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沸水堆反应堆设计(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/8 16:26:17   

  所属频道:  核电    关键词:  核电设备 沸水堆

  象压水堆一样,沸水堆的燃料也是浓缩度仅为2%的氧化铀,它在高温高压下被烧结成圆柱形芯块,装入锆合金管中.这些燃料棒被组装成比在压水堆中较为松散的组件。燃料棒基本方形排列包括6*6、7*7或8*8,而压水堆燃料组件为15X15或17X17。铀的浓缩度也不相同,棒中浓缩铀的数量与诙棒在阵列中所处的位置有关。这种排列能纠正沸水堆中由毗邻组件之间水空间引起的畸变。某些棒不含铀,而仅有水。十字形碳化硼控制棒在四个相邻燃料组件之间从堆芯底部插入。其抽插依靠液压系统或电磁螺旋驱动系统。遇有紧急情况,氮气覆盖层之下充满水的蓄压箱驱动液压缸,把控制棒弹入堆芯。

  这种反应堆最显著的特征是,允许冷却剂水在堆芯内沸腾.离开堆芯的蒸汽必须经过去湿,这个过程在反应堆容器上部进行。象在压水堆蒸汽发生器中一样,蒸汽要经过汽水分离器(在旋流叶片中,作用于蒸汽流的离心力迫使水滴甩在外壁上)和人字型干燥器,然后被传输到汽轮机,再驱动发电机产生电力。蒸汽在给水厂房冷凝后,形成凝结水,经过再加热后返回反应堆容器。

  为确保稳定运行,反应堆容器上接有若干条再循环环路,每条环路设一台泵,该泵从反应堆容器出口接管吸水并排水至人口接管。泵的流量变化可以改变平均水温和蒸汽泡形成的水平。用这种方法能够控制中子的慢化条件(密度低的蒸汽替代水或相反),从而控制反应堆的功率水平。在法国压水堆设计弓1人新的控制系统和先进灵敏的部件之前,这种调节功率水平的能力使得沸水堆胜过它的竞争者。

  因此,初看起来,这种反应堆似乎比压水堆简单;它们省去了蒸汽发生器,并在低得多的压力下运行(70—80巴,而不是150巴)。但是,它们也有自身的不足:反应堆容器更高,更粗;由于设置了再循环回路,在连接压力容器的蒸汽管道上必须设置安全阀,使得设计更为复杂;此外,堆芯内的沸腾水必须连续净化,以防止杂质沉积在燃料包壳上,在经过堆芯时必须将可能被活化的杂质用过滤器滤掉。尽管采取这些措施,燃料元件破损造成放射性产物被夹带于蒸汽中的可能性依然存在。这就要求汽轮机设计必须具有严格的密封性能,电厂的常规部分必须划为易监控区,具有适用于电厂操作人员的保健条例。

  关于电厂安全,象压水堆设计一样,针对假设的冷却剂丧失和蒸汽管道破裂事故,采取了预防措施,这就是为什么要把反应堆(压力容器和再循环泵)包容在能够承受各种压力的钢制密封安全壳系统之中。蒸汽管道安全阀也置于安全壳之内。

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