核技术与自动化工程学院
实习报告
实习内容：□课程设计□生产实习□参观实习实习形式：□集中□分散
专业名称：核工程与核技术核技术
指导老师（职称）：
实习单位：中核核电运行管理有限公司
实习时间：年月日至年月日
2013年5月
秦山核电站实习
摘要
本次报告主要介绍了秦山核电站的总体概况、核电站运行过程、海水防腐蚀措施及管理、二期工程反应堆保护系统的研制、核电站的无线通信设计特点以及核电站所在地区的环境问题的了解与调查。
关键词：秦山核电站运行海水防腐通信
目录
第1章前言 (4)
2.1实习目的 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
2.2实习内容 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
2.2.1 概述 (6)
2.2．2反应堆结构 (11)
2.2.3 堆芯组成 (18)
2.2.4 蒸汽发生器结 (20)
2.2.5 汽轮机结构 (21)
2.2.6 除氧器 (23)
2.2.7秦山全数字化仪控系统 (26)
第1章前言
实习地介绍
本次我们实习的地点是秦山核电站，秦山核电站坐落于浙江省嘉兴市海盐县秦山镇双龙岗，面临杭州湾，背靠秦山,这里风景似画、水源充沛、交通便利，又靠近华东电网枢纽，是建设核电站的理想之地。秦山核电站是中国大陆第一座自己研究、设计和建造的核电站，汽轮机、发电机、蒸汽发生器、堆内构件、核燃料元件等重要设备都由我国自己制造，进口设备主要有反应堆厂房环形吊车、压力壳、主泵等，电站动力装置主要由反应堆和一、二回路系统三部分组成。秦山核电站设计广泛采用了国外现行压水堆核电站较成熟的技术，并进行了相当规模的科研和试验工作，始终把安全放在首位。
秦山核电站穿过隧道是二、三期核电基地。二期工程是国家“八五“期间的重点工程。由中国核工业总公司、浙江省、上海市等投资联营建设的，规模为两台60万千瓦核电机组的商用核电站，已分别于2002年2月6日和2004年5月3日建成发电。秦山核电站三期总装机容量为两台728兆瓦核电机组，是中国与加拿大联营建设的，二台机组分别于2002年12月31日和2003年6月12日建成发电。秦山核电站已成为总装机容量为300万千瓦的中国核电基地。
中国自行设计和建造的第一座实用型核电站。位于浙江省海盐县东南秦山。由上海核工程研究设计院等单位设计。采用世界上技术成熟的压水堆，核岛内采用燃料包壳、压力壳和安全壳3道屏障，能承受极限事故引起的内压、高温和各种自然灾害。电站1984年开工，一期工程包括建设一座30万千瓦核反应堆,安装3台共30万千瓦汽轮发电机组及建设配套厂房和输电设施，1991年建成投入运行。年发电量为17 亿千瓦时。二期工程将在原址上扩建2台60万千瓦发电机组，1996年已开工。
秦山核电站位于中国浙江省海盐县，是中国大陆建成的第一座核电站，在经过多次扩建后，现已发展成一处大型核电基地。该电站是中国第一座自己研究、设计和建造的核电站，一期工程额定发电功率30万千瓦，采用国际上成熟的压水型反应堆，1984年破土动工，1991年12月15日并网发电，设计寿命30年，总投资12亿元。厂区主要包括七个部分：核心部分、废物处理、供排水、动力供应、检修、仓库、厂前区等。全厂设备约28,000余台件，由国内585个工厂和10余个国家（地区）供货，汽轮机、发电机、蒸汽发生器、堆内构件、核燃料元件等重要设备都由中国自己制造，进口设备主要有反应堆厂房环形吊车、压力壳、主泵等，电站动力装置主要由反应堆和一、二回路系统三部分组成。秦山核电站设计广泛采用了国外现行压水堆核电站较成熟的技术，并进行了相当规模的科研和试验工作，始终把安全放在首位。为阻止放射性物质外泄，设置了三道屏障，第一道锆合金管把燃料蕊块密封组成燃料元件棒；第二道为高强度压力容器和封闭的一回路系统；第三道屏障则为密封的安全壳，防止放射性物质外泄。加外还有安全保护系统、应急堆蕊冷却
