核动力工程与辐射科学(上3b).pptVIP

（压水堆）核电站厂房 安全壳厂房 汽机厂房 核辅助厂房 燃料厂房 压水堆的组成 ? 压水堆本体结构 ? 堆芯 ? 堆内构件 ? 压力容器 ? 控制棒驱动机构 ? 反应堆冷却剂系统 堆芯的特征 ? 堆芯形状 ? 圆柱形 ? 方形 ? 堆芯布置 ? 立式 ? 卧式 ? 冷却剂流道 ? 管束型（eg. PWR/BWR） ? 排管型（eg. CANDU） ? 多孔介质型（eg. HTGR） ? 燃料组件 ? 排列形式：正方形、三角形 ? 数量： 15 ?15 、17 ?17、8?8 等。 堆芯 ? 作用 ? 核裂变链式反应的区域 压水堆本体结构 控制棒驱动机构 堆 芯 筒体 出口接管 上封头 下封头 入口接管 压力容器 堆芯吊兰 上栅格板 堆芯支撑部件 围板 下栅格板 堆内构件 堆芯(活性区) 功能 反应堆的心脏 产生自持链式核裂变反应 以热能形式释放裂变能 组成 核燃料组件：核燃料是由易裂变核素制成，通常还含有可转变核素； 慢化剂：使中子慢化，仅热中子堆有； 控制材料：控制中子数： 控制棒组件； 可燃毒物； 可溶毒物。 冷却剂：吸收热量，并带出堆芯。 中子源组件： 控制棒 燃料组件 压力容器 中子源组件的作用：反应堆点火之用，以缩短反应堆启动时间，并确保启动安全 压水堆堆芯 堆芯 堆腔 换料中 新堆装料 反应堆的组成 燃料芯块 控制棒 燃料组件 安置核材料的物体—燃料棒； 冷却燃料棒和带走能量的载体—冷却剂； 使中子慢化的物体—慢化剂； 控制中子数量，即控制功率的物体—控制棒。 冷却剂（慢化剂）人口 控制棒 控制棒组件 燃料芯块 燃料棒 燃料组件 燃料组件 燃料芯块 功能 含裂变材料的混合物体 燃料的铀-235含量 低浓缩铀 ：铀-235的富集度为2~5％ （压水堆) 天然铀：铀-235的富集度为0.72％（重水堆） 中等浓缩铀：铀-235的富集度为12~30％ （快堆) (钚：由铀-238吸收中子产生) 芯块材料和结构材料 金属铀 铀混合物粉末烧结成的二氧化铀陶瓷芯块（PWR等） 陶瓷燃料和耐高温的石墨结构材料（HTGR） 铀、钚混合氧化物燃料（MOX燃料） 含裂变材料铀-235的含量 每个陶瓷芯块为直径约1cm，高度约1cm圆柱体 压水堆燃料 ? 裂变物质：U235 ? 燃料富集度： 2~5% ? 物理形态：UO2陶瓷 核燃料 U235 U238 压水堆燃料组件 燃料棒的排列 15×15 或 17×17 棒束长: 约3~4m 燃料棒的排列：15×15或17×17 燃料元件与燃料组件 燃料元件 燃料组件 堆芯燃料布置 快堆 G G1 G1 G1 G1 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2 N1 N1 N1 N1 N1 N1 N1 N1 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 R R R R R R R R S S S S S S S S S S S S S S S S S 压水堆（热堆） 堆内构件Internals 堆芯吊兰 上栅格板 下栅格板 堆芯支撑部件 围板 ?作用： 承载、定位、分隔/导向流体。 ? 组成： 上部组件（压紧组件）； 下部组件（吊兰组件）。 压力容器Pressure Vessel ? 用于放置堆芯及对内构件； ? 防止放射性物质外逸的承压设备； ? 在核电站的寿期中一般“永不更换”。 压力容器 控制棒组件 控制棒驱动机构 ? 功能 控制反应堆中的中子数； 调节功率； 终止核裂变反应。 ? 控制材料类型 控制棒 ? 银-铟-镉合金材料，可移动。 硼酸溶液 —— 化学补偿控制 ? 通过改变溶于冷却剂中硼酸浓度来补偿慢的反应性变化。 控制棒组件 驱动杆 控制棒驱动机构 Control Rod Drive Mechanism, CRDM 作用 使控制棒上下运动或保持在某一高度的机电结构 类型 磁力提升式（核电站） 磁阻马达式（潜艇） 组成 驱动杆部件 钩爪部件 耐压壳部件 磁轭部件 棒位指示部件 控制棒组件及控制棒驱动机构 控制棒驱动机构 控制棒组件 控制棒导向管 功能和要求 控制反应堆中的中子数量； 控制中子数量的材料叫做控制材料或称中子吸收体，被放在燃料棒束之间； 使用吸收中子能力很大的材料； 调节功率； 终止核裂变反应。 控制材料类型 控制棒 银-铟-镉合金材料，可移动 可燃毒物 固定在堆内 用于在反应堆装料初期吸收中子 硼酸溶液 可缓慢地调节中子的浓度 控制棒与控制材料 控制棒驱动机构 功能 流过燃料表面，带走核裂变产生的热量 同时使核燃料棒得到冷却 通过换热器（蒸汽发生器，SG）将热量传个其他回路 名称 反应堆冷却剂系统 reactor coolant syste