1 核電廠系統(tǒng)與設(shè)備(NI)

核電廠系統(tǒng)與設(shè)備大亞灣核電站嶺澳核電站核電廠系統(tǒng)與設(shè)備(NI)核科學(xué)與工程學(xué)院１、《900MW壓水堆核電站系統(tǒng)與設(shè)備》廣東核電培訓(xùn)中心編原子能出版社２、《核電廠系統(tǒng)及設(shè)備》臧希年，申世飛編著清華大學(xué)出版社3、《非能動安全先進(jìn)核電廠AP1000》

林誠格主編原子能出版社參考書第一章緒論1.1核電的歷史與現(xiàn)狀

——國際1896年：發(fā)現(xiàn)U（鈾，Uranium）的天然放射性克拉普羅特（M.H.Klaproth）：1789年佩利戈特（E.M.Peligot）：1841年1939年：哈恩（O.Hahn）和斯特拉斯曼（F.Strassmann）發(fā)現(xiàn)U235的核裂變1942年：第一座核反應(yīng)堆在美國臨界艾立科·費(fèi)米1945年8月：原子彈在廣島爆炸1954年：第一座核電站在前蘇聯(lián)建成(5000KWe)

——國內(nèi)1954年：中國核工業(yè)部(二機(jī)部)成立1958年：中國第一座核反應(yīng)堆建成（101重水堆）1964年：10月16日中國第一顆原子彈爆炸1970年2月8日：周總理提出建設(shè)核電,成立728設(shè)計(jì)院（上海核工程研究設(shè)計(jì)院）1991年12月15日：秦山核電廠(300MWe)首次并網(wǎng)中國建成完整核工業(yè)體系:U礦開采提煉濃縮燃料生產(chǎn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行核技術(shù)應(yīng)用乏燃料處理廢物處置核電站的發(fā)展時期20世紀(jì)50-60年代中期：核電研究起步

60-70年代中期：核電黃金時期

70-80年代早期：核電快速發(fā)展時期

80年代中期-90年代：核電發(fā)展停滯時期

1979年石油危機(jī)

1979年三里島核電站事故

1986年切爾諾貝利核電站事故21世紀(jì)初：核電復(fù)蘇時期輕水堆重水堆石墨堆金屬冷氣冷壓水堆(PWR)沸水堆(BWR)超臨界水堆輕水冷重水冷(CANDU)輕水冷切爾諾貝利氣冷高溫氣冷堆(HTGR)鈉冷鉛冷核反應(yīng)堆的分類

熱堆快堆(FBR)核電的發(fā)展歷程劃分為三個代第一代（20世紀(jì)50年代）：原理型機(jī)組——功率小，結(jié)構(gòu)簡單，安全設(shè)施薄弱

1950s前蘇聯(lián)

第一座實(shí)驗(yàn)性核電站奧布寧斯克實(shí)驗(yàn)性石墨沸水堆核電廠

1950s美國第一座商業(yè)核電站希平港原型壓水堆核電廠

核電的發(fā)展歷程劃分為三個代第二代（20世紀(jì)60年代和80年代）：商業(yè)運(yùn)行機(jī)組——

功率大，安全設(shè)施完備1960s、1970s400余座美國、歐洲、日本的壓水堆（PWR）和沸水堆（BWR）

俄羅斯的輕水堆（VVER）

加拿大和印度的坎杜重水堆（CANDU）二代加：CPR1000CNP1000第三代（始于20世紀(jì)90年代）：先進(jìn)型核電廠——在第二代基礎(chǔ)上，增加了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和安全設(shè)施（1）先進(jìn)型沸水堆ABWR：

