核电站厂用电系统研究.pdf

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1、核电站厂用电系统研究东北电力设计院马晓静【摘要】当今核电厂在国内的比例将随着国家的能源政策逐渐加大，消化理解引进的核电机组至关重要，尤其是各个国家在核电电气方面的设计不尽相同，我们应该充分理解总结并能恰当运用使其符合我国核电的特点。本文重点介绍以法国机组为代表的压水堆核电站的厂用电系统，力求详细介绍其厂用电设计的技术特点和设计理念。【关键词】：核电、核电站、厂用电一前言众所周知，发电厂根据所利用一次能源形式的不同，可分为火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂、太阳能发电厂等，其中火电、水电和核电被称为当代能源的三大支柱。其中核电由于能够改善能源结构、减少环境污染、延长

2、发电机组寿命、缓解交通运输紧张等原因，在我国发挥越来越大的作用。目前，我国的核电方针也由原来的“适度发展核电”调整为“积极推进和发展核电”，体现了国家对核电发展的重视和认可。目前我国已明确，在未来15年内，我国核电批量化建设的主力堆型为CPR-1000，即百万千万级的改进型压水堆核电站。其原型是从法国引进的M310压水堆堆型，曾应用于我国大亚湾核电站的建设；而其后的岭澳核电站是以大皿湾核电站为参考，根据运行经验反馈和法国同类机组批量改造计划(LOT93、VD2)，进行了多项技术改进而实施的设计和施工；CPRl000方案则是以岭澳核电站为参考基础，为进一步满足新版核安全法规

3、的要求，相应地采纳了一些新技术而形成的方案，它是目前国内自主化水平、安全可靠性、成熟性、经济性等各方面综合比较最佳的核电技术方案。因此本文研究探讨的对象也是针对此种堆型。二核电站简介(一)核电站概况为了更好的研究核电站的厂用电系统，首先应对核电站有个全面的了解。核电站生产流程示意图见图1：(饱辛口蒸汽)图l核电站生产流程示意图核电站又名核电厂。它是将原子核发生裂变或聚合反应时释放的巨大热能，传给一回路的反应堆冷却剂，再由反应堆冷却剂将热量传给蒸汽发生器的二回路水，从而产生饱和蒸汽，推动汽轮发电机组发电。它和一般火电厂最大的区别在于火电厂用燃煤锅炉产生蒸汽，核电站是用原子核

4、反应堆来产生蒸汽。(--)核电站的特殊性与常规火电厂相比，核电站由于拥有可裂变及带有放射性的核燃料，也因此产生一些特殊的安全问题：1．有可能发生比设计功率高得多的超功率事故；2．反应堆在运行中或停闭后，都有很强的放射性；3．有很强的剩余发热；4．核电站在运行过程中，会产生气态、液态及固态放射性废物，有处理和贮存问题。鉴于上述特殊性，核电站的设计尤其是电气厂用电系统的设计要针对上述特点，采用纵深防御、多重保障的设计原则，使核电站始终处于安全有序的状态中。(三)核电站的组成核电站主要由核岛(NI)、常规岛(CI)、辅助设施(BOP)等组成。1．核岛：主要指一回路系统，它是核电

5、厂的核蒸汽发生和供应系统。一回路主系统由反应堆、主泵(反应堆冷却剂泵)、稳压器、蒸汽发生器和相应管道组成。它的工作原理是：主泵将高压冷却剂送入反应堆，将核燃料反应时产生的热能带出并送入蒸汽发生器，通过蒸汽发生器内数以千计的散热管，把热量传给散热管外的二回路水，使之变为蒸汽。冷却剂流经蒸汽发生器后，温度下降，再由主泵送入反应堆，往复循环，不断产生蒸汽。2．常规岛：可划分为汽轮机回路、循环冷却水系统和电气系统三大部分，主要由汽轮发电机组、凝汽器、给水泵及其管路等组成，又称二回路系统，它与常规火电厂蒸汽动力回路大致相同，故把它及其辅助系统和厂房统称为常规岛，它利用一回路产生的蒸

6、汽来生产电能。3．BOP．是指一回路、二回路以外的辅助系统，如供水系统、原水处理、辅助锅炉蒸汽系统、压缩空气设备系统、取水系统等。(四)核电站专用名词与火电厂相比，核电站要求更高的安全性，也因此产生与核安全息息相关的概念，只有深刻理解它们在核电站中的作用和地位，才能合理的进行规划和设计。1．专设安全设施：为核电站重大的事故提供必要的应急冷却措施，并防止放射性物质的扩散。包括安全注入系统、安全壳喷淋系统、辅助给水系统、安全壳隔离系统等。2．核辅助系统：用来保证反应堆和一回路系统的正常运行。压水堆核电站核辅助系统按其功能划分，有保证核电站正常启动、功率运行和停堆后冷却的一回路

7、辅助系统，其中部分系统同时作为专设安全设施系统的支持系统；有回收和处理放射性废物，保护和监测向环境排放废物的废物处理系统；还有核岛通风空调及冷却水系统，用来确保人身安全，控制污染空气，保护环境卫生，满足核电站运行的工艺要求。3．设计基准事故：是指设计中应考虑的一些极限情况与条件，常指一些设定的运行事件及假设事故，与一些极限的外部事件(如地震、洪水)，在设计中考虑基准事故发生的有针对性措施。失水事故(LOCA)即一回路系统承压边界破坏、主管道破裂是为基准事故之一，也是目前压水堆设计中所考虑的极限事故。4．安全准则：核电站采用的安