核反应堆与核电厂基本原理

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1、第二章核反应堆与核电厂基本原理1教学内容反应堆基本工作原理反应堆分类核电厂基本工作原理核电厂厂房结构核电厂设备功能及安全分级2反应堆的基本工作原理几个定义：聚变反应，裂变反应，核燃料，一次核燃料，二次再生核燃料，易裂变核素，可转换核素，天然铀，富集铀，链式反应，裂变产物（碎片）核裂变反应堆与原子弹的相同点与区别?3裂变聚变核聚变比核裂变更节省核燃料，太阳能实际上是太阳中进行的核聚变的产物，本质上也是核能。我们现在利用的煤炭、石油、水力等能源，都是由太阳能转化而来，溯其源也是核能。因此可以说，人类利用和赖以生存的一切能源，直接

2、或间接都来自核能。1克铀-235的裂变能＝2700kg标煤燃烧能量4反应堆的分类反应堆的功能：1热能利用：发电，供热，或者动力2生产新的核燃料3生产放射性同位素4进行中子的其它应用和科研5按使用目的分类生产堆动力堆研究堆发电增值两用堆6按引起核裂变的中子能量分类快中子堆中能中子堆热中子堆7按冷却剂、慢化剂分类轻水堆（压水堆，沸水堆）重水堆石墨气冷堆石墨水冷堆钠冷堆8按核燃料在堆内分布形式分类均匀堆：核燃料、慢化剂、冷却剂均匀混合在一起非均匀堆：绝大多数堆型9核电厂基本工作原理利用核能生产电能的电厂称为核电厂。由于核反应堆的类

3、型不同，核电厂的系统和设备也不同。压水堆核电厂主要由压水反应堆、反应堆冷却剂系统（简称一回路）、蒸汽和动力转换系统（又称二回路）、循环水系统、发电机和输配电系统及其辅助系统组成，10压水堆核电厂原理图11三环路压水堆一回路系统12沸水堆核电厂原理图13核电厂选址核电厂选址比火电厂具有更高的安全要求。选择核电厂的厂址工作，涉及区域经济发展规划等因素，跟气象、地质、地震和水文等自然条件有关，还与安全、环境有重要关系，因此，它受到政府、环境保护部门和周围民众的普遍重视。核电厂选址考虑的因素中很多与火电厂相同，它们包括：接近电力负荷

4、中心，有充足的冷却水源，交通运输方便，良好的自然条件（如地形、地质和地震等），减少废热废物排放对生物的影响和防止环境污染的可能性等。核电厂选址基本原则除了要满足常规电厂所必需的条件外，还应尽量减少释放放射性对环境的影响，以确保居民在一般事故和严重事故条件下不受危害。归结起来，核电厂选址应考虑核电厂本身特性、厂址自然条件和技术要求以及辐射安全等三个方面。14核电厂本身特性核反应堆是一个强大的放射源。核电厂的热功率决定了反应堆内放射性的总贮量，在相同的运行条件下，堆内放射性的总量与功率成正比，因而在发生事故时可能释放的放射性也与

5、功率有关。反应堆燃料棒运行时的破损率、反应堆冷却剂系统的泄漏率和放射性废物处理系统的净化能力等决定了电厂在正常运行时放射性的排放量。如果放射性废气排放量很大，电厂就不宜建在城镇居民中心附近;如果废水放射性排放量很大，电厂废水就不能直接向江河湖海中排放。具体允许排放量，需根据放射性物质的毒性、厂址的环境稀释能力、居民点离电厂的距离和居民的饮食习惯来决定。设计上要求核电厂在极限事故工况下的放射性物质释放量不应达到对居民健康和安全造成超过我国国家核安全局关于核电厂厂址选择所规定的严重危害后果的程度。15厂址的自然条件和技术要求厂址

6、的自然条件必须满足核电厂选址的技术要求，应尽可能地避免或减少自然灾害（如地震、洪水及灾难性气象条件）造成的后果，并应有利于排出的放射性物质在环境中稀释。地震海啸气象水源水文交通运输比较方便16辐射安全要求辐射安全的角度看，电厂正常运行时排放的放射性废物对环境的影响很小，对选址有影响的主要还是核电厂事故时可能对居民造成的危害，所以，通常一个国家的核电厂选址标准，其主要内容之一是规定事故条件下的最大释放量。反应堆正常运行时按“放射防护规定”对附近居民的剂量限值为每年全身5×10-3Sv；在核电厂发生重大的假想事故情况下，应保证居

7、民不受超过规定的剂量限值的照射。人口密度分布是目前选址要考虑的一个重要因素，但不是唯一因素，需综合考虑厂址的其它各种条件，随着技术水平和安全研究的不断发展，核电厂的设计和安全设施的日趋完善可靠，特别是随着核电厂建造和运行经验的不断积累，人口密度分布限制会进一步减小，甚至有可能在靠近大城市的位置建造核电厂。17总平面布置设计原则核电厂的厂址选定后，在总平面布置设计时应考虑以下原则：合理区分放射性与非放射性的建筑物，使净区和脏区严格分开，脏区尽可能置于主导风向的下风侧，以减少放射性污染。满足核电厂生产工艺流程要求，便于设备运输，

8、减少厂区管线的迂回和纵横交叉。反应堆厂房、辅助厂房和燃料厂房，都应设在同一基岩的基垫层上，防止因厂房承载或地震所产生的沉降差异而造成管线断裂。核电厂厂房布置以反应堆厂房为中心，辅助厂房，燃料贮存厂房，主控制楼和应急柴油发电机厂房均环绕在反应堆厂房周围。对于双单元核电厂也可采用对称布置，并共