系统、安全壳、喷淋系统、安全壳隔离系统、消氢系统、安全壳空气净化和冷却系统、应急柴油发电机组等，使反应堆在发生事故时，能自动停闭和自动冷却堆蕊。秦山核电站的建成结束了中国大陆无核电的历史，投产以来，机组运一直处于良好状态，成为中国自力更生和平利用核能的典范。
秦山核电站总投资17亿多元，所产生的清洁电能源源不断地输入华东电网，有助于缓解浙江省和长三角区域长期的能源供应吃紧状态。
实习目的
（1）训练从核电站业设计、施工、监理及系统运行管理等工作所必须的各种基本技能和实践动手能力；
（2）了解核电站整体的运行情况，以及各个设备的工作原理与工作过程。
（3）培养理论联系实际、从实际出发分析问题、研究问题和解决问题的能力；
（4）培养热爱劳动、不怕苦、不怕累的工作作风
实习内容
(1)第一周：秦山核电站整体运行情况参观与了解
(2)第二周：关于《二回路系统水化学的改进》及《二期工程反应堆系统》的学
习与了解
(3)第三周：师傅带领参观海水反腐系统构造并讲解原理以及对核电站无线通信
系统的认识
（4）第四周：关于核电站辐射对当地环境的影响实践与认知
第2章秦山核电站运行过程
2.1 概述
核动力装置的组成及工作原理
核力装置是一个由各种仪器、系统、设备和机构组成的综合体，用于将核燃料裂变时放出的核能变换成电能、机械能和热能。核动力装置由两部分组成：一是反应堆装置，其作用是使核燃料中的易裂变核素产生裂变，释放热量，并把热量传递给工质（冷却剂）；二是汽轮发电机组（包括汽轮机和发电机），其作用是将工质（蒸汽）热能转为机械能和电能，在大多数核动力装置中，作为工质的冷却剂和蒸汽的回路是分开的。其中，冷却剂回路称为一回路．水蒸气回路称为二回路。一回路是带放射性的，二回路则是安全的。
秦山核电站一期工程建设的两台单机容量为100万千瓦级的俄罗斯ASE-91/99型压水堆核电机组即为双回路设计。其中，一回路由1个反应堆、1台稳压器和4个环路组成，如图2-2-1所示。
2-1-1 一回路组成
每个环路又包括1台蒸汽发生器、1台主泵和主管道。冷却剂在主泵的作用下．按照从反应堆一蒸汽发生器一主泵一反应堆的流程在一回路中循环流动。一回路内的压力由稳压器稳定在15.7 MPa，在冷却剂通过反应堆堆芯时，吸收核裂变释放出的热量，温度从t=290℃加热到t=322℃，因此冷却剂在正常情况下处于欠饱和状态。被加热的
冷却剂然后沿主管道进入蒸汽发生器，并在蒸汽发生器的传热管内流动，
将热量传递给传热管外侧的二回路工质（给水），使给水沸腾，从而转变为饱和蒸汽，蒸汽的压力为6. 28MPa，温度为278℃。同时'一回路冷却剂被二回路工质（给水）冷却，温度从320℃下降到290℃，然后沿主管道重新进入堆芯。
在蒸汽发生器内产生的饱和蒸汽沿蒸汽管线进入汽轮机。蒸汽在流过汽轮机膨胀做功，使其热能转换成汽轮机转子旋转的机械能。由于汽轮机转子与发电机转子通过联轴器连接在一起，因此汽轮机在转动的同时带动发电机转子旋转，继而在发电机定子上产生感应电流，这样就将机械能转换成电能，如图2-1-2所示。
2-1-2 二回路热力系统
由于随着蒸汽在汽轮机内的膨胀，蒸汽的湿度增加，而这有可能导致汽轮机零件的汽蚀磨损。所以，汽轮机分为高压缸和低压缸，并且在高压缸和低压缸之间设置汽水分离再热装置，对蒸汽进行干燥和加热。干燥后的微过热蒸汽进入低压缸做功，并最终排入凝汽器。
在凝汽器中布置有传热管，传热管内循环流动着海水，用于冷却汽轮机排出的乏蒸汽，使乏蒸汽转变为凝结水，同时保持凝汽器内为恒定的真空。海水的水温通常在13～33℃，海水的循环依靠循环泵实现。
凝汽器中蓄积的蒸汽凝结水称为主凝结水，由凝结水泵抽出，经过低压加热器加入除氧器。低压加热器是利用从汽缸中抽出的蒸汽加热凝结水，有利于提高热循环效率，同时也可将汽轮机内的水分带出，有利于汽轮机的安全运行。在秦山核电站共设有四级低压加热器，其中一号低加为并列布置的4个表面式加热器，二号低加是一个混合式加热器，三号低加是一个表面式加热器，四号低加也是一个表面式加热器。