美國通用電氣公司該機(jī)組于20世紀(jì)末在日本建成；（2）先進(jìn)型壓水堆AP1000

美國西屋公司正在中國山東海陽、浙江三門建造中（3）先進(jìn)壓水堆EPR

法國法瑪通公司正在芬蘭建造中第四代：進(jìn)入21世紀(jì)后，核電在減少CO2排量，保護(hù)環(huán)境方面的不可替代的作用重新被以美國為首的西方國家所認(rèn)識，核電建設(shè)出現(xiàn)復(fù)蘇跡象。而且從經(jīng)濟(jì)性、安全性、減少核廢物和防止核擴(kuò)散的角度出發(fā)，西方國家提出了新一代核電廠研究開發(fā)計(jì)劃，并推出了六種第四代核電廠潛在堆型，即：超高溫堆、超臨界水冷堆、熔鹽堆、氣冷快堆、鈉冷快堆、鉛冷快堆。世界核電按堆型的統(tǒng)計(jì)（2005年）堆型機(jī)組數(shù)裝機(jī)量MWePWR壓水堆267241946BWR沸水堆9383405LWGR輕水冷卻石墨堆1611404PHWR加壓重水堆4221376GCR氣冷石墨堆2210664FBR快中子堆2793合計(jì)442369588國別美國法國日本俄羅斯英國中國世界平均核電占總發(fā)電量比例20%78%25%17%23%2%16%各國核電占總發(fā)電量比例2008年全國裝機(jī)及構(gòu)成總裝機(jī)79253萬千瓦2008年發(fā)電量及構(gòu)成發(fā)電量34334億千瓦時2010年我國裝機(jī)容量達(dá)到9.5億千瓦核電工程建設(shè)與進(jìn)度設(shè)想單位：萬千瓦核電規(guī)劃2020年2030年1.2核電的主要特點(diǎn)（1）核燃料能量巨大（1KgU235裂變能=5.2E26MeV=2700T煤）能量釋放快強(qiáng)放射性（2）設(shè)計(jì)特殊反應(yīng)性控制衰變余熱1%滿功率輻射防護(hù)（三道屏障）放射性廢物處置（3）工程特點(diǎn)造價(jià)高、大容量、標(biāo)準(zhǔn)化、建造期長、安全特殊要求、管理規(guī)范1.3核電的競爭力

（1）經(jīng)濟(jì)性：單位功率造價(jià)高（1.3—1.5倍火電），運(yùn)行成本低（燃料、維護(hù)1/3—2/3倍火電)，核電上網(wǎng)電價(jià)可與火電相當(dāng)。核電還有利于減少SO2、NOx及溫室氣體排放，如果把環(huán)保價(jià)值計(jì)入，則發(fā)展核電的優(yōu)越性更加突出。

（2）緩解運(yùn)輸壓力：(百萬千瓦電廠每年）

煤電：300萬噸煤

核電:30噸(UO2)燃料

（3）拓寬能源利用

油/氣50年

煤300年

U循環(huán)50年

U-Pu

循環(huán)3000年

氚聚變用之不竭

(4)保護(hù)環(huán)境、減小大氣溫室效應(yīng)

周圍居民受到輻射劑量（毫希/年）固體廢物（/年）采礦面積（畝/年）二氧化硫排放量（萬噸/年）氮氧化物排放量（萬噸/年）煙灰（噸/年）二氧化碳排放量（萬噸/年）100萬千瓦燃煤發(fā)電廠0.04845萬噸煤渣12102.61.43500600100萬千瓦核電站0.01830噸核廢料30000024一回路主系統(tǒng)輔助系統(tǒng)專設(shè)安全設(shè)施

緊急堆芯冷卻系統(tǒng)（安注系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)）

輔助給水系統(tǒng)

安全殼隔離系統(tǒng)核輔助系統(tǒng)

化學(xué)和容積控制系統(tǒng)

硼回收系統(tǒng)

余熱排除系統(tǒng)

反應(yīng)堆水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)廢物處理系統(tǒng)核電站廠房布置1.核島主要廠房（1）反應(yīng)堆廠房（安全殼）（R)

