核电站原理及安全.pdf

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1、 核电站原理及安全 /69、核电站 英文：a nuclear power plant 编辑本段核电站的结构 核电站是怎样发电的呢？简而言之，它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。核电站除了关键设备核反应堆外，还有许多与之配合的重要设备。以压水堆核电站为例，它们是主泵，稳压器，蒸汽发生器，安全壳，汽轮发电机和危急冷却系统等。它们在核电站中有各自的特殊功能。主泵 如果把反应堆中的冷却剂比做人体血液的话，

2、那主泵则是心脏。它的功用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽发生器，以保证裂变反应产生的热量及时传递出来。稳压器 又称压力平衡器，是用来控制反应堆系统压力变化的设备。在正常运行时，起保持压力的作用；在发生事故时，提供超压保护。稳压器里设有加热器和喷淋系统，当反应堆里压力过高时，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时，加热器自动通电加热使水蒸发以增加压力。蒸汽发生器 它的作用是把通过反应堆的冷却剂的热量传给二次 回路水，并使之变成蒸汽，再通入汽轮发电机的汽缸作功。安全壳 用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。万一发生罕见的反应堆一回路水外逸的失水事故时，安全壳是防止裂变产

3、物释放到周围的最后一道屏障。安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器。汽轮机 核电站用的汽轮发电机在构造上与常规火电站用的大同小异，所不同的是由于蒸汽压力和温度都较低，所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电站的大。危急冷却系统 为了应付核电站一回路主管道破裂的极端失水事故的发生，近代核电站都设有危急冷却系统。它是由注射系统和安全壳喷淋系统组成。一旦接到极端失水事故的信号后，安全注射系统向反应堆内注射高压含硼水，喷淋系统向安全壳喷水和化学药剂。便可缓解事故后果，限制事故蔓延。注：核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀(yu)、钍(t)等才能发生核裂变。这些原子

4、的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。1 克铀-235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。发电量占世界总发电量的 17，其中有十几个国国家和地区核电发电量超过各种的总发电量的四分之一，有的国家超过 70。我国目前已经投运的核电机组有 11 台，总装机容量 910 万千瓦。2008 年，核电占全国电力装机总容量的 1.3，核电年发电量 683.94 亿千瓦小时，占全国总发电量

5、的 2左右。37、核电站在设计上所采取的安全措施 为了确保压水反应堆核电厂的安全，从设计上采取了所能想到的最严密的纵深防御措施。四重屏障：为防止放射性物质外逸设置了四道屏障：裂变产生的放射性物质 90滞留于燃料芯块中；密封的燃料包壳；坚固的压力容器和密闭的回路系统；能承受内压的安全壳。多重保护：在出现可能危及设备和人身的情况时，进行正常停堆；因任何原因未能正常停堆时，控制棒自动落入堆内，实行自动紧急停堆；如任何原因 控制棒未能插入，高浓度硼酸水自动喷入堆内，实现自动紧急停堆。38、核电厂在管理方面采取的安全措施 核电厂有着严密的质量保证体系，对选址、设计、建造、调试和运行等各个阶段的每一项具体

6、活动都有单项的质量保证大纲。另外，还实行内部和外部监查制度，监督检查质量保证大纲的实施情况和是否起到应有的作用。另外对参加核电厂工作的人员的选择、培训、考核和任命有着严格的规定。领取操纵员执照，然后才能上岗，还要进行定期考核，不合格者将被取消上岗资格。39、核电厂发生自然灾害时，它能安全停闭 在核电厂设计中，始终把安全放在第一位，在设计上考虑了当地可能出现的最严重的地震、海啸、热带风暴、洪水等自然灾害,即使发生了最严重的自然灾害,反应堆也能安全停闭，不会对当地居民和自然环境造成危害。在核电厂设计中甚至还考虑了厂区附近的堤坝坍塌、飞机附毁、交通事故和化工厂事故之类的事件，例如一架喷气式飞机在厂区

7、上空坠毁，而且碰巧落到反应堆建筑物上，设计要求这时反应堆还是安全的。40、核电站的纵深防御措施 核电站的设计、建造和运行，采用了纵深防御的原则，从设备上和措施上提供多层次的重叠保护，确保放射性物质能有效地包容起来不发生泄漏。纵深防御包括以下五道防线：第一道防线：精心设计，精心施工，确保核电站的设备精良。有严格的质量保证系统，建立周密的程序，严格的制度和必要的监督，加强 对核电站工作人员的教育和培训，使人人关心安全，人人注意安全，防止发生故障。第二道防线：加强运行管理和监督，及时正确处理不正常情况，排除故障。第三道防线：设计提供的多层次的安全系统和保护系统，防止设备故障和人为差错酿成事故。第四道

8、防线：启用核电站安全系统，加强事故中的电站管理，防止事故扩大。第五道防线：厂内外应急响应计划，努力减轻事故对居民的影响。有了以上互相依赖相互支持的各道防线，核电站是非常安全的。41、核电站废物严格遵照国家标准，对人民生活不会产生有害影响 核电厂的三废治理设施与主体工程同时设计，同时施工，同时投产，其原则是尽量回收，把排放量减至最小，核电厂的固体废物完全不向环境排放，放射性液体废物转化为固体也不排放；像工作人员淋浴水、洗涤水之类的低放射性废水经过处理、检测合格后排放；气体废物经过滞留衰变和吸附，过滤后向高空排放。核电厂废物排放严格遵照国家标准，而实际排放的放射性物质的量远低于标准规定的允许值。所以，核电厂不会对给人生活和工农业生产带来有害的影响。42、核电站是利用原子核裂变所释放的的能量产生电能的发电站。核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产蒸汽的核岛（包括反应堆装置和一回路系 统）和 利用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统）。核电站使用的燃料一般是放射性重金属：铀、钚。现在使用最普遍的民用核电站大都是压水反应堆核电站，它的工作原理是：用铀制成的核燃料在反应堆内进行裂变并释放出大量热能；高压下的循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成蒸汽，推动发电机旋转。中国现有的核电站包括：秦山核电站（运营中）大亚湾核电站（运营中）岭澳核电站（运营中）田湾核电站（建设中）三门核电站（建设中）