核反应堆类型简介
各种核反应堆

各种核反应堆热堆的概念中子打入铀-235的原于核以后,原子核就变得不稳定,会分裂成两个较小质量的新原子核,这是核的裂变反应,放出的能量叫裂变能;产生巨大能量的同时,还会放出2~3个中子和其它射线。
这些中子再打入别的铀-235核,引起新的核裂变,新的裂变又产生新的中子和裂变能,如此不断持续下去,就形成了链式反应利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后,再引起新的核裂变,由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态,这种中子被称为热中子。
堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆(简称热堆)。
热中子反应堆,它是用慢化剂把快中子速度降低,使之成为热中子(或称慢中子),再利用热中子来进行链式反应的一种装置。
由于热中子更容易引起铀-235等裂变,这样,用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。
慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质,如重水、铍、石墨、水等。
热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中,组成堆芯。
链式反应就是在堆芯中进行的。
反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。
冷却剂也是吸收中子很少的物质。
热中子堆最常用的冷却剂是轻水(普通水)、重水、二氧化碳和氦气。
核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。
反应堆是核电站的核心。
反应堆工作时放出的热能,由一回路系统的冷却剂带出,用以产生蒸汽。
因此,整个一回路系统被称为“核供汽系统”,它相当于火电厂的锅炉系统。
为了确保安全,整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内,这样,无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。
由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统,与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。
轻水堆――压水堆电站自从核电站问世以来,在工业上成熟的发电堆主要有以下三种:轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。
它们相应地被用到三种不同的核电站中,形成了现代核发电的主体。
目前,热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。
轻水堆又分为压水堆和沸水堆。
核反应堆类型简介

核反应堆类型简介核反应堆类型简介核反应堆(Nuclear Reactor),又称原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置,是一种启动、控制并维持核裂变或核聚变链式反应的装置。
在反应堆之中,核变的速率可以得到精确的控制,其能量能够以较慢的速度向外释放,供人们利用。
核反应堆,是一种启动、控制并维持核裂变或核聚变链式反应的装置。
相对于核武爆炸瞬间所发生的失控链式反应,在反应堆之中,核变的速率可以得到精确的控制,其能量能够以较慢的速度向外释放,供人们利用。
核反应堆分类有:按时间分可以分为四代:第一代核电站是早期的原型堆电站,即1950年至1960年前期开发的轻水堆核电站,如美国的希平港压水堆、德累斯顿沸水堆以及英国的镁诺克斯石墨气冷堆等。
第二代核电站是1960年后期到1990年前期在第一代核电站基础上开发建设的大型商用核电站,如、加拿大坎度堆、苏联的压水堆等。
目前世界上的大多数核电站都属于第二代核电站。
第三代是指先进的轻水堆核电站,即1990年后期到2010年开始运行的核电站。