準(zhǔn)球形穹頂圓柱形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高：60m直徑：37m厚：1m內(nèi)襯不銹鋼板厚：6mm承壓：0.5MPa

主要設(shè)備：一回路主要設(shè)備、部分專設(shè)安全系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)設(shè)備。（2）燃料廠房（K)

平頂方形混凝土結(jié)構(gòu)。主要有乏燃料水池。（3）核輔助廠房（N)

矩形主要布置核輔助系統(tǒng)、廢物處理系統(tǒng)及部分專設(shè)安全系統(tǒng)設(shè)備。（4）電氣廠房（L)

主控制室和各種儀表控制系統(tǒng)及供配電設(shè)備等。此外，還有柴油發(fā)電機(jī)廠房（D)、連接廠房（W)、輔助給水貯存箱等。大亞灣核電站識別符號1、發(fā)電廠有成千上萬臺各種設(shè)備，為了確保發(fā)電廠生產(chǎn)過程的安全、經(jīng)濟(jì)和可靠，設(shè)備管理工作十分重要。2、如果采用中文進(jìn)行標(biāo)識，需占用較多文字字符，而且有文字翻譯問題和不同的理解差別問題。采用編碼標(biāo)識可以既提供了設(shè)備管理所需的完整信息，又不涉及任何語言文法，對于懂得基本知識的任何國籍的人來講，不會產(chǎn)生理解上的差別。3、統(tǒng)一的設(shè)備和系統(tǒng)編碼，滿足統(tǒng)一管理及實(shí)施計(jì)算機(jī)自動化管理的要求。建立識別符號的意義廠房及房間的識別符號廠房的識別：一般用3個符號來表示數(shù)字字母1字母2機(jī)組識別廠房識別廠房區(qū)域識別1-1號機(jī)組2-2號機(jī)組9-兩套機(jī)組共用0-工地系統(tǒng)D-柴油機(jī)廠房K-乏燃料廠房L-電氣廠房M-氣輪機(jī)廠房N-核輔助廠房R-反應(yīng)堆廠房W-連接廠房1、廠房內(nèi)分區(qū)一般用A、B、C……表示；2、如廠房內(nèi)無分區(qū)可在廠房字母后加X；3、如果廠房識別的第一字母對認(rèn)識廠房關(guān)系足夠時，可省去第二個字母。一般原則

廠房識別舉例：1）9NA－兩臺機(jī)組共用的核輔助廠房A區(qū)；2）1RX－1號機(jī)組的反應(yīng)堆廠房；3）2LX－2號機(jī)組的電氣廠房

問題：

1MA9DC2RX？房間的識別：一般用3個數(shù)字符號來表示數(shù)字1數(shù)字2數(shù)字3樓層房號1、地平面一層用2表示；2、低于地平面的層由上而下用1、0、-1…表示；3、高于地平面的層由下而上用3、4、5…表示。問題：121314008？

廠房及房間的識別字母1字母2機(jī)組識別廠房識別字母1字母1字母2字母1樓層房號舉例：1）9NA518－兩臺機(jī)組共用的核輔助廠房A區(qū)4樓18號房間2）IL710－1號機(jī)組電氣廠房6樓10號房間(20米的主控室)3）1R318－1號機(jī)組反應(yīng)堆廠房2樓18號房間問題：

