反应堆热工水力学--绪论

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1、反应堆热工水力学王建军2021/8/271核科学与技术学院主要内容和要求反应堆堆型及设计要点典型压水反应堆热源、分布及计算典型压水反应堆传热过程典型压水反应堆水力特性稳态热工分析堆芯瞬态热工分析热工分析程序类型及其简介2021/8/272核科学与技术学院考核方式期末采用闭卷考试日常考勤作业课堂表现2021/8/273核科学与技术学院本节课主要内容常用反应堆堆型介绍第四代反应堆简介2021/8/274核科学与技术学院常用反应堆堆型介绍压水堆(PressurizedWaterReactor)沸水堆(BoilingWa

2、terReactor)重水堆（HeavyWaterReactor）气冷堆(GasCooledReactor)钠冷快堆(SodiumCooledFastReactor)2021/8/275核科学与技术学院压水堆2021/8/276核科学与技术学院水兼做慢化剂和冷却剂，冷却剂在堆芯不沸腾；采用U-235富集度为3％-4%的UO2陶瓷燃料；一、二回路之间相互隔离，二回路不需要屏蔽；结构紧凑、堆芯体积小、功率密度大，平均燃耗较深、建设周期短、基建费用低；一回路压力15.5MPa、二回路压力6～7MPa；反应堆具有自稳自调

3、特性，安全性较好压水堆的特点2021/8/277核科学与技术学院压水堆反应堆内部结构反应堆堆芯：反应堆的核心部件，包括燃料组件、控制棒组件、堆芯相关组件等；堆内构件：堆芯下部支撑构件、堆芯上部支撑构件；反应堆压力容器：容器及密封结构；控制棒驱动机构：压力外壳、操作线圈、销爪组件、驱动杆、单棒位置指示线圈等；2021/8/278核科学与技术学院棒状燃料组件燃料元件棒：由燃料芯块、燃料包壳、压紧弹簧、上下端塞等主要部件组成；定位格架：支撑燃料元件，确保燃料元件径向定位，加强元件棒刚性的弹性构件，具备改善流动功能；上、

4、下管座：连接构件；控制棒导向管：为控制棒插入与提出提供导向通道；2021/8/279核科学与技术学院稳压器结构喷淋系统：位于稳压器顶部，包括主喷淋和辅助喷淋，用于减缓系统热冲击、水温均匀及化学浓度、降低系统压力；电加热器：直接浸没的直套管式电加热器，用于升高压力；安全阀组：安装于稳压器顶部，由保护阀与隔离阀组成；测量仪表：主要用于水位检测与显示；2021/8/2710核科学与技术学院反应堆冷却剂泵水力机械部分：泵体、热屏组件、泵轴承、轴封水；轴封组件：由三道串联的轴封组成，位于泵轴的末端，保证正常运行期间从冷却剂

5、系统沿泵轴向安全壳的泄漏量基本为零；电动机部分：惰性飞轮、防逆转装置、止推轴承的径向轴承、油提升系统；支撑系统和相关仪表；2021/8/2711核科学与技术学院蒸汽发生器主要部件：蒸发段和汽水分离段；换热器类型：间壁式换热器，一回路具有放射性，管板与U形管属于冷却剂压力边界；排污与给水：防止各种杂质高度浓缩以及一回路向二回路泄漏，确保正常工况与特殊工况的给水要求；水位控制及相关测量：水位测量及调整、给水流量、蒸汽流量、蒸汽压力等信号测量；2021/8/2712核科学与技术学院压水堆所用材料压力壳——Mn-Mo-N

6、i低合金碳钢；燃料——二氧化铀；包壳——锆-4合金（Zr-4）；控制棒——银-铟-镉合金/316，304不锈钢（Ag-In-Cd/SS）；长期反应性控制用硼酸；传热管——600，690，800合金；2021/8/2713核科学与技术学院常用反应堆堆型介绍压水堆(PressurizedWaterReactor)沸水堆(BoilingWaterReactor)重水堆（HeavyWaterReactor）气冷堆(GasCooledReactor)钠冷快堆(SodiumCooledFastReactor)2021/8/2

7、714核科学与技术学院沸水堆2021/8/2715核科学与技术学院沸水堆的特点沸水堆以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂，在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽；沸水堆与压水堆同属轻水堆，都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点，使用低富集铀作燃料；不需要蒸汽发生器，运行参数较压水堆低；具有很强的自然循环能力，一般可达40-50%FP，甚至100%FP。2021/8/2716核科学与技术学院沸水堆核电站原理流程沸水反应堆结构2021/8/2717核科学与技术学院沸水堆所用基本材料压力壳（pressureves

8、sel）——(Mn-Mo-Ni)低合金碳钢（lowalloycarbonsteel）燃料（fuel）——二氧化铀（uraniumdioxideUO2）包壳（cladding）——锆-2合金（zircaloy-2）控制棒——碳化硼/304不锈钢（B4C/304SS）慢化剂，冷却剂——轻水（H2O）一回路水管——304不锈钢蒸汽回路——304，316不锈钢汽轮机——铬-钼钢2