第三代核电站采用标准化、最佳化设计和安全性更高的非能动安全系统,如先进的沸水堆、系统80+、AP600、欧洲压水堆等。
第四代是待开发的核电站,其目标是到2030年达到实用化的程度,主要特征是经济性高(与天燃气火力发电站相当)、安全性好、废物产生量小,并能防止核扩散。
按用途分:动力核反应堆;研究核反应堆;生产核反应堆(快滋生反应器)。
按反应堆慢化剂和冷却剂分:轻水堆(压水反应堆、沸水反应堆):轻水型反应堆使用相对分子质量为18的轻水作为慢化剂和冷却剂;重水堆:重水堆可按结构分为压力容器式和压力管式两类。
两者都使用重水做慢化剂,但前者只能用重水做冷却剂,后者却可用重水、轻水、气体等物质做冷却剂;石墨气冷堆;石墨液冷堆。
按反应堆中中子的速度分:热中子堆;快中子堆。
核反应堆有许多用途,最重要的用途是产生热能,用以代替其他燃料,产生蒸汽发电或驱动航空母舰等设施运转。
各种反应堆介绍

各种反应堆介绍各种反应堆介绍国外高温气冷堆发展情况目前世界上的主要有核国家,都在积极发展高温气冷堆技术用于发电与制氢。
美国能源部2004年开始招标建设一座热功率40万到60万千瓦的双用途高温气冷堆,项目投资约15亿美元,计划2015年建成。
南非的高温气冷堆核电站设计,已经通过国际原子能机构组织的四次审评,计划在2010年前建成示范电站。
法国法马通公司也在积极开展高温气冷堆技术的研究,并已参加美国爱达荷高温气冷堆项目的投标。
日本已经建成了高温工程试验研究堆,用于研究高温气冷堆技术和高温制氢技术。
俄罗斯正与美国共同开展利用高温气冷堆烧钚的研究。
快堆核电站快堆核电站由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能的核电站。
快堆在运行中既消耗裂变材料,又生产新裂变材料,而且所产可多于所耗,能实现核裂变材料的增殖。
目前,世界上已商业运行的核电站堆型,如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型,主要利用核裂变燃料,即使再利用转换出来的钚-239等易裂变材料,它对铀资源的利用率也只有1%—2%,但在快堆中,铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用,但考虑到各种损耗,快堆可将铀资源的利用率提高到60%—70%。
沸水堆核电站沸水堆核电站以沸水堆为热源的核电站。
沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。
沸水堆与压水堆同属轻水堆,都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。
它们都需使用低富集铀作燃料。
沸水堆核电站系统有:主系统(包括反应堆);蒸汽-给水系统;反应堆辅助系统等。
重水堆核电站与压水堆核电站不同,重水堆核电站的核反应堆是利用天然铀作燃料,用重水做慢化剂和冷却剂。
目前全世界正在运行的400多个核电机组中,绝大多数是压水堆,只有32个是重水堆。
重水堆核电站不用浓缩铀,而用天然铀作燃料,比压水堆的燃料成本低三分之二,但用作慢化剂和冷却剂的重水则十分昂贵。
核电站一般知识简介

核电站一般知识简介一、反应堆简介核反应堆是一种能以可控的方式实现自续链式核反应的装置。
根据原子核产生能量的方式,可分为裂变反应堆和聚变反应堆两种。
当今世界上已建成和广泛使用的反应堆都是裂变反应堆。
聚变反应堆目前还处于研究设计阶段。
裂变反应堆是通过把一个重核裂变为两个中等质量核而释放能量的。
它是由核燃料/冷却剂/慢化剂/结构材料和吸收剂等材料组成的一个复杂系统。
按用途不同,裂变反应堆可分为生产堆/实验堆和动力堆。
按冷却剂或慢化剂的种类不同可分为轻水堆/重水堆/气冷堆和液态金属冷却快中子堆。
按引起裂变反应的中子能量不同,又可分为热中子反应堆和快中子反应堆。
二、核电站的组成1.压水堆核电站由核岛、常规岛、BOP(配套设施)组成。
2.核电站厂房布置:反应堆安全壳厂房核辅助厂房过渡厂房核燃料贮存厂房应急柴油机厂房电气厂房汽轮机厂房配套设施核电站厂房图1 核电站原理流程图核电厂中的能量转换与转递三、核岛主要系统组成1.核岛主要系统组成核岛主要系统由反应堆冷却剂系统、专设安全设施、核辅助系统、三废处理系统、核岛通风空调系统及核燃料装卸贮存和工艺运输系统等六大类系统组成。