1MA0019DC2102RX412？非一般原則MA－汽輪機(jī)大廳MB－汽輪機(jī)輔助廠房MT－汽輪發(fā)電機(jī)MO－潤滑油庫MV－汽輪機(jī)廠房通風(fēng)MP－樹脂處理廠房（1）廠房識別汽輪機(jī)廠房的識別（2）樓層識別（汽輪機(jī)大廳）樓層號01234567平臺-11.00m-3.200m+0.20m9.80m16.20m20.20m28.20m32.20m（3）房號識別1、按一般原則標(biāo)識：適用于一般具體的廠房內(nèi)。如1MA301,1MB201,2MV201/MV202等。2、字母與數(shù)字標(biāo)識：在MA（氣輪機(jī)大廳）和MB（氣輪機(jī)輔助廠房）區(qū)域中，以數(shù)字表示與機(jī)軸垂直之區(qū)域，以字母表示與機(jī)軸平行之區(qū)域，將MA劃為各個小區(qū)域。3、區(qū)域圖示：1MA3B9是1號機(jī)組氣輪機(jī)廠房二層B9區(qū)。設(shè)備的識別符號NLLLNNNLL機(jī)組識別功能組符號：表示該設(shè)備屬哪臺機(jī)組，哪個系統(tǒng)設(shè)備組符號：表示什么設(shè)備及設(shè)備的編號系統(tǒng)識別設(shè)備編號設(shè)備類型規(guī)定與廠房及房間識別相同，當(dāng)設(shè)備不能確定屬哪個機(jī)組是可不必表示第一個字母表示系統(tǒng)屬性，后兩個字母表示具體系統(tǒng)。BA－罐FI－過濾器PO－泵TO－按鈕VV－蒸汽閥GV－蒸汽發(fā)生器KO－

汽缸功能識別和設(shè)備識別AB(H)PCEXDVM低(高)壓給水加熱器系統(tǒng)凝結(jié)水抽取系統(tǒng)汽機(jī)廠房通風(fēng)系統(tǒng)EASGCTGPV安全殼噴淋系統(tǒng)汽機(jī)旁路系統(tǒng)汽輪機(jī)蒸汽和疏水系統(tǒng)GREJPHJPI汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)汽機(jī)油箱消防系統(tǒng)核島消防系統(tǒng)KSCLGBPMC主控制室系統(tǒng)6.5配電盤系統(tǒng)核燃料裝卸貯存RCPSAPTEG反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)廢氣處理系統(tǒng)VVPXCAYLH主蒸汽系統(tǒng)輔助蒸汽生產(chǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)用移動式柴油機(jī)組舉例：1RCP001PO－1號機(jī)組反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的1號主泵2GPV001KO－2號機(jī)組汽輪機(jī)蒸汽和疏水系統(tǒng)的1號（高壓）缸問題2ABP001PO？閥門識別XXXVX閥門編號不變表示閥門流體類別ABCDEF空氣硼酸液循環(huán)水除鹽水生水燃料油GHJKLN二氧化碳其他油類廢氣廢液凝結(jié)水和給水冷卻水PQRSTV一回路冷卻劑有機(jī)液體化學(xué)試劑固體廢物飲用水蒸氣XYZ氬氫氮注：在本系統(tǒng)圖上，閥門的功能符號可以省去，但在非本系統(tǒng)圖上，功能組的符號應(yīng)該保留。舉例：GRE003VV---汽機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)3號調(diào)節(jié)閥AHP235VL---高壓給水加熱系統(tǒng)第235號凝結(jié)水閥門問題REA065VB？REA015VD？

基本原則：類似于識別設(shè)備原則，共五個符號，放入圓圈中，分兩組。測量及控制設(shè)備的識別功能類別符號測量類別符號：MLYS經(jīng)傳送器就地測試開關(guān)信息ACDEFG中子通量速度流量音量頻率分析HIJKLM時間電流防火限值照明通量位移NPRSTU流體水位壓力阻抗放射性溫度電壓VWXYZ振動有功功率機(jī)械雜項(xiàng)電氣雜項(xiàng)物理雜項(xiàng)

舉例：

001MN－1號水位測量（經(jīng)傳送器）；

007LT－第7個就地溫度測量

RCP005MP-----反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)5號壓力測量（經(jīng)傳送器）問題

