5 輔助系統(tǒng)及材料

1、復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)第二節(jié) 第一回路輔助系統(tǒng) 1 化學(xué)和容積控制系統(tǒng) 2 反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng) 3 余熱排出系統(tǒng) 4 設(shè)備冷卻水系統(tǒng) 5 重要廠用水系統(tǒng) 6 反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng) 7 廢物處理系統(tǒng) 8 核島通風(fēng)空調(diào)及空氣凈化1 化學(xué)和容積控制系統(tǒng)化學(xué)和容積控制系統(tǒng)一、一、 系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能(1)通過改變反應(yīng)堆冷卻劑的硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對堆芯進(jìn)行通過改變反應(yīng)堆冷卻劑的硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對堆芯進(jìn)行反應(yīng)性控制。反應(yīng)性控制。(2)維持穩(wěn)壓器的水位，控制一回路系統(tǒng)的水容量；維持穩(wěn)壓器的水位，控制一回路系統(tǒng)的水容量； (3)對反應(yīng)堆冷卻劑的水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)控制和凈化對反應(yīng)堆冷卻劑的水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)控制和凈化，減少

2、，減少反應(yīng)堆冷卻劑對設(shè)備的腐蝕，控制反應(yīng)堆冷卻劑中反應(yīng)堆冷卻劑對設(shè)備的腐蝕，控制反應(yīng)堆冷卻劑中裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物的含量，降低反應(yīng)堆冷卻劑的裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物的含量，降低反應(yīng)堆冷卻劑的放射性水平；放射性水平； (4)向反應(yīng)堆冷卻劑系提供軸封水向反應(yīng)堆冷卻劑系提供軸封水； (5)為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)提供充水和水壓試驗(yàn)手段；為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)提供充水和水壓試驗(yàn)手段；(6)對于上充泵兼作高壓安注泵的化容系統(tǒng)，事故時(shí)用對于上充泵兼作高壓安注泵的化容系統(tǒng)，事故時(shí)用上充泵向堆芯注入應(yīng)急冷卻水上充泵向堆芯注入應(yīng)急冷卻水。2 反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（堆排水處理復(fù)用系統(tǒng)）（堆排水處理復(fù)用系統(tǒng)）一、

3、系統(tǒng)功能一、系統(tǒng)功能(1)為一回路系統(tǒng)提供除氣除鹽含硼水為一回路系統(tǒng)提供除氣除鹽含硼水，輔助化容系，輔助化容系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容積控制；統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容積控制；(2)為進(jìn)行水質(zhì)的化學(xué)控制提供化學(xué)藥品添加設(shè)備；為進(jìn)行水質(zhì)的化學(xué)控制提供化學(xué)藥品添加設(shè)備；(3)為改變反應(yīng)堆冷卻劑硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，向化容系統(tǒng)提為改變反應(yīng)堆冷卻劑硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，向化容系統(tǒng)提供硼酸和除氣除鹽水供硼酸和除氣除鹽水；(4)為換料水儲存箱、安注系統(tǒng)的硼注入罐提供硼酸為換料水儲存箱、安注系統(tǒng)的硼注入罐提供硼酸水和補(bǔ)水，為穩(wěn)壓器卸壓箱提供噴淋冷卻水，為主水和補(bǔ)水，為穩(wěn)壓器卸壓箱提供噴淋冷卻水，為主泵軸封蓄水管供水。泵軸封蓄水管供水。2 反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)二