a) 反应堆冷却剂系统指三条环路及其核岛主设备压力容器、主泵、蒸发器、稳压器和主管道等组成。
b) 专设安全设施由四个系统组成:它们是安全注入系统、辅助给水系统、安全壳喷淋系统和安全壳隔离系统。
c) 核辅助系统——化学和容积控制系统——硼和水的补给系统——一回路辅助系统——余热排出系统——核取样系统核辅助系统——堆和乏燃料水池冷却与处理系统——设备冷却水系统——辅助冷却水系统——核岛应急生水系统——蒸发器排污系统——核岛冷冻水系统——电气厂房冷却水系统d) 三废处理系统——废气处理系统——废液处理系统——废物处理系统三废处理系统——硼回收系统——核岛疏水排气系统——放射性废液排放系统——常规岛废液排放系统e) 核岛通风空调系统组成—控制棒驱动机构风冷系统—安全壳内连续通风系统—安全壳内空气净化系统—反应堆堆坑通风系统—安全壳换气通风系统—主控制室空调系统—安全壳外贯穿件房间通风系统—上充泵房应急通风系统—辅助给水泵房通风—冷水系统设备间通风系统通风空调系统—核燃料厂房通风系统—核辅助厂房通风系统—电气厂房通风系统—电气厂房排烟系统—电缆层通风系统—安注和喷淋泵电机房通风系统—安全壳内大气监测系统—废物辅助厂房通风系统—主要厂用水泵站通风系统f) 核燃料装卸贮存和工艺运输系统是一个独立的操作系统,只有在核燃料换料和接收新燃料时系统才运作。
各种反应堆的原理

各种反应堆的原理反应堆是利用核能产生能量的设备,它可以利用核裂变或核聚变产生巨大的热能,然后通过控制和引导这些能量来产生蒸汽,最后驱动涡轮机发电。
下面将介绍几种常见的反应堆类型及其原理。
1.压水堆核反应堆(PWR)压水堆核反应堆是最常见的商业核电站反应堆类型之一、其原理是利用浓缩的铀燃料棒产生热能,同时也会产生中子。
这些中子与水中的轻水分子相互作用,使其产生热,然后通过传热器将热能转移到给水中。
这个给水经过加热后变成高温高压的蒸汽,然后驱动涡轮机发电。
2.沸水堆核反应堆(BWR)沸水堆核反应堆也是一种商业化运行的核反应堆类型。
其原理是使用浓缩的铀燃料棒,通过核裂变产生的热能直接将水变成蒸汽。
由于直接使用水作为冷却剂和工质,它不需要传热器。
生成的蒸汽直接送入涡轮机来驱动发电机。
3.高温气冷堆核反应堆(HTGR)高温气冷堆核反应堆是一种利用高温气体冷却的堆芯来产生热能的反应堆。
其原理是使用固体燃料,如石墨或陶瓷颗粒,通过核裂变释放热能。
然后通过冷却剂,如氦气,高温液体金属等,将热能转移到热交换器中,并最终转化为蒸汽使发电机运行。
4.快中子反应堆(FBR)快中子反应堆是一种使用高能快中子进行核裂变的堆芯的反应堆。
其原理是利用高质量的钚或钍等燃料产生大量的中子,然后利用这些中子进行核裂变,产生大量的热能。
该反应堆同时可以产生额外的燃料,这使它具有较高的燃料利用率。
石墨、钠、铅和氦等可以用作冷却剂。
5.离子迁移反应堆(IMR)离子迁移反应堆是一种采用离子迁移材料来促进和控制核裂变反应的反应堆。
它使用离子迁移膜,通过离子的迁移使核反应堆得到加速或减速。
通过使用这种材料,离子迁移反应堆可以更好地控制裂变反应速率,使燃料的使用效率更高。
以上是一些常见的反应堆类型及其原理。
各种反应堆根据不同的设计目标和应用需求,采用不同的结构、燃料和冷却剂等技术,但它们的基本原理都是通过控制和利用核能产生热能,然后将其转化为电能。
核反应堆的主要类型

目前,在以发电为目的的核能动力领域,世界上应用比较普遍或具有良好发展前景的,主要有压水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、重水堆(PHWR)、高温气冷堆(HTGR)和快中子堆(LMFBR)五种堆型。
一、压水堆压水堆(PWR)最初是美国为核潜艇设计的一种热中子堆堆型。
四十多年来,这种堆型得到了很大的发展,经过一系列的重大改进,.己经成为技术上最成熟的一种堆型。
压水堆核电站采用以稍加浓铀作核然料,燃料芯块中铀-235的富集度约3%。
核燃料是高温烧结的圆柱形二氧化铀陶瓷燃料芯块。
柱状燃料芯块被封装在细长的铬合金包壳管中构成燃料元件,这些燃料元件以矩形点阵排列为燃料组件,组件横断面边长约20cm,长约3m。