在除气器中，利用汽轮机高压缸的抽汽将凝结水加热至饱和温度，使溶
在水中的氧和二氧化碳等气体被释放出来并排出二回路，避免金属设备腐蚀，可见除氧器。经过除氧后的凝结水称为主给水。
主给水由主给水泵抽出，经过高压加热器加热后进入蒸汽发生器，高压加热器同样是利用从高压缸中抽出的蒸汽加热给水，有利于提高热循环效率。
在秦山核电站，高压加热器均为表面式加热器，共设有两级并且分AB两个并列运行系列。例如，A系列依次布置有一个五号高加和一个六号高加，B 系列与A系列完全相同。
从以上对二回路热力系统的描述可知：二回路做功的工质从初始的饱和蒸汽，经过几个不同的热力过程后，仍然回到初始状态，这个周而复始的热力循环即是朗肯循环。
如图2-2-3所示，朗肯循环由以下几个热力过程组成：
2-1-3 核电厂郎肯循环
8→1→2，表示二路的给水在蒸汽发生器中吸收一回路冷却剂释放的热量后转变为饱和蒸汽的过程，是一个定压吸热过程。
2→3：表示饱和蒸汽在高压缸中膨胀做功，将蒸汽的内能部分地转化为转子旋转的机械能，是一个绝热膨胀过程。
3→4：表示高压缸的排汽在汽水分离再热器中的汽水分离过程，使蒸汽的湿度减小。
4→5：表示高压缸的排汽在汽水分离再热器中的再热过程，使蒸汽的内能增加。
5→6：表示饱和蒸汽在低压缸中膨胀做功，将蒸汽的内能部分地转化为
转子旋转的机械能，是一个绝热膨胀过程。
6→7：表示汽轮机排汽在凝汽器中被冷凝成凝结水的过程，是一个定压放热过程。
7—8：表示水在泵中的加压过程，是一个绝热压缩过程。
核电厂的热循环效率，通常用表示，它是指工质完成一循环所做的静功与工质在循环中从高温热源吸收的热量的比值，它表示输入的热量转变为功的份额。
从朗肯循环可知，工质在循环中从高温热源吸收的热量q1，是点1→2→3→4→5→6→90→10→7→8所所围成的面积，工质在循环中向低温冷源释放的热量q2，是点6→9→10→7所围成的面积；工质完成一个循环所做的净功即是吸收的热量与释放的热量之差，因此，核电厂的热循环效率可以用下式表示：
(2-1-1)
由于q1与蒸汽的初始参数（温度、压力）有关，q2与蒸汽的终参数有关，因此初始参数越高，则热循环效率越高；终参数下降，初始参数不变，则热循环效率越高。
由于核电厂蒸汽的初始参数低于火电厂蒸汽参数，因此核电厂的热循环效率较低。为了提高热循环效率，核电厂普遍采用了给水回热循环。
采用给水回热循环的意义在于：从汽轮机中抽出一部
分蒸汽，加热给水，提高了蒸汽发生器的给水温度，减
少了给水在蒸汽发生器中的吸热q1。同时，可使抽汽不
在凝气器中令凝放热，减少冷源损失2。，因此在蒸汽初、
终参数相同的条件下，采用给水回热循环的热效率比朗
肯循环高。
秦山核电站运行工况
秦山核电站按照现行俄罗斯标准和IAEA标准设计
有以下4种运行工况：
(1)正常运行工况
正常运行工况是指电站所有系统和设备的状态
符合所设计的正常运行限值和条件。正常运行工况包括
有功率运行、最小可监测功率水平、热态、冷态、维修
冷停堆、换料冷停堆，加热和冷却8个状态。
(2)预期运行事件
预期运行事件是指所有能够预期的机组正常运
行的偏离，在运行期间发生一次或几次但是由于设计中规定了相应的措施，不会对安全重要部件造成大的破坏，不会导致事故状态。预期运行事件诸如：多台或者单台主泵停运、汽轮机主汽门关闭或者外部负荷丧失、蒸汽发生器安全阀、大气释放阀或者旁排阀意外打开等。
(3)设计基准事故
设计基准事故是指由设计中的初始事件引发的事故，设计有符合单一故障准则的安全系统以限制事故的后果。设计基准事故诸如：稳压器安全阀意外打开并且停留在开位置、一回路小破口、一回路大破口、蒸汽发生器给水管破裂等。如图2-2-4 反应堆的组成
(4)超设计基准事故
