《重水反应堆》PPT课件.ppt

第六章第六章重水反应堆重水反应堆HWRHWR1 目前国际上已投入运行的重水堆核电站共目前国际上已投入运行的重水堆核电站共3030余座，总电功率余座，总电功率为万千瓦，约占全世界核电厂总功率的为万千瓦，约占全世界核电厂总功率的6.5%6.5% .2 3 4 重水堆概述重水堆概述CANDUCANDU的概念的概念:CANada Deuterium Uranium:CANada Deuterium Uranium重水堆的特点：重水堆的特点：天然铀作燃料，收到发展中国家青睐天然铀作燃料，收到发展中国家青睐 重水做慢化剂，造价较高重水做慢化剂，造价较高重水堆的分类：重水堆的分类： 压力管式，压力壳式压力管式，压力壳式5 CANDU的基本结构特点的基本结构特点6 7 8 燃料组件结构燃料组件结构重水堆的核燃料是天然铀，重水堆的核燃料是天然铀，制成圆柱状装在外径为制成圆柱状装在外径为13(20)13(20)毫米长约毫米长约500500毫米的毫米的锆合金包壳管内，构成棒状锆合金包壳管内，构成棒状燃料元件，燃料元件，3737根燃料棒组成根燃料棒组成一束，棒之间用锆合金块隔一束，棒之间用锆合金块隔开，端头由锆合金支承板连开，端头由锆合金支承板连接，构成长为半米，外径为接，构成长为半米，外径为150150毫米左右的燃料棒束。

毫米左右的燃料棒束反应堆堆芯由反应堆堆芯由384384根带燃料根带燃料棒束的压力管排列而成每棒束的压力管排列而成每根压力管内装有根压力管内装有1212束燃料棒束燃料棒束9 冷却剂和慢化剂的绝热冷却剂和慢化剂的绝热作为冷却剂的重水在管内流动带走热量作为慢化剂的重水在反应堆排管容器中，为了防止热量传到慢化剂重水中，在压力管外设置一同心容器管，两管之间充以二氧化碳作隔热层，以保持慢化剂温度不超过60℃压力管和容器管贯穿反应堆排管容器，两端与法兰固定，与容器连成一体10 反应性的控制反应性的控制控制棒设置在反应堆上部，穿过反应堆排管容器，插入在慢化剂中快速停堆时将控制棒快速插入堆内反应性的调节还可以通过改变反应堆容器中重水慢化剂的液位来实现紧急停堆时可以将控制棒快速插入堆内，还可打开氦气阀，将储存在毒物箱内的硝酸钆毒物注入反应堆容器的重水慢化剂中，还可以打开装在容器底部的大口径排水阀，把重水慢化剂急速排入贮水箱 11 换料方式换料方式由于重水堆的卧式布置压力管，每根压力管在反应堆容器的两端都设由于重水堆的卧式布置压力管，每根压力管在反应堆容器的两端都设有密封接头，可以装拆。

因此，可以采用遥控装卸料机进行不停堆换有密封接头，可以装拆因此，可以采用遥控装卸料机进行不停堆换料换料时，由装卸料机连接压力管的两端密封接头，新燃料组件从料换料时，由装卸料机连接压力管的两端密封接头，新燃料组件从压力管一端顶入，烧过的乏燃料组件侧从同一压力管的另一端被推出压力管一端顶入，烧过的乏燃料组件侧从同一压力管的另一端被推出这种换料方式称为这种换料方式称为“顶推式双向换料顶推式双向换料” 12 CANDU一回路系统和设备一回路系统和设备u380根燃料管根燃料管u4 SGu4 Pumpu4 入口集流管入口集流管u4 出口集流管出口集流管u1 电加热电加热Pre.13 回路设计特点和要求回路设计特点和要求1 1 保证冷却剂循环保证冷却剂循环2 2 主泵飞轮主泵飞轮3 3 保证一定的自然循环流量保证一定的自然循环流量4 4 压力控制压力控制5 5 超压保护系统超压保护系统6 6 设有单独的停堆冷却系统设有单独的停堆冷却系统7 7 过虑净化等装置，控制冷却剂的化学成分过虑净化等装置，控制冷却剂的化学成分8 8 足够充足的应急流量足够充足的应急流量9 9 尽可能的减少重水泄漏尽可能的减少重水泄漏14 蒸汽发生器蒸汽发生器主要结构材料位主要结构材料位 炭钢炭钢一次测：一次测： 封头，管板和管束一次测封头，管板和管束一次测二次侧：壳体，汽水分离器，管束套筒，管板和管二次侧：壳体，汽水分离器，管束套筒，管板和管束二次侧，预热段隔板，管子支承等，束二次侧，预热段隔板，管子支承等，15 主泵主泵单级、单吸入口、双出口、立式离心泵单级、单吸入口、双出口、立式离心泵支管和集流总管支管和集流总管稳压器稳压器16 CANDU慢化剂系统慢化剂系统慢化作用，失冷事故下的热阱作用慢化作用，失冷事故下的热阱作用慢化剂系统原理流程图：慢化剂系统原理流程图： 串连串连/ /并联并联电源系统：电源系统：17 其它类型的重水堆其它类型的重水堆压力壳式重水堆压力壳式重水堆压力管式沸腾轻水冷却重水堆压力管式沸腾轻水冷却重水堆18 重水堆的发展前景重水堆的发展前景机遇：重水堆中子经济性好，节省核燃料，可以直接机遇：重水堆中子经济性好，节省核燃料，可以直接利用天然铀，不需要建造核扩散厂，这对未掌握核利用天然铀，不需要建造核扩散厂，这对未掌握核浓缩技术的国家利用核燃料资源是很有意义的。

浓缩技术的国家利用核燃料资源是很有意义的挑战：大量的重水以及泄漏导致高造价挑战：大量的重水以及泄漏导致高造价 核燃料燃耗比较浅，核燃料燃耗比较浅，1/31/3压水堆换料频繁，后处压水堆换料频繁，后处理成本较大，防止重水泄漏的高密封性能设备也提理成本较大，防止重水泄漏的高密封性能设备也提高了造价高了造价 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32。