压水堆核电站工作原理简介

ＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅ核电知识压水堆核电厂的工作原理压水堆是用高温高压水作慢化剂和冷却剂的反应堆。

１５兆帕左右（即１５０大气压左右）高压的一回路水在反应堆内被核能加热，温度升高到３２５℃左右。

它在蒸汽发生器内将二回路水加热，生成６～７兆帕、２７５～２９０℃的蒸汽，推动汽轮发电机组发电。

核电厂与火电厂的主要区别是核电厂用反应堆替代了火电厂的锅炉。

压水堆的结构压水堆由堆芯、堆内构件、压力容器和控制棒及驱动机构组成（如图所示）。

把二氧化铀烧结成小圆柱形芯块，装入直径约１０毫米的锆合金管中，组成燃料元件（燃料棒）。

再将许多燃料元件按一定格式排列，用定位件组装在一起，成为燃料组件。

运行时部分组件内插有控制棒束。

许多燃料组件按一定规律组合在一起，构成堆芯，它是压水堆内产生热能的核心。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!"编者按：当前能源需求快速增长，环境污染日趋严重，为了解决这些问题，世界各国越来越把目光投向核电。

在我国正面临着核电建设快速发展的大好形势，为了向公众广泛宣传核电是安全、可靠、清洁的新能源，本刊将连续刊载核电科普知识，以飨读者。

压水堆核电厂简要流程图压水堆核的整体结构图１９２－－压水堆的主要物理热工特性压水堆用普通水作为慢化剂和冷却剂，用镉－铟－银和硼酸作为控制材料。

以１００万千瓦的核电厂为例，它具有下列主要特性：（１）堆芯高约３．６米，直径约３米，在这么小的体积内要发出约３００万千瓦热功率，其平均体积比功率高达约１１０千瓦每升。

停堆后，由于裂变产物的β和γ衰变以及缓发中子的作用，还要发出“余热”，几小时后还有１％额定功率（约３万千瓦），其能量十分可观！因此必须确保冷却剂流动不能中断，更不能失水！（２）一回路压力如果降低，高温水可能汽化，使燃料元件冷却恶化。

压水堆最终热肼
压水堆（Pressurized Water Reactor，简称PWR）是一种核电站反应堆类型，其基本原理是利用核裂变反应释放的热能来产生蒸汽，推动涡轮机旋转，进而发电。

在压水堆中，最终热肼（heat sink）的作用是吸收堆芯释放的热量，防止反应堆过热。

热肼通常是指一种高温高压的液体冷却剂，如水、硼酸水等。

在压水堆中，热肼通过循环泵在封闭的循环系统中流动，将堆芯产生的热量传递到蒸汽发生器，然后再由蒸汽推动涡轮机发电。

热肼的主要优点是其热传导性能好，可以有效地带走反应堆堆芯产生的热量。

此外，热肼还具有一定的中子吸收能力，有助于控制反应堆的反应速率。

然而，热肼中的氚污染问题是需要关注的一个重要问题，因为氚是一种放射性同位素，对人体和环境具有危害性。

在压水堆中，热肼作为最终热交换介质，对确保反应堆安全运行具有重要意义。

在实际操作中，需要对热肼的浓度、温度、压力等参数进行严格控制，以保证反应堆的正常运行。

同时，还要注意氚污染的监测和处理，确保环境保护和人类健康。

简述压水堆核电站工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊压水堆核电站那神奇的工作原理。

你看啊，这压水堆核电站就好比一个超级大的能量制造工厂。

核燃料呢，就像是工厂里的超级原料，蕴含着巨大的能量。

在这个大工厂里，核燃料被放进反应堆这个核心区域。

就好像是把宝贝放进了一个特别的魔法盒子里。

然后呢，核燃料在里面发生链式裂变反应，这可不得了啦，就像一场超级能量大爆发！释放出大量的热能。

这热能可不能浪费呀，水就来帮忙啦！水在反应堆里被加热，变成高温高压的水蒸汽。

你想想，这水蒸汽就像充满力量的小火车，呼呼地跑起来。

接着呢，这些水蒸汽就冲向汽轮机，推动汽轮机快速转动。

汽轮机就像是一个大力士，被水蒸汽推动着拼命干活。

汽轮机一转起来，又带动着发电机也跟着转起来啦。

发电机就像一个勤劳的小精灵，把机械能转化成电能。

那发出来的电呢，就顺着电线跑到我们家里啦，给我们带来光明和便利。

哎呀，你说神奇不神奇？这就好像是变魔术一样，从核燃料开始，经过一系列的过程，最后就变成了我们能用的电。

有人可能会担心啦，这么厉害的能量会不会有危险呀？嘿嘿，别担心，核电站有很多安全措施呢。

就像给这个大工厂装上了好多把安全锁，保证一切都稳稳当当的。

而且啊，这压水堆核电站可是为我们的生活做出了巨大贡献呢！它能提供大量的电力，让我们的生活更加丰富多彩。

想想看，如果没有核电站，我们的电可能就不够用啦，那得多不方便呀！
所以说呀，压水堆核电站虽然听起来很复杂很神秘，但其实它就像我们生活中的好帮手，默默地为我们工作着。