超设计基准事故是指由设计基准事故所没有预想到的初始事件弓发的事故，或者是设计基准事故叠加安全系统故障。超设计基准事故可能会导致严重的后果，甚至是堆芯熔化。超设计基准事故诸如：8小时和24小时全部交流电源故障、给水完全丧失、大/小破口跌加堆芯应急冷却系统能动部分故障、不停堆的预期瞬态、在反应堆顶盖移开和反应堆密封的情况下应急和计划冷却系统的排热长时间（超过24小时）丧失。
秦山核电站运行模式
秦山核电站有以下3种运行模式'即“N”模式、“T”模式和“C”模式。
(1)“N”模式（机跟堆运行模式）：是指反应堆功率控制系统控制反应堆功率，使反应堆功率保持在设定范围内；汽轮机自动控制系统调节汽轮机调门开度，使机组负荷跟随反应堆功率的变化而变化，从而保证主蒸汽集管压力恒定。
(2)“T”模式（堆跟机运行模式）：是指汽轮机自动控制系统控制机组负荷，使机组负荷保持在设定范围内，而反应堆功率控制系统调节控制棒的棒位，使反应堆的功率跟随机组负荷的变化而变化，从而保证主蒸汽集管压力恒定。“T”模式是电站的主要运行模式。
(3)“C”模式（功率分布控制运行模式）：控制棒由MCDS的功率分布控制器控制，目的是进行反应堆功率分布控制。反应堆功率控制器监测主蒸汽集管压力，当主蒸汽集管压力大于限值时，自动强制转换到“T”模式。
秦山核电站的主要运行参数
2-1-5反应堆装置在正常运行工况下的运行参数
2.2反应堆结构
反应堆的作用和组成
热中子核反应堆的主要作用是：
(1)将核燃料所有形式的裂变能部分地转交成热能，并将热能传递给一回路冷却剂；
(2)在反应堆堆芯内建立可控的链式核裂变反应；
(3)在O～3000 Mw功率水平范围内能保持堆芯可控链式核裂变反应。
反应堆的组成部分如图1-2-1所示，包括有：反应堆压力容器，堆芯吊篮，堆芯围板，保护管组件、堆芯（燃料组件、控制棒组件、可燃毒物棒组件）、上部组件、堆内监测仪表、保护钢结构、上部组件热屏蔽、支承环、止推环、支承衍架、止推衍架、控制棒驱动机构，隔离波纹节、主密封件、接管区热屏蔽和生物屏蔽、干保护、堆内及堆外核测和堆芯捕集器。
反应堆压力容器
反应堆压力容器作为一回路的压力边界，是防止堆芯内放射性裂变产物逸出的第三道屏障。压力容器用于容纳堆内构件，堆芯部件及其它相关部件。
反应堆压力容器是由容器法兰，接管区段上壳段，接管区段下壳段，支撑壳段，上部圆筒壳段，下部圆筒壳段和椭圆底封头7部分焊接而成，共有6环焊缝，如图2-2-1所示。
堆芯吊篮
堆芯吊篮是一个带椭圆形底的立体式圆筒体，其主要作用是：固定堆芯围板和燃料组件，使一回路冷却剂以均匀的流量在堆芯内流动，同时依靠其金属壳体，减少反应堆压力容器的入射中子量。
堆芯吊篮又法兰部分，多孔壳段，圆筒壳段，燃料组件支撑管，隔板，底封
头，防断支撑等部件组成，如图2-2-2所示。
堆芯围板
堆芯围板安装固定在吊篮内，与吊篮一起装入或卸出压力容器，结构如图2-2-3所示。
堆芯
反应堆压力容器内进行裂变链式反应的区域。堆芯通常由燃料组件、中子源、可燃毒物、慢化剂(根据需要)和控制棒组件等组成。它们之间流过冷却剂，以带出裂变反应产生的热量。堆芯的主要性能参数见下表2-2-4
控制棒驱动机构
控制棒驱动机构的作用是驱动控制棒组件，是控制棒组件能够在堆芯中上下移动，实现反应堆启动、功率调节、剩余反应性补偿和停维；另外，通过位置传感器，可以向主控室传送控制棒在堆芯的位置信号，见图2-2-5。
控制棒驱动机构主体由承压壳体、电磁部件、运动部件、驱动杆和步长位置指示器组成。
承压壳体是由不锈钢支撑的带法兰的套管，用于安置控制棒驱动机构的内、
外部件，保证控制棒驱动机构在一回路参数下工作。
运动部件安装在密封的承压壳内，通过与电磁部件之间的相互作用实现驱动枰和控制组件的移动。运动部件包括3个主要部分：提升组件、固定组件以及弹簧组件。其中：
(1)提升组件：用于实现驱动杆的步进式移动，包括提升线圈可动磁极（1个）锁紧线圈可动磁极（2个）、提升线圈不可动磁极（1个）以及可动棘爪。