4、、二、系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 它主要它主要由由水補(bǔ)給水補(bǔ)給、硼酸制備及補(bǔ)給硼酸制備及補(bǔ)給和和化學(xué)化學(xué)添加添加三個(gè)子系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)組成。組成。 大亞灣核電廠的硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)示意圖，大亞灣核電廠的硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)為兩臺機(jī)組共用。該系統(tǒng)為兩臺機(jī)組共用。硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)圖硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)圖3 余熱排出系統(tǒng)余熱排出系統(tǒng) 余熱排出系統(tǒng)又叫做停堆冷卻系統(tǒng)。余熱排出系統(tǒng)又叫做停堆冷卻系統(tǒng)。一座以一定一座以一定功率水平運(yùn)行了一段時(shí)間的反應(yīng)堆，在它停閉以后，由功率水平運(yùn)行了一段時(shí)間的反應(yīng)堆，在它停閉以后，由裂變碎片和中子俘獲產(chǎn)物的衰變所產(chǎn)生的衰變功率將緩裂變碎片和中子俘獲產(chǎn)物的衰變所產(chǎn)生的衰變功率將緩慢下降，并

5、長時(shí)間地持續(xù)下去。因而，在慢下降，并長時(shí)間地持續(xù)下去。因而，在核電廠設(shè)計(jì)核電廠設(shè)計(jì)安全規(guī)定安全規(guī)定明確要求，核電廠必須設(shè)置一個(gè)用來排出堆明確要求，核電廠必須設(shè)置一個(gè)用來排出堆芯余熱的系統(tǒng)。功能是：芯余熱的系統(tǒng)。功能是：(1)在停堆后第二階段，排出堆芯和一回路熱量；在停堆后第二階段，排出堆芯和一回路熱量；(2)反應(yīng)堆在冷停期間，進(jìn)行換料或維修操作時(shí)，排出堆反應(yīng)堆在冷停期間，進(jìn)行換料或維修操作時(shí)，排出堆內(nèi)余熱，維持一回路溫度低于內(nèi)余熱，維持一回路溫度低于60；(3)在電廠加熱升溫初期，控制一回路平均溫度；在電廠加熱升溫初期，控制一回路平均溫度；3 余熱排出系統(tǒng)二、系統(tǒng)組成： 下面是大亞灣核電廠的余

6、熱排出系統(tǒng)流程圖： 該系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的系列組成，每個(gè)系列由一臺余熱排出泵、一臺立式U形管管殼式熱交換器及相應(yīng)的管道、閥門和儀表組成。整個(gè)系統(tǒng)布置在安全殼內(nèi)。 余熱排出系統(tǒng)是一個(gè)與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)并聯(lián)的低壓回路，其入口接二環(huán)路熱管段冷卻劑經(jīng)余熱排出泵進(jìn)入熱交換器，被殼側(cè)的設(shè)備冷卻水治卻后，經(jīng)蓄壓箱注入管線進(jìn)入1、3環(huán)路冷管段。大亞灣核電廠的余熱排出系統(tǒng)流程圖4 設(shè)備冷卻水系統(tǒng)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功能一、系統(tǒng)的功能 設(shè)備冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)封閉的冷卻水回路，也是一個(gè)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)封閉的冷卻水回路，也是一個(gè)把熱量從具有放射性介質(zhì)的系統(tǒng)傳輸?shù)酵饨绛h(huán)境的中把熱量從具有放射性介質(zhì)的系統(tǒng)傳輸?shù)酵饨绛h(huán)境

7、的中間冷卻系統(tǒng)。其功能如下：間冷卻系統(tǒng)。其功能如下：(1)為核島為核島內(nèi)需要冷卻的帶放射性的介質(zhì)設(shè)備內(nèi)需要冷卻的帶放射性的介質(zhì)設(shè)備提供冷卻。提供冷卻。(2)作為作為中間冷卻回路中間冷卻回路，通過重要廠用水系統(tǒng)將熱量傳送，通過重要廠用水系統(tǒng)將熱量傳送給海水。在核島各冷卻對象與海水之間，形成一道阻給海水。在核島各冷卻對象與海水之間，形成一道阻止放射性物質(zhì)進(jìn)入海水的屏障。止放射性物質(zhì)進(jìn)入海水的屏障。(3)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)不僅在電廠正常運(yùn)行的各種工況用來設(shè)備冷卻水系統(tǒng)不僅在電廠正常運(yùn)行的各種工況用來從核島系統(tǒng)除熱，而且在從核島系統(tǒng)除熱，而且在事故工況事故工況下作為專設(shè)安全設(shè)下作為專設(shè)安全設(shè)施的支持系統(tǒng)，