我们可得好好感谢它呢！大家说是不是呀！。

压水堆核电站压水堆核电站用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。

这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。

压水堆核电站由反应堆、一回路系统、二回路系统以及电站的配套设施等主要部分组成。

压水堆燃料是高温烧结的圆柱形二氧化铀陶瓷块，直径约8毫米，高13毫米，称之为燃料芯块。

其中铀－235的浓缩度约3％。

燃料芯块－个一个地重叠着放在外径约9.5毫米，厚约0．57毫米的锆合金管内，锆管两端有端塞。

燃料芯块完全封闭在锆合金管内，构成燃料元件。

这种锆合金管称为燃料元件包壳。

这些燃料元件用定位格架定位，组成横截面是正方形的燃料组件(见图4-2)。

每一个燃料组件包括两百多根燃料元件。

一般是将燃料元件排列成横十七排、纵十七行的17×17的组件，中间有些位置空出来放控制棒。

控制棒的上部连成－体成为棒束。

每一个棒束都在相应的燃料组件内上下运动。

控制棒在堆内布置得很分散，以便堆内造成平坦的中子通量分布。

燃料组件外面不加装方形盒，以利于冷却剂的横向流动。

加上端部构件，整个组件长约四米，横截面为边长约20厘米的正方形。

图4－3是典型压水堆压力容器与堆芯结构原理图；图4－4为压力容器的结构布置图。

由燃料组件组成的堆芯放在一个很大的压力容器内。

控制棒由上部插入堆芯。

在压力容器顶部有控制棒的驱动机构。

作为慢化剂和冷却剂的水，由压力容器侧面进来后，经过吊篮和压力容器之间的环形间隙，再从下部进入堆芯。

冷却水通过堆芯后，温度升高，密度降低，再从堆芯上部流出压力容器。

一般入口水温300C ο，出口水温332C ο，堆内压力15.5Mpa 。

一座100万千瓦的压水堆，堆芯每小时冷却水的流量约6万吨。

这些冷却水并不排出堆外，而是在封闭的－回路内往复循环。

堆芯放了一百多个燃料组件，这些组件总共包括四万多根三米多长、比铅笔略粗的燃料元件。

【核电】压水堆核电站是怎么发电
的？
14-06-14 作者：佚名编辑：赵云飞
根据国际原子能机构（IAEA）数据，截止2012年12月25日，全世界在运机组共437台，其中压水堆共272台，占全部在运机组的62.2%。

在建的64台机组中，有54台压水堆。

压水堆是目前世界上技术最为成熟、应用最为广泛的核电机组。

除秦山三期外，我国目前在运的核电机组全部是压水堆。

压水堆模式图
压水堆核电站到底是怎么发电的呢？简单来讲，就是通过蒸汽发生器、汽轮机和发电机等设备将核燃料中的核能转换成电能，涉及到的能量转换与传递过程如下：
1）核能→热能
核电厂用的燃料是铀。

用铀制成的核燃料在反应容器内发生核裂变，产生大量的能量，将一回路水加热到很高的温度。

一回路水在高温高压下仍保持液态，并在泵的作用下输送到蒸汽发生器中。

核燃料组件
2）一、二回路间热能的传递
在蒸汽发生器中，二回路水被一回路水加热。

二回路水的压力比一回路水要低，被加热后不再保持液态，变成蒸汽。

3）热能→动能
二回路蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机转子高速旋转，蒸汽的热能转变为汽轮机转动的动能。

4）动能→电能
汽轮机转子与发电机转子是用联轴器连接在一起的。

因此，汽轮机的转动会带动发电机旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方的用户。

核电站发电流程一览。

压水堆核电站的发电原理把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。

一回路反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能，由主泵泵入堆芯的水被加热成327度、155个大气压的高温高压水，高温高压水流经蒸汽发生器内的传热U型管，通过管壁将热能传递给U型管外的二回路冷却水，释放热量后又被主泵送回堆芯重新加热再进入蒸汽发生器。

