沸水堆及福岛核事故介绍

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1、目录前言11沸水堆简介21.1概况21.2沸水堆的发展31.3沸水堆的基本原理51.4沸水堆与压水堆的比较52福岛第一核电厂简介102.1概况102.2沸水堆结构112.2.1反应堆122.2.2一次安全壳132.2.3二次安全壳142.2.4乏燃料水池142.3堆芯应急冷却系统（ECCS）152.3.1隔离冷凝器系统（1号机组）162.3.2堆芯隔离冷却系统（2~5号机组）162.3.3高压安注系统（1~5号机组）172.3.4自动卸压系统（1~5号机组）182.3.5堆芯喷淋系统（1~5号机组）192.3.6低压安注系统193福岛核

2、事故223.1福岛核事故大事记223.2地震、海啸与全厂断电243.3停堆与衰变余热273.4氢爆事故273.4.1堆芯应急冷却系统的响应与失效273.4.2氢气的产生283.4.3氢气的排放与氢爆283.5乏燃料水池事故293.6放射性泄漏304福岛核电厂反应堆现状324.1反应堆水位324.2反应堆温度324.3反应堆压力334.4安全壳压力345参考文献汇总35I前言2011年3月11日，日本东海岸发生里氏9.0级特大地震，由此引发福岛第一核电站的核事故。福岛核事故导致大量核泄漏，造成广泛的核污染，对复兴中的世界核电事也产生了深远

3、影响。本报告简要介绍了沸水堆，介绍了迄今为止福岛核事故的发展以及事故分析，旨在帮助更好地了解沸水堆和福岛核事故。321沸水堆简介1.1概况[国际原子能机构PRIS系统:http://www.iaea.org/programmes/a2/]根据国际原子能机构（IAEA）的统计，目前世界上在役核电机组共443台，总装机容量约3.75亿千瓦，发电量约占世界总发电量的17%。核反应堆主要有6种，即压水堆（PWR）、沸水堆（BWR）、重水堆（PHWR）、轻水冷却石墨慢化堆（LWGR）、气冷堆（GCR）和快中子增值堆（FBR）。其中，压水堆、沸水堆

4、和重水堆是主力堆型。在役核电机组中，压水堆、沸水堆和重水堆机组各为270台、92台和47台，总装机容量分别约为2.49亿千瓦、8288万千瓦和2304万千瓦，占核电总装机容量的比重分别为66.26%、22.35%和6.14%。如表1.1所示。表1.1世界各类型反应堆装机情况堆型机组数量(台)总装机容量(Mwe)装机比重(%)压水堆(PWR)27024872366.26沸水堆(BWR)928388122.35重水堆(PHWR)47230426.14轻水冷却石墨慢化堆(LWGR)15102192.72气冷堆(GCR)1889492.38快中

5、子增值堆(FBR)15600.15总计443375374　97.28沸水堆主要分布在日本、美国、德国和瑞典。中国大陆没有沸水堆机组，已投运的核电机组中，除秦山三期核电厂从加拿大引进的两台重水堆机组以外，其他的均为压水堆机组。中国台湾有4台沸水堆机组。日本核电以沸水堆为主。日本在役核电机组共55台，总装机容量4912.7万千瓦，其中沸水堆有30台，装机容量占核电总装机容量的58.2%。美国、德国和瑞典的沸水堆的比重分别为33.8%、31.3%和60.1%。如表1.2所示。表1.2主要国家沸水堆装机情况国家在役核电机组数量(台)在役核电机组

6、装机容量(MWe)沸水堆数量(台)沸水堆装机容量(MWe)沸水堆装机比重(%)日本5549127302856958.2美国104106291353590333.8德国17215176673431.332瑞典1097647587160.11.2沸水堆的发展[Economicsimplifiedboilingwaterreactorplantgeneraldescription,GE,2006]沸水堆是美国GE公司开发的核反应堆，1957年建成容量为5MWe的Vallecitos原型电厂。Vallecitos电厂成功发电，证实了沸水堆设计概

7、念的可行性。1960年建成首座大容量商业沸水堆核电机组——Dresedn1号机组，标志着沸水堆正式投入商业应用。此后，沸水堆的设计朝着“简化”的方向发展，以提高经济性和安全性。沸水堆的设计理念主要是在反应堆系统和安全壳两个方面不断进行简化。在反应堆系统方面，逐渐形成了BWR-1~BWR-6型沸水堆、先进沸水堆（ABWR）以及近年来正在开发的经济型简化沸水堆（ESBWR）等堆型。安全壳逐渐发展出了MARK-1~MARK-3型安全壳以及ABWR、ESBWR安全壳。最早的BWR-1型沸水堆实际上并不是真正意义上的沸水堆，虽然蒸汽也是在反应堆内

8、产生，但不是直接进入汽轮机，而是先进入一个汽包，然后进入二回路的蒸发器，蒸发器内产生的蒸汽才进入汽轮机做功，这个过程被称为“双重式循环”，与现在的压水堆的标准设计类似。直到反应堆内置式汽水分离器和蒸汽干燥器