RCP007MNRCP005MP？注：在本系統(tǒng)圖上，系統(tǒng)識別符號可以省去電纜的識別符號NLLLLNNN系統(tǒng)識別機(jī)組識別電纜類別電纜序號機(jī)組識別：第一符號為數(shù)字，類似于廠房或設(shè)備識別。系統(tǒng)識別：三個符號為字母，第一字母表示類系統(tǒng)，后兩符號為具體系統(tǒng)。電纜類別：用一個字母表達(dá)，見下表。電纜序號：用三位數(shù)字表示。問題：1RCVA001？ABCD中壓電纜低壓電纜(AC或DC)控制電纜(開/關(guān))儀表電纜TIS電話線對講機(jī)聲力電線工程圖紙的識別符號每份圖紙可用分成8個組別的21個順序的字母數(shù)字混合符號來識別。圖紙上位置的判斷NLLLLNNLN機(jī)組識別系統(tǒng)識別連接頁碼坐標(biāo)識別ABPF51E3ABPF51E3舉例：

去ABP系統(tǒng)圖第51頁坐標(biāo)為E3的格

來自ABP系統(tǒng)圖第51頁坐標(biāo)為E3的格ABP：低壓給水加熱器系統(tǒng)本章重點(diǎn)：1、廠房及房間的識別2、設(shè)備識別3、閥門識別4、測量及控制設(shè)備的識別中廣核—中電投紅沿河核電站建設(shè)中PWR-4×1000MWe2007年中核乳山核電站規(guī)劃中PWR-2×1000MWe2012年榮成核電站規(guī)劃中中電投海陽核電站建設(shè)中PWR-2×1000MWe2009年中核田灣核電站俄羅斯VVER-PWR2×1000MWe2005年并網(wǎng)中核三門核電站AP10002×1000MWe2012年并網(wǎng)中核秦山(I)核電站自主設(shè)計(jì)PWR-300MWe1991年12月并網(wǎng)秦山(II)核電站自主設(shè)計(jì)PWR-2×600MWe2002年\2004年擴(kuò)建PWR-2×600MWe2010年秦山(III)核電站加拿大-CANDO重水HPWR-2×750MWe2002年/2003年中廣核—中電投寧德核電站PWR-4×1000MWe2008年中核—華電福清核電站PWR-2×1000MWe2008年廣核大亞灣核電站法國PWR-2×900MWe1994年嶺澳-1核電站法國PWR-2×980MWe2002/2003年嶺澳-2核電站法國PWR-2×1000MWe2010年陽江核電站PWR-4×1000MWe2012年中廣核常德核電站PWR-2×1000MWe2012年中核桃花江核電站PWR-2×1000MWe2012年壓水堆PWR核電站核反應(yīng)堆物理傳熱學(xué)水利學(xué)工程熱力學(xué)等U235中子中子中子緩發(fā)中子重裂變碎片輕裂變碎片

射線

射線

射線

射線

射線核裂變反應(yīng)示意圖慢化劑（重水、石墨、輕水）冷卻劑輕水重水氦氣熱中子(E<1ev)放射性、余熱各種能量冷卻劑液鈉氦氣快中子（Ｅ>0.１Mｅｖ）

輕水堆重水堆石墨堆金屬冷氣冷壓水堆(PWR)沸水堆(BWR)超臨界水堆輕水冷重水冷(CANDU)輕水冷切爾諾貝利氣冷高溫氣冷堆(HTGR)鈉冷鉛冷3.4核反應(yīng)堆的分類

熱堆快堆(FBR)慢化劑（重水、石墨、輕水）冷卻劑輕水重水氦氣熱中子(E<1ev)放射性、余熱各種能量冷卻劑液鈉氦氣快中子（Ｅ>0.１Mｅｖ）

核聚變慢化劑（重水、石墨、輕水）冷卻劑輕水重水氦氣熱中子(E<1ev)放射性、余熱各種能量冷卻劑液鈉氦氣快中子（Ｅ>0.１Mｅｖ）

核聚變慢化劑（重水、石墨、輕水）冷卻劑輕水重水氦氣熱中子(E<1ev)放射性、余熱各種