水这样不断地在密闭的回路内循环，被称为一回路。

二回路蒸汽发生器U型管外的二回路水受热从而变成蒸汽，推动汽轮发电机做功，把热能转化为电力：做完功后的蒸汽进入冷凝器冷却，凝结成水返回蒸汽发生器，重新加热成蒸汽。

这样的汽水循环过程，被称为二回路。

三回路三回路使用海水或淡水，它的作用是在冷凝器中冷却二回路的蒸汽使之变回冷凝水。

什么是核燃料?核燃料是可在核反应堆中通过核裂变产生核能的材料，是铀矿石经过开采、初加工、铀转化、铀浓缩，进而加工成核燃料元件。

压水堆核电站用的是浓度为3%左右的核燃料（铀一235）。

大亚湾核电站的核反应堆内有157个核燃料组件，每个组件由1717根燃料棒组成。

燃料棒由烧结二氧化铀芯块装入锆合金管中封焊构成。

一个燃料组件中有一束控制棒，控制核裂变反应。

利用核能生产电能的电厂称为核电厂。

由于核反应堆的类型不同，核电厂的系统和设备也不同。

压水堆核电厂主要由压水反应堆、反应堆冷却剂系统（简称一回路）、蒸汽和动力转换系统（又称二回路）、循环水系统、发电机和输配电系统及其辅助系统组成，其流程原理如图 2.1所示。

通常将一回路及核岛辅助系统、专设安全设施和厂房称为核岛。

二回路及其辅助系统和厂房与常规火电厂系统和设备相似，称为常规岛。

电厂的其他部分，统称配套设施。

实质上，从生产的角度讲，核岛利用核能生产蒸汽，常规岛用蒸汽生产电能。

反应堆冷却剂系统将堆芯核裂变放出的热能带出反应堆并传递给二回路系统以产生蒸汽。

通常把反应堆、反应堆冷却剂系统及其辅助系统合称为核供汽系统。

现代商用压水堆核电厂反应堆冷却剂系统一般有二至四条并联在反应堆压力容器上的封闭环路（见图2.2）。

核电厂系统与设备一回路复习题绪论1、简述压水堆核电站基本组成及工作原理？基本组成：以压水堆为热源的核电站。

主要由核岛（NI）、常规岛（CI）、电站配套设施（BOP）三大部分组成。

工作原理：（一）工作过程：核电厂用的燃料是铀235。

用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水（冷却剂）把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。

一回路冷却剂循环：反应堆蒸汽发生器冷却剂泵反应堆二回路工质循环：蒸汽发生器汽轮机凝汽器凝、给水泵蒸汽发生器（二）压水堆核电站将核能转变为电能的过程，分为四步，在四个主要设备中实现的。

1、反应堆：将核能转变为热能（高温高压水作慢化剂和冷却剂）；2、蒸汽发生器：将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的给水，使其变为饱和蒸汽，在此只进行热量交换，不进行能量的转变；3、汽轮机：将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能。

4、发电机：将汽轮机传来的机械能转变为电能。

能量传递过程为：裂变能→热能→传递→机械能→电能。

2、厂房及房间的识别符号如何定义？（P 3-5）厂房的识别定义：厂房的识别一般用3个符号来表示。

第一个符号为数字，表示机组识别，即该厂房是属于那个机组的，或两个机组共用的，还是不属于任何机组，而是属于工地系统的，第二、三个符号为两个英文字母，其中第一个字母表示厂房，第二个字母表示该厂房之区域。

房间的识别定义：房间的识别一般用三个数字符号来表示，第一个数字表示楼层，第二、三个数字表示房号。

3、设备的识别符号如何定义？设备识别用9个符号来表示。

这9个符号又分为两个大组，前4个符号为功能组符号，表示该设备属于哪台机组，哪个系统。

后5个符号为设备组符号，表示是什么设备及设备的编号。

（L—字母，N—数字）I-第一章1、压水型反应堆由哪几大部分组成？反应堆由堆芯、压力容器、堆内构件和控制棒驱动机构等四部分组成。

压水堆核电站的工作原理
压水堆核电站是一种常见的核电站类型，其工作原理如下：
1. 核燃料的使用：压水堆核电站使用低浓缩铀（U-235）作为
核燃料。

铀矿石被加工成浓缩的铀燃料棒，然后装入核反应堆。

2. 反应堆：核反应堆是核电站的核心部分，它包含大量的燃料棒（通常有数千个），并由冷却剂包围。

冷却剂一般是水。

3. 燃料棒中的核裂变：核燃料在核反应堆中被中子激活，引发核裂变反应，产生大量的热量。

4. 热量传递：核裂变带来的热量将被传递给循环系统，以便产生蒸汽。

5. 蒸汽产生：核反应堆中的热量使循环系统中的水变为高温高压的蒸汽。

6. 蒸汽驱动涡轮机：蒸汽进一步流入涡轮机，蒸汽流通过涡轮使其旋转。

7. 发电机运转：涡轮机旋转带动发电机运转，将机械能转化为电能。

8. 冷却剂循环：经过涡轮机后，蒸汽会被冷凝成水，并通过冷却剂循环系统重新注入核反应堆。

9. 安全控制：核电站配备了多重安全系统，以确保核反应过程的安全性，如反应堆冷却、核裂变链式反应的控制等。

总结起来，压水堆核电站的工作原理是通过核裂变产生热能，将燃料棒中的热量传递给循环系统中的水，使其转化为高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽驱动涡轮机运转发电机，最终产生电能。

同时，核电站配备多层安全系统以确保反应的安全进行。