(2)固定组件：用于保持驱动杆处于某一固定位置，包括有固定线圈不可动磁极（1个）、固定线罔可动磁极（1个）以及固定棘爪。驱动杆上部分是一个带齿的圆柱形套管，齿间间距为20 mm，可与运动部件中可动部件连接。在驱动杆下部端头有夹持装置，可与控制棒组件星形构架连接。在驱动杆内布置有13个由导磁不锈钢制成的分流器，各分流器之间由垫圈隔离，依靠分流器与步长位置传感器线圈之间的相互作用，形成驱动杆位置指示信号。步长位置指示器用于监测驱动杆和控制棒组件的位置，它可以提供控制棒组件在堆芯每20mm行程的位置指示，它通过控制棒驱动杆带动驱动杆内的分流器移动造成位置指示器内9组电感线圈电势的变化测出控制棒的棒位。
堆芯捕集器
秦山电站在世界上首次设置了堆芯熔融物捕集和冷却装置（简称堆芯捕集器），以减轻堆芯熔化并熔穿反应堆压力容器的严重事故后果。堆芯捕集器的作用是包容含有大量放射性裂变产物的堆芯熔融物和确保安全壳的完整性，从而使严重事故后果降低到对周围居民和环境规定的限值水平。
如果没有堆芯捕集器，那么在这样的严重事故下，高温、高化学活性的堆芯熔融物就会与安全壳构筑物直接作用，使其丧失密封完整性。在此情况下，不仅气态和气溶胶放射性产物．而且大量长寿命的液态和固态放射性物质将释人环境，这将导致灾难性的后果。因此，设置捕集堆芯熔融物并使其长期冷却的装置作为预防措施是必要的，这种代价带来的潜在效益就是使核电站的安全性显著提高。堆芯捕集器由托盘、通风集管、牺牲材料填料篮以及热交换器四部件组成，如图2-2-6所示。整个堆芯捕集器放置在反应堆本体的正下方。
在发生堆芯熔化的超设计基准事故时，堆芯捕集器投入运行。堆芯熔融物首先流至托盘表面，然后沿托盘流人填料篮，通过与牺牲材料之间的热物理一化学反应（吸热反应），吸收部分热量，同时堆芯熔融换热物锆、铬、铝等氧化物组成的熔渣上升浮于熔化金属上层，阻止非挥发性裂变产物释出。另外，当堆芯燃料组件出口汽一气混合物温度达到400℃时，操纵员投入堆内构件检查井水应急使用系统（JNB），即打开堆内构件检查并与堆芯捕集器连接管线上的门阀，使堆内构件检查井中的蓄水（683m3）依靠重力（非动能）进入堆芯捕集器换热器组件，通过水的沸腾蒸发冷却堆芯熔融物，蒸汽由排放通道排入安全壳。在熔融物流出压力容器50min后，操纵员将乏燃料水池的蓄水引至熔融物表面，以冷却熔融物。在事故发生24小时内，堆内构件检查井和乏燃料水池的蓄水足以满足熔融物衰变余热并排出要求。在核电恢复后，通过JMN系统和FAK系统向堆内构件检查井和乏燃料水池补水，以确保堆芯捕集器的长期冷却。堆芯捕
集器中的物质完全固化，需要至少10个月的时间。
2.3 堆芯组成
燃料组件
堆芯中共装载有163个燃料组件，每个燃料组件都是由上管座、下管座和燃料棒束部分组成，如图2-3-1所示。
燃料组件的结构允许向燃料组件中插入控制棒组件、可燃毒物棒组件、中子—温度测量通道以及装卸料专用工具，燃料组件的特性参数见表2-3-2。
堆芯中的燃料组件按照组成的不同分为两类，即标准型燃料组件和混合型燃料组件。其中，混合型燃料组件又分为含钆的燃料组件和不含钆的燃料组件，
如图2-3-3所示。
2.4 蒸汽发生器结
蒸汽发生器的功能与组成
秦山核电站一回路冷却剂系统的每个环路设置有1台蒸汽发生器ΠΓB-1000M，其中KKS代码为JEA10,20,30,40AC001，并且围绕反应堆布置在反应堆厂房内，如图2-4-1所示。
蒸汽发生器作为一回路的主要设备，主要功能包括：
（1）将一回路冷却剂的热量通过传热管传递给二回路的给水，加热给水至沸腾，经过汽水分离后产生驱动汽轮机组的饱和蒸汽；
（2）作为一回路的压力边界，承受一回路压力，并与一回路其他压力边界共同构成防止放射性裂变产物逸出的第三道安全屏障；
（3）在预期运行事件、设计基准事故工况以及过度工况下保证反应堆装置的可靠冷却。
蒸汽发生器的主要技术参数见表2-4-2。