8、將熱量經(jīng)重要廠用水系統(tǒng)排入環(huán)境。施的支持系統(tǒng)，將熱量經(jīng)重要廠用水系統(tǒng)排入環(huán)境。5 重要廠用水系統(tǒng)重要廠用水系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功能：一、系統(tǒng)的功能： 重要廠用水系統(tǒng)的主要作用重要廠用水系統(tǒng)的主要作用是是冷卻冷卻 設(shè)備冷卻水設(shè)備冷卻水，將設(shè)備冷卻水系統(tǒng)傳輸給的熱量排人海水，此系將設(shè)備冷卻水系統(tǒng)傳輸給的熱量排人海水，此系統(tǒng)又稱為統(tǒng)又稱為重要生水系統(tǒng)重要生水系統(tǒng)。是是核島的最終熱阱核島的最終熱阱。 重要廠用水系統(tǒng)與設(shè)備冷卻水系統(tǒng)一樣。是專重要廠用水系統(tǒng)與設(shè)備冷卻水系統(tǒng)一樣。是專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，無論在電廠正常運(yùn)設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，無論在電廠正常運(yùn)行還是事故工況，該系統(tǒng)都必須將設(shè)備冷卻水系行還

9、是事故工況，該系統(tǒng)都必須將設(shè)備冷卻水系統(tǒng)傳輸?shù)臒崃颗湃撕Ｋ?。統(tǒng)傳輸?shù)臒崃颗湃撕Ｋ? 重要廠用水系統(tǒng)二、系統(tǒng)二、系統(tǒng)組成：組成： 其構(gòu)成與設(shè)備冷卻水泵系統(tǒng)相似。系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)其構(gòu)成與設(shè)備冷卻水泵系統(tǒng)相似。系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的且實(shí)體隔離的系列組成，電氣設(shè)備可由柴油立的且實(shí)體隔離的系列組成，電氣設(shè)備可由柴油發(fā)電機(jī)供電。每個(gè)系列并聯(lián)兩臺容量各為發(fā)電機(jī)供電。每個(gè)系列并聯(lián)兩臺容量各為100的重要廠用水泵，兩臺容量各為的重要廠用水泵，兩臺容量各為50的板式熱交的板式熱交換器。重要廠用水泵從循環(huán)水過濾系統(tǒng)汲人海水，換器。重要廠用水泵從循環(huán)水過濾系統(tǒng)汲人海水，使其通過熱交換器吸收熱量后經(jīng)循環(huán)水排水渠流使其通過熱交換

10、器吸收熱量后經(jīng)循環(huán)水排水渠流入大海。入大海。 重要廠用水系統(tǒng)既作為專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)的支重要廠用水系統(tǒng)既作為專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，又是持系統(tǒng)，又是開式循環(huán)回路。開式循環(huán)回路。重要廠用水系統(tǒng)示意圖6 反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng)反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng)反應(yīng)堆換料后，卸出的乏燃料要在乏燃料水池中存放半年反應(yīng)堆換料后，卸出的乏燃料要在乏燃料水池中存放半年以上，待燃料冷卻到一定程度，再送往后處理工廠。以上，待燃料冷卻到一定程度，再送往后處理工廠。(1)對乏燃料池的水進(jìn)行冷卻，對乏燃料池的水進(jìn)行冷卻，帶走乏燃料的衰變熱。帶走乏燃料的衰變熱。(2)去除反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池中