几百个组件拼装成压水堆的堆芯。
堆芯宏观上为圆柱形。
压水堆的冷却剂是轻水。
轻水不仅价格便宜,而且具有优良的热传输性能。
所以在压水堆中,轻水不仅作为中子的慢化剂.同时也用作冷却剂。
轻水有一个明显的缺点,就是沸点低。
要使热力系统有较高的热能转换效率,根据热力学原理.核反应堆应有高的堆芯出口温度参数:要获得高的温度参数,就必须增加冷却剂的系统压力使其处于液相状态。
所以压水堆是一种使冷却剂处于高压状态的轻水堆。
压水堆冷却剂入口水温一般在290℃左右,出口水温330℃左右,堆内压力15.5MPa大亚湾核电站就是一座压水堆核电站。
高温水从压力容器上部离开反应堆堆芯以后,进入蒸汽发生器,如图1-7所示。
压水堆堆芯和蒸汽发生器总体上像一台大锅炉,核反应堆堆芯内的燃料元件相当于加热炉,而蒸汽发生器相当于生产蒸汽的锅,通过冷却剂回路将锅与炉连接在一起。
冷却剂从蒸汽发生器的管内流过后,经过冷却剂回路循环泵又回到反应堆堆芯。
包括压力容器、蒸汽发生器、主泵、稳压器及有关阀门的整个系统,是冷却剂回路的压力边界。
它们都被安置在安全壳内,称之为核岛。
蒸汽发生器内有很多传热管,冷却剂回路和二回路通过蒸汽发生器传递热量。
传热管外为二回路的水,冷却剂回路的水流过蒸汽发生器传热管内时,将携带的热量传输给二回路内流动的水,从而使二回路的水变成280℃左右的、6-7MPa的高温蒸汽。
常见的核电站堆型有哪几种

常见的核电站堆型有哪几种核电站是一座或若干座利用核裂变(NuclearFission)或核聚变(NuclearFusion) 反应所释放的核能转换成热能来发电兼供热的动力设施。
其中核反应堆是核电站最主要的关键作业设备,链式裂变反应就在该设备中进行;目前,全球核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。
其中压水反应堆作为最成熟、最成功的一种动力堆堆型,运用最为广泛,我国大多数核电站其反应堆都属于该类反应堆。
一、核电站工作原理核电站主要是通过将由铀、杯制成的核燃料在反应堆设备内发生裂变从而释放出大量的核能,再利用处于高压下的水将核能转化为热能,在蒸汽发生器中加热水产生蒸汽,蒸汽推动汽轮发电机发电,使机械能转变成电能。
一般来说,核电站本身的工作原理和所需要的设备条件与普通火电站发电机制大同小异,主要在于核反应堆。
二、常见的核电站堆型:1、压水堆核电站以压水堆为热源的核电站。
其工作原理主要是利用处于高压下的循环冷却水将反应堆中核燃料裂变反应释放出的大量核能转换成热能,之后加热水产生蒸汽,推动汽轮机,进而推动发电机旋转发电。
注:压水堆的水在正常工况下是处于不沸腾状态;2、沸水堆核电站以沸水堆为热源的核电站。
沸水堆和压水堆都是属于轻水堆,其工作原理相似,不同的是沸水堆采用沸腾的水将核能转换为电能,而压水堆则是利用高压下的循环冷却水;沸水堆整体系统比压水堆较为简单,省去了蒸汽发生器这一设备。
注:日本福岛核电站属于沸水堆核电站。
3、重水堆核电站以重水堆为热源的核电站。
其工作原理与压水堆、沸水堆工作原理相同,不同点在于重水堆核电站是利用重水作为作为慢化剂和冷却剂;重水堆核电站其核燃料为天然铀作燃料,相对来讲,重水堆比压水堆的燃料成本低,但用作慢化剂和冷却剂的重水则十分昂贵。
注:重水(2H20)无臭无味的液体,对人体有害的。
4、快堆核电站由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能的核电站。
全球现有的核反应堆技术概述:轻水堆,压水堆,重水堆,熔盐堆等

全球现有的核反应堆技术概述:轻水堆,压水堆,重水堆,熔盐堆等核反应堆,是一种可以控制和维持自我连锁反应的装置。
核反应堆主要用途是发电(核电厂)和作为船舶的动力装置。
位于瑞士的一座小型研究反应堆其中,一些反应堆还被用来生产医疗和工业用的同位素或者生产武器级钚。
截止2019年初,全球共有680座核反应堆在运行,其中包括226座研究堆。
现有的核反应堆主要包括轻水堆,沸水堆,重水堆,高温气冷堆和熔盐堆。
下面将逐一介绍:1.轻水堆轻水堆中,冷却剂起着减速剂的作用这种反应堆使用压力容器来容纳核燃料、控制棒、慢化剂和冷却剂。
离开压力容器的热放射性水通过蒸汽发生器循环,蒸汽发生器又将次级(非放射性)水环加热成蒸汽,使涡轮机运转。
