核反應堆原理

反應堆是核電站的關鍵設計，鏈式裂變反應就在其中進行。反應堆種類很多，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，控制著鏈式反應的強度和反應的開始與終止。

壓水堆以水作為冷卻劑在主泵的推動下流過燃料組件，吸收了核裂變產生的熱能以后流出反應堆，進入蒸汽發(fā)生器， 在那里把熱量傳給二次側的水，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)壓器來維持和調節(jié)。

反應堆廠房：包括內外安全殼和內部結構以及堆芯熔融物捕捉器。反應堆廠房是雙層圓筒形結構，該建筑包容并支撐與一回路相關的主要設施（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）。反應堆換料腔和內部結構。輔助設備。廠房的主要功能是防止外部事件對內部反應的影響，確保不發(fā)生泄漏。

1． 安全殼：安全殼是雙層墻體結構，其中內墻體由預應力混凝土筒體和混凝土穹頂構成，內面襯以鋼襯里，保證密封。外安全殼抵抗外部沖擊。1.8米寬的環(huán)形區(qū)域將內外安全殼隔離，該區(qū)域處于負壓狀態(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重事故對環(huán)境的有效保護。

2、 內部結構：主要功能是提供反應堆壓力容器的支撐和附屬設備的支撐；人員及設備的生物防護；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、 結構描述：內部結構是鋼筋混凝土結構包括一次屏蔽墻，二次屏蔽墻，反應堆換料腔；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、堆芯熔融物擴展通道和擴張區(qū)域組成。表面覆蓋細石混凝土。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；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，通向廠房的門應有門禁系統(tǒng)。

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

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

8、 進出廠房：基礎廠房內設有為保障人員安全進出核島所必需的設備和設施。進出廠房的基礎和核島的基礎臨近，設置沉降縫，允許相對的位移。

(一) AP1000MW核電站模擬實訓模型

以第三代AP1000核電站機組為原形按比例縮小仿真加工展示；系統(tǒng)詳細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、設備知識：

1、AP1000MW核電站模擬實訓模型

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、汽輪機廠房、附屬廠房、柴油發(fā)電機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堆安全而設置的輔助系統(tǒng)。常規(guī)島模型主要包括汽輪機組及二回等系統(tǒng)；各設備工質管道采用LED燈光流動演示；

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

（1）核島主要系統(tǒng)模型

反應堆冷卻系統(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；化學容積控制系統(tǒng)一CVS；正常余熱排出系統(tǒng)一RXS；設冷水系統(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；汽輪機旁路系統(tǒng) GCT；汽水分離再熱器系統(tǒng) GSS；凝結水抽取系統(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。