11、的腐蝕產(chǎn)物、裂變?nèi)コ磻?yīng)堆換料水池和乏燃料池中的腐蝕產(chǎn)物、裂變產(chǎn)物和水中懸浮雜質(zhì)，產(chǎn)物和水中懸浮雜質(zhì)，保持水的良好的能見度和低的放保持水的良好的能見度和低的放射性水平；射性水平； (3)向反應(yīng)堆換料水池和乏燃料水池充水和排水，使水池向反應(yīng)堆換料水池和乏燃料水池充水和排水，使水池有足夠的水層提供良好的生物防護(hù)，保證乏燃料組件處有足夠的水層提供良好的生物防護(hù)，保證乏燃料組件處于次臨界狀態(tài)，于次臨界狀態(tài)，(4)為安全注入系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)提供足夠的含硼水為安全注入系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)提供足夠的含硼水； (5)換料或停堆檢修期間，一回路處于開啟狀態(tài)時(shí)，在換料或停堆檢修期間，一回路處于開啟狀態(tài)時(shí)，在余

12、熱排除系統(tǒng)不可用時(shí)，本系統(tǒng)用來冷卻堆芯。余熱排除系統(tǒng)不可用時(shí)，本系統(tǒng)用來冷卻堆芯。7 廢物處理系統(tǒng)廢物處理系統(tǒng) 如同一般工廠一樣，壓水維核電廠在運(yùn)行時(shí)，也會產(chǎn)生如同一般工廠一樣，壓水維核電廠在運(yùn)行時(shí)，也會產(chǎn)生一些廢物。這些廢物中，有非放射性的氣體、液體和一些廢物。這些廢物中，有非放射性的氣體、液體和固體，也有放射性的氣體、液體和固體。固體，也有放射性的氣體、液體和固體。對放射性廢對放射性廢物的處理和管理是核電廠區(qū)別于其他工廠的重要差別物的處理和管理是核電廠區(qū)別于其他工廠的重要差別之一。之一。（1）放射性廢水有可復(fù)用廢水和不可復(fù)用廢水?？蓮?fù)）放射性廢水有可復(fù)用廢水和不可復(fù)用廢水?？蓮?fù)用廢水經(jīng)過處

13、理分離成水和硼酸再利用，這是用廢水經(jīng)過處理分離成水和硼酸再利用，這是硼回收硼回收系統(tǒng)的任務(wù)系統(tǒng)的任務(wù)；不可復(fù)用廢水須按放射性水平高低、化；不可復(fù)用廢水須按放射性水平高低、化學(xué)物含量多少分別處理，這是學(xué)物含量多少分別處理，這是廢水處理系統(tǒng)和廢水排廢水處理系統(tǒng)和廢水排放系統(tǒng)的任務(wù)。放系統(tǒng)的任務(wù)。（2）廢氣主要分為）廢氣主要分為放射性水平較高的含氫廢氣放射性水平較高的含氫廢氣和和低放低放射性水平的含氧廢氣射性水平的含氧廢氣，對它們分別處理。，對它們分別處理。（3）固體廢物處理系統(tǒng)處理廢樹脂、放射性水蒸發(fā)濃）固體廢物處理系統(tǒng)處理廢樹脂、放射性水蒸發(fā)濃縮液、廢濾芯和其他固體廢棄物等?？s液、廢濾芯和其他固

14、體廢棄物等。8 核島通風(fēng)空調(diào)及空氣凈化一、系統(tǒng)任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)：（1）排除和凈化工作場所的污染空氣，以減少放射性物質(zhì)對廠內(nèi)外環(huán)境的危害，保障人身安全；（2）提供溫度、濕度、潔凈度滿足設(shè)備運(yùn)行要求的環(huán)境條件，保障設(shè)備運(yùn)行安全。二、系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成： 包括反應(yīng)堆廠房、核燃料廠房、電氣廠房、主控制室、核輔助廠房及連接廠房的通風(fēng)通風(fēng)空調(diào)空調(diào)。第第3節(jié)節(jié) 核電站所用材料核電站所用材料一一 反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料 鋯合金和不銹鋼鋯合金和不銹鋼二二 核燃料核燃料三三 慢化劑慢化劑四四 冷卻劑冷卻劑核燃料Fuel Assembly for Light Water ReactorUranium as Fue

