和材料：包括核岛蒸汽发生器(SG)传热管、堆芯燃料组件用高性能锆合金包壳管、控制棒驱动机构构件、安全壳贯穿件等。

2)常规岛主设备

汽轮机：具有叶片的旋转式动力机械。功能是使蒸汽膨胀，将蒸汽的热能转变为机械能，带动电机发电。

凝气设备：由凝汽器、凝结水泵、抽气泵和循环水泵等设备组成。作用是使汽轮机排气冷却并凝结成水。凝汽器内部被抽气形成真空，提高循环效率，完成二回路水循环。

汽水分离再热器：将高压缸的排气进行汽水分离，并用新蒸汽进行加热，以改善低压缸的工作环境。

由于核电机组的新蒸汽参数相对同等装机容量的火电低，高压缸排气后的蒸汽湿度大，为提高低压缸的效率和降低叶片等设备的损失，在高、低压缸中加装该设备。

热力除氧器：在正常和瞬态工况下向给水泵提供经过加热和除氧的低压水，保证给水泵的吸入压力，同时存储一定水量，以便瞬态调整。

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