核反應(yīng)堆原理

反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)計，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進(jìn)行。反應(yīng)堆種類很多，核電站中使用最多的是壓水堆。

壓水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指頭大的燒結(jié)二氧化鈾芯塊，裝到鋯合金管中，將三百多根裝有芯塊的鋯合金管組裝在一起，成為燃料組件。大多數(shù)組件中都有一束控制棒，控制著鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的強(qiáng)度和反應(yīng)的開始與終止。

壓水堆以水作為冷卻劑在主泵的推動下流過燃料組件，吸收了核裂變產(chǎn)生的熱能以后流出反應(yīng)堆，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器， 在那里把熱量傳給二次側(cè)的水，使它們變成蒸汽送去發(fā)電， 而主冷卻劑本身的溫度就降低了。從蒸汽發(fā)生器出來的主冷卻劑再由主泵送回反應(yīng)堆去加熱。冷卻劑的這一循環(huán)通道稱為一回路，一回路高壓由穩(wěn)壓器來維持和調(diào)節(jié)。

反應(yīng)堆廠房：包括內(nèi)外安全殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及堆芯熔融物捕捉器。反應(yīng)堆廠房是雙層圓筒形結(jié)構(gòu)，該建筑包容并支撐與一回路相關(guān)的主要設(shè)施（包括壓力容器和主冷卻回路，包括主泵，蒸發(fā)器和穩(wěn)壓器）。反應(yīng)堆換料腔和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。輔助設(shè)備。廠房的主要功能是防止外部事件對內(nèi)部反應(yīng)的影響，確保不發(fā)生泄漏。

1． 安全殼：安全殼是雙層墻體結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)墻體由預(yù)應(yīng)力混凝土筒體和混凝土穹頂構(gòu)成，內(nèi)面襯以鋼襯里，保證密封。外安全殼抵抗外部沖擊。1.8米寬的環(huán)形區(qū)域?qū)?nèi)外安全殼隔離，該區(qū)域處于負(fù)壓狀態(tài)，收集發(fā)生泄漏事故后泄漏物的收集，保證泄漏物在排入大氣前被過濾，雙層安全殼是考慮在嚴(yán)重事故對環(huán)境的有效保護(hù)。

2、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：主要功能是提供反應(yīng)堆壓力容器的支撐和附屬設(shè)備的支撐；人員及設(shè)備的生物防護(hù)；防止管道的甩擊和飛射物對安全殼、各回路以及安全系統(tǒng)的影響。

3、 結(jié)構(gòu)描述：內(nèi)部結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)包括一次屏蔽墻，二次屏蔽墻，反應(yīng)堆換料腔；樓板和墻體。

4、 堆芯熔融物捕捉器：位于堆芯CVCS和VDS系統(tǒng)下部分為三部分，由堆坑下部、堆芯熔融物擴(kuò)展通道和擴(kuò)張區(qū)域組成。表面覆蓋細(xì)石混凝土。底部有循環(huán)水系統(tǒng)，用以事故狀態(tài)下對熔融物降溫，水來自換料儲水箱。

5、 安全廠房：安全廠房1&4分為9層，分別布置在安全殼兩側(cè)；廠房2&3分為8層，布置在一起，采用雙層墻體。外墻與廠房各樓層分開，通向廠房的門應(yīng)有門禁系統(tǒng)。

6、 燃料廠房：位于反應(yīng)堆廠房和安全廠房2、3相對的位置，與反應(yīng)堆廠房和安全廠房位于一個筏基礎(chǔ)之上。9層（0.00-19.5m區(qū)域）。西側(cè)為乏燃料水池及相關(guān)設(shè)施。東側(cè)為事故廢氣過濾機(jī)組。采用雙層墻，門應(yīng)有門禁系統(tǒng)。

7、核輔助廠房：核輔助廠房內(nèi)設(shè)置與電廠運行必需的與安全無關(guān)的輔助系統(tǒng)，同時設(shè)置有部分維修區(qū)域。是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)與廠房的筏基礎(chǔ)是分離的，放射性設(shè)備周圍設(shè)置屏蔽結(jié)構(gòu)以及有系統(tǒng)的隔離。提供充分的生物隔離。

8、 進(jìn)出廠房：基礎(chǔ)廠房內(nèi)設(shè)有為保障人員安全進(jìn)出核島所必需的設(shè)備和設(shè)施。進(jìn)出廠房的基礎(chǔ)和核島的基礎(chǔ)臨近，設(shè)置沉降縫，允許相對的位移。

(一) AP1000MW核電站模擬實訓(xùn)模型

以第三代AP1000核電站機(jī)組為原形按比例縮小仿真加工展示；系統(tǒng)詳細(xì)描述了核電站核島和常規(guī)島組成系統(tǒng)知識、分系統(tǒng)工藝流程、設(shè)備知識：

1、AP1000MW核電站模擬實訓(xùn)模型

規(guī)格：3000×1600×1500mm

由核電站廠房、核島和常規(guī)島組成，如圖2所示；包括：核島、汽輪機(jī)廠房、附屬廠房、柴油發(fā)電機(jī)廠房和放射性廢物廠房。核島由安全殼廠房、屏蔽廠房和核輔助廠房組成,核島的四大部件是蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵和堆芯。在核島中的系統(tǒng)設(shè)備主要有壓水堆本體，一回路系統(tǒng)，以及為支持一回路系統(tǒng)正常運行和保證反應(yīng)堆安全而設(shè)置的輔助系統(tǒng)。常規(guī)島模型主要包括汽輪機(jī)組及二回等系統(tǒng)；各設(shè)備工質(zhì)管道采用LED燈光流動演示；

AP1000壓水堆核電廠主要由壓水反應(yīng)堆、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（簡稱一回路）、蒸汽和動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（又稱二回路）、循環(huán)水系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)組成。板面設(shè)備制作成半剖式結(jié)構(gòu)，工藝流程采用LED燈管分色演示生產(chǎn)過程。主要組成系統(tǒng)：

（1）核島主要系統(tǒng)模型

反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)一RCS；非能動堆芯冷卻系統(tǒng)一PXS；非能動安全殼冷卻系統(tǒng)一PCS；化學(xué)容積控制系統(tǒng)一CVS；正常余熱排出系統(tǒng)一RXS；設(shè)冷水系統(tǒng)一CCS；蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)一BDS；乏燃料池冷卻系統(tǒng)一SFS一回路取樣系統(tǒng)一PSS；液體廢物系統(tǒng)一WLS；裝換料系統(tǒng)一FHS；蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)一SGS；主給水和啟動給水系統(tǒng)一FWS；安全殼系統(tǒng)一CNS。

（2）二回路主要系統(tǒng)模型：

主蒸汽系統(tǒng) VVP；汽輪機(jī)旁路系統(tǒng) GCT；汽水分離再熱器系統(tǒng) GSS；凝結(jié)水抽取系統(tǒng) CEX；循環(huán)水系統(tǒng) CRF；低壓給水加熱器系統(tǒng) ABP；給水除氣器系統(tǒng) ADG；汽動/電動給水泵系統(tǒng) APP/APA；高壓給水加熱器系統(tǒng) AHP；給水流量控制系統(tǒng) ARE；輔助給水系統(tǒng) ASG；循環(huán)水系統(tǒng) CRF。