核电厂热工水力学1

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1、中中 国国 实实 验验 快快 堆堆核核 反应反应 堆堆 热热 工工 水力学水力学 中中 国国 实实 验验 快快 堆堆 1.反应堆及电站介绍反应堆及电站介绍 1 2.堆芯材料及热源（工程热力学）堆芯材料及热源（工程热力学） 2 3.堆芯传热堆芯传热 7 4.堆芯水力堆芯水力 9 5.反应堆设计反应堆设计 2 6.复习复习 2 7.考试考试 1 总计总计 24中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.1解释题目解释题目 核核 原子核原子核 核素核素 反应反应 核与中子结合后发生的裂变衰变等变化核与中子结合后发生的裂变衰变等变化 堆堆 pile-reactor，石墨堆砌，石墨堆砌-现代复杂装置现代复杂装

2、置 热热 传热学传热学 工工 工程热力学工程热力学 水力水力 流体力学流体力学中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.2分说各学科分说各学科核核 铀铀-235 钚钚239反应反应 中子和核结合发生的变化中子和核结合发生的变化 中中 国国 实实 验验 快快 堆堆堆堆 能使裂变反应可控持续的整个装置能使裂变反应可控持续的整个装置工程热力学工程热力学 四个定律四个定律0平衡态定义平衡态定义 1 能量守恒（机械能和热能的转化）能量守恒（机械能和热能的转化）2热能的传递方向热能的传递方向3说明熵增即无序化过程是不可逆的说明熵增即无序化过程是不可逆的 中中 国国 实实 验验 快快 堆堆传热学主要是三种传热方

3、式在不同情况下的过程热传导 对流换热 辐射传热流体力学流体流动的规律质量守恒 动量守恒 能量守恒中中 国国 实实 验验 快快 堆堆2.1核反应堆三种功能核反应堆三种功能生产同位素生产同位素 生产堆生产堆中子射线的利用中子射线的利用 实验堆实验堆热能利用热能利用 动力堆供热堆动力堆供热堆2.2本学科内容本学科内容 堆内热工水力堆内热工水力3.1核电站的发展核电站的发展第一座反应堆第一座反应堆费米费米 1942.12 美国建成美国建成中中 国国 实实 验验 快快 堆堆第一座实验核电站第一座实验核电站1951.12 美国美国 EBR点亮点亮4个个200瓦灯泡瓦灯泡中中 国国 实实 验验 快快 堆堆世

4、界第一座核电站1954.6 苏联奥布灵斯克核电站 5MW中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆我国第一座核电站我国第一座核电站1991.12 秦山秦山 30MW压水堆并网发电压水堆并网发电中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆世界核电发展的几个阶段世界核电发展的几个阶段19541960 试验阶段试验阶段19611969 实用化阶段实用化阶段19691979：大发展阶段：大发展阶段19801999：低潮阶段：低潮阶段2000现在：逐渐复苏现在：逐渐复苏中中 国国 实实 验验 快快 堆堆全球在建和运行中的核电机组全球在建和运行中的核电机组

5、中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆从正在运行的核电机组数来看，运行机组数较从正在运行的核电机组数来看，运行机组数较多的有：美国多的有：美国104台，法国台，法国58台，日本台，日本53台，英台，英国国35台，俄罗斯台，俄罗斯29台，德国台，德国20台，乌克兰台，乌克兰16台，台，韩国韩国15台，加拿大台，加拿大14台，瑞典台，瑞典12台，印度台，印度10台。台。西欧和北美国家核电发展停滞衰退。亚洲和东西欧和北美国家核电发展停滞衰退。亚洲和东欧的一些国家核电进一步发展。俄罗斯联邦已欧的一些国家核电进一步发展。俄罗斯联邦已有有29座在役的核电机组和座在役的核电机组