它们占据了当前反应堆的大多数(约80%)。
VVER1000反应堆结构华龙一号示范工程航拍美军核动力航母编队轻水堆最新的典型代表有俄罗斯的VVER-1000,美国的AP1000,中国的华龙一号和欧洲的EPR。
美国海军军舰上的反应堆也都属于这种类型。
2.沸水堆福岛核事故的反应堆类型就是沸水堆沸水堆就像没有蒸汽发生器的压水堆。
冷却水的较低压力使其在压力容器内沸腾,产生运行涡轮机的蒸汽。
与压水堆不同,没有主回路和副回路。
这些反应堆的热效率更高,结构也更简单,发生两次严重核事故(切尔诺贝利和福岛核事故)的堆型都属于沸水堆。
3.重水堆(CANDU)秦山核电站的两座重水堆(CANDU堆)重水堆非常类似于压水堆,但使用重水。
虽然重水比普通水贵得多,但它具有更大的中子经济性(产生更多的热中子),允许反应堆在没有燃料浓缩设施的情况下运行。
燃料不是像压水堆那样使用一个大型压力容器,而是包含在数百个压力管中。
这些反应堆以天然铀为燃料,重水反应堆可以在满功率时加燃料,这使得它们在铀的使用方面非常高效(这使得堆芯中的流量控制更加精确)。
加拿大、阿根廷、中国、印度、巴基斯坦、罗马尼亚和韩国都建造了重水堆。
4.高能通道反应堆(RBMK)切尔诺贝利核电站(RBMK,沸水堆)RBMKs是一种苏联设计,在某些方面与CANDU相似,因为它们在动力运行期间可以重新加料,并采用压力管设计。
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核反应堆类型简介
核反应堆(Nuclear Reactor),又称原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置,是一种启动、控制并维持核裂变或核聚变链式反应的装置。
在反应堆之中,核变的速率可以得到精确的控制,其能量能够以较慢的速度向外释放,供人们利用。
核反应堆,是一种启动、控制并维持核裂变或核聚变链式反应的装置。
相对于核武爆炸瞬间所发生的失控链式反应,在反应堆之中,核变的速率可以得到精确的控制,其能量能够以较慢的速度向外释放,供人们利用。
核反应堆分类有:
按时间分可以分为四代:
第一代核电站是早期的原型堆电站,即1950年至1960年前期开发的轻水堆核电站,如美国的希平港压水堆、德累斯顿沸水堆以及英国的镁诺克斯石墨气冷堆等。
第二代核电站是1960年后期到1990年前期在第一代核电站基础上开发建设的大型商用核电站,如、加拿大坎度堆、苏联的压水堆等。
目前世界上的大多数核电站都属于第二代核电站。
第三代是指先进的轻水堆核电站,即1990年后期到2010年开始运行的核电站。
第三代核电站采用标准化、最佳化设计和安全性更高的非能动安全系统,如先进的沸水堆、系统80+、AP600、欧洲压水堆等。
第四代是待开发的核电站,其目标是到2030年达到实用化的
程度,主要特征是经济性高(与天燃气火力发电站相当)、安全性好、废物产生量小,并能防止核扩散。
按用途分:动力核反应堆;研究核反应堆;生产核反应堆(快滋生反应器)。
按反应堆慢化剂和冷却剂分:
轻水堆(压水反应堆、沸水反应堆):轻水型反应堆使用相对分子质量为18的轻水作为慢化剂和冷却剂;
重水堆:重水堆可按结构分为压力容器式和压力管式两类。
两者都使用重水做慢化剂,但前者只能用重水做冷却剂,后者却可用重水、轻水、气体等物质做冷却剂;
石墨气冷堆;石墨液冷堆。
按反应堆中中子的速度分:热中子堆;快中子堆。
核反应堆有许多用途,最重要的用途是产生热能,用以代替其他燃料,产生蒸汽发电或驱动航空母舰等设施运转。
按用途分:将中子束用于实验或利用中子束的核反应,包括研究堆、材料实验等;生产放射性同位素的核反应堆;生产核裂变物质的核反应堆,称为生产堆;提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆,比如多目的堆;为发电而发生热量的核反应,称为发电堆;用于推进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆,称为推进堆。
如此多的反应堆种类,意味着很多的人才空缺,让我感觉到核电事业亟待人才的加入,我决心努力学习,将来为我国核电事业作出一番贡献。