15、lMining, Conversion, GenerationWorld Uranium Reserves Australia24% Kazakhstan17 Canada13 South Africa 9 Russia 6 Nambia 6 US 4 Niger 3 Uzbekistan 3Most Uranium currently comes from Canada, followed by Australia and NigerConversion of Uranium Ore to “Yellow Cake”COMURHEX Malvesi U3O8 UF4COMURHEX Pier

16、relatteUF4 UF6Centrifuge EnrichmentFeedEnriched exitDepleted exitU235 is lighter and collects in the center (Enriched)U238 is heavier and collects on the outside walls (Depleted/Tails)Feed to Next StageCentrifuge CascadeUF6 to UO2 Powder to PelletsFuel PelletsUranium Is Encased in Solid Ceramic Pell

17、ets after EnrichmentNuclear Fuel AssemblyFuel Pellet100MW 壓水堆燃料處理流程圖1流程圖2流程圖3快中子堆燃料處理流程三 慢化劑由熱中子引起裂變錐式反應(yīng)的反應(yīng)堆稱為熱中于堆。由于核燃由熱中子引起裂變錐式反應(yīng)的反應(yīng)堆稱為熱中于堆。由于核燃料的熱中子裂變截面大，因而熱中子堆的核燃料裝量比快中料的熱中子裂變截面大，因而熱中子堆的核燃料裝量比快中子堆少，而且快堆技術(shù)難度大，所以到目前為止絕大多數(shù)反子堆少，而且快堆技術(shù)難度大，所以到目前為止絕大多數(shù)反應(yīng)堆都是熱中子反應(yīng)堆。應(yīng)堆都是熱中子反應(yīng)堆。 然而，在核裂變時(shí)所放出的中子能量很高，速度很大，所以然

18、而，在核裂變時(shí)所放出的中子能量很高，速度很大，所以要用慢化劑要用慢化劑(又叫減速劑又叫減速劑)使這些中子的速度迅速減小使這些中子的速度迅速減小。慢化劑慢化劑必須具有必須具有中子吸收截面小，慢化中子的能力強(qiáng)，同時(shí)與活性中子吸收截面小，慢化中子的能力強(qiáng)，同時(shí)與活性區(qū)內(nèi)其他部件不起化學(xué)作用，并能經(jīng)受得起大量中子和強(qiáng)射區(qū)內(nèi)其他部件不起化學(xué)作用，并能經(jīng)受得起大量中子和強(qiáng)射線的長期輻照線的長期輻照等特點(diǎn)等特點(diǎn)。 重水、普通水、石墨和鈹重水、普通水、石墨和鈹?shù)葞追N物質(zhì)均可用來作為中子慢化等幾種物質(zhì)均可用來作為中子慢化劑，具體如何選用，要根據(jù)不同的堆型而定。劑，具體如何選用，要根據(jù)不同的堆型而定。四 冷卻劑 冷卻劑通過活性區(qū)，在反應(yīng)堆冷卻劑一回路系統(tǒng)冷卻劑通過活性區(qū)，在反應(yīng)堆冷卻劑一回路系統(tǒng)循環(huán)流動，不斷地將堆內(nèi)的熱量帶出來，通過熱循環(huán)流動，不斷地將堆內(nèi)的熱量帶出來，通過熱交換器散熱，使堆芯得到冷卻，保持一定的工作交換器散熱，使堆芯得到冷卻，保持一定的工作溫度。如果是動力堆，帶出來的熱量可用于發(fā)電溫度。如果是動力堆，帶出來的熱量可用于發(fā)電或作其他用途?；蜃髌渌?/p>