6、和3座在建的核电机组，座在建的核电机组，还计划在圣彼得堡附近再建若干座还计划在圣彼得堡附近再建若干座1500MW的的核电厂。中国、印度、韩国已经明确计划要扩核电厂。中国、印度、韩国已经明确计划要扩大核发电能力。大核发电能力。中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中国运行的核电厂（中国运行的核电厂（18台机组）台机组）秦山核电站秦山核电站7台机组台机组大亚湾大亚湾2台台岭澳岭澳4台台田湾田湾2台台宁德宁德1台台辽宁红沿河辽宁红沿河1台台阳江阳江1台台中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中国在建的核电厂（中国在建的核电厂（22台机组）台机组）阳江一期阳江一期3台台台山台山2台台三门三门2台台方家山方家山

7、2台台福清福清4台台海南昌江海南昌江2台台防城港一期防城港一期2台台连云港连云港2期两台期两台石岛湾石岛湾1台台海阳海阳2台台在我国现有的能源结构中，核电仅占在我国现有的能源结构中，核电仅占2%，计，计划占划占4 %。中中 国国 实实 验验 快快 堆堆3.2压水堆核电站的原理和组成压水堆核电站的原理和组成中中 国国 实实 验验 快快 堆堆核岛系统核岛系统一回路系统有反应堆、主泵、稳压器、一回路系统有反应堆、主泵、稳压器、蒸汽发生器和连接管道。蒸汽发生器和连接管道。还有一些安全和辅助系统专设安全系统、核还有一些安全和辅助系统专设安全系统、核辅助系统和三废处理系统。辅助系统和三废处理系统。常规岛系

8、统常规岛系统汽轮机系统、循环水系统和电气系统汽轮机系统、循环水系统和电气系统中中 国国 实实 验验 快快 堆堆3.3核电站主要厂房布置核电站主要厂房布置中中 国国 实实 验验 快快 堆堆压水堆安全壳内纵剖面图压水堆安全壳内纵剖面图中中 国国 实实 验验 快快 堆堆4.1反应堆的原理与分类为了给中子减速，设置了慢化剂，为了控制中子生产数量设置了控制棒，为了冷却设置了冷却剂。中中 国国 实实 验验 快快 堆堆按使用目的分类按使用目的分类生产堆生产堆动力堆动力堆研究堆研究堆发电增值两用堆发电增值两用堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆按引起核裂变的中子能量分类按引起核裂变的中子能量分类快中子堆中子能

9、量快中子堆中子能量1 MeV中能中子堆中能中子堆0.1 MeV中子能量中子能量0.1 eV热中子堆热中子堆0.1 eV中子能量中子能量0.0251 eV中中 国国 实实 验验 快快 堆堆按冷却剂、慢化剂分类按冷却剂、慢化剂分类轻水堆（压水堆，沸水堆）轻水堆（压水堆，沸水堆）重水堆重水堆石墨气冷堆石墨气冷堆石墨水冷堆石墨水冷堆钠冷堆钠冷堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆按核燃料在堆内分布形式分类按核燃料在堆内分布形式分类均匀堆：核燃料、慢化剂、冷却剂均匀混均匀堆：核燃料、慢化剂、冷却剂均匀混 合在一起合在一起非均匀堆：绝大多数堆型非均匀堆：绝大多数堆型中中 国国 实实 验验 快快 堆堆4.2压

10、水堆结构组成压水堆结构组成中中 国国 实实 验验 快快 堆堆堆芯横截面图堆芯横截面图中中 国国 实实 验验 快快 堆堆压水堆纵剖面图压水堆纵剖面图中中 国国 实实 验验 快快 堆堆核燃料组件采用无盒、带指形控制组件的棒束型燃料组件。主要结构：棒束8个定位格架+上下管座棒束1717=289=264+24+1 正方形排列:264 燃料棒24 导向管1 中子测量管中中 国国 实实 验验 快快 堆堆燃料元件棒燃料元件棒燃料芯块、包壳、压紧弹簧、上下端塞几燃料芯块、包壳、压紧弹簧、上下端塞几部分组成。每根棒有部分组成。每根棒有271块燃料芯块、包壳块燃料芯块、包壳壁厚壁厚0.57mm。元件棒长。元件棒长