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核电站动力装置有哪些?

2011-03-15 18:05:38 本文行家:李姌

核电站动力装置为核电站生产电能提供动力的各种设施的总称。由一回路系统、二回路系统及辅助系统组成。因各国核电站中以压水堆核电站技术上最成熟,故核电站动力装置以压水堆核电站具代表性。

 

核电站动力装置示意图核电站动力装置示意图

  核电站动力装置为核电站生产电能提供动力的各种设施的总称。由一回路系统、二回路系统及辅助系统组成。因各国核电站中以压水堆核电站技术上最成熟,故核电站动力装置以压水堆核电站具代表性。 

结构构成一回路系统

  由核反应堆、主循环泵、蒸汽发生器、稳压器和相应的管道阀门及其他辅助设备组成。反应堆冷却剂为高温高压含硼水,由主循环泵唧送,流经反应堆,吸收核燃料裂变时释放的热能后,进入蒸汽发生器,并通过蒸汽发生器的管壁,将热量传给在管外流动的二回路,以生产蒸汽。然后再由主循环泵将冷却水重新唧送入反应堆内,这样构成一个密闭的循环回路。一回路系统的压力由稳压器来控制。大功率压水堆核电站一般有2~4条并联在反应堆压力壳接管上的密闭环路。每条环路由一台主循环泵、一台蒸汽发生器和相应的管道阀门组成。 

二回路系统

  核电站中将蒸汽的热能转化为电能的装置。它由汽轮发电机组、凝汽器、凝结水泵、给水泵、低压加热器、高压加热器、除氧器、汽水分离再热器和相应的管道阀门等组成。二回路的给水在蒸汽发生器中吸收了一回路的热量后变成蒸汽,然后进入汽轮机作功,带动发电机发电。作功后的乏汽排入凝汽器,凝结成水,再由凝结水泵送入加热器,加热后重新返回蒸汽发生器,构成二回路的密闭循环。核电站的二回路系统与普通火电站的动力回路相似。一回路系统相当于火电厂的锅炉系统,一般称做核蒸汽供应系统。但由于核反应堆是强放射源,流经反应堆的冷却剂带有一定的放射性,特别是在核燃料元件破损时放射性剂量更高。因此,从反应堆流出的冷却剂一般不宜直接进入汽轮机,所以,压水堆核电站比普通火电厂多一套动力回路。 

蒸汽发生器与主循环泵


  蒸汽发生器是核电站一回路、二回路之间的热交换装置。分卧式和立式两种,以立式最为普遍。立式蒸汽发生器由U型传热管、管板、管道支撑板、汽水分离器和容器等组成。U型管多用因科镍或因科铬依等镍基合金制作;管板一般用高强度低合金钢制造。在一回路冷却剂侧有不锈钢堆焊层。与蒸汽发生器相连的汽水分离器用于提高饱和蒸汽的干度,其工作好坏直接影响蒸汽的品质。汽水分离器通常做成二级或三级。第一级为筒状的旋风式分离器,第二、三级为波纹板分离器。 
  在运行时,要严格控制蒸汽发生器给水的水质,以减少产生应力腐蚀损坏的可能性;要保持水质呈碱性并减少水中的含氧量,以减缓腐蚀速率;减少给水的含盐量,以降低管壁积垢,提高传热效果。 
  主循环泵用于唧送高温高压的反应堆冷却剂,使其循环流动,连续不断地把反应堆中产生的热能传送到蒸汽发生器,以保证一回路系统的正常工作。它是核动力装置的重要设备之一,也是一回路主系统中唯一高速旋转的设备。    

稳压器

  用于稳定和调节一回路主系统冷却剂的工作压力,避免一回路主系统压力过高或过低,防止一回路主系统及设备超压或反应堆内冷却剂压力过低而出现容积沸腾现象,从而避免堆心燃料棒过热烧毁的事故。现代大功率压水堆核电站都采用电热式稳压器。电热式稳压器一般采用立式圆柱形结构。安置在稳压器上部蒸汽空间顶端的喷淋头用来抑制压力升高,而安置在稳压器下部水空间内的电加热器则起限制压力降低的作用。 

汽轮机

  压水堆核电站的汽轮机与火电厂的汽轮机在原理上没有什么差别,只是由于反应堆冷却剂温度的限制,在蒸汽发生器中只能产生压力较低的饱和蒸汽或微过热蒸汽。与火电厂的高参数汽轮机相比,核电站的饱和汽轮机汽耗约大一倍,排汽容积流量约大60~70%,它的转轮叶片也较长,主要部件的尺寸和重量也相应增大。 
  饱和蒸汽汽轮机是在湿蒸汽区工作,蒸汽在汽轮机各级膨胀过程中产生大量水分。为了防止水蚀,除对在水蚀区工作的部件喷镀或堆焊一层13%的铬钢保护层外,一般在高压缸与低压缸之间装有汽水分离再热器,以提高循环效率并减少叶片水蚀。核电站的饱和蒸汽汽轮机,在事故条件下,超速较大,要采取措施加以防止。
参考资料:
[1] 百度百科:http://baike.baidu.com/view/4206514.htm
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