压水反应堆的热功率
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6.2 AP-600,西屋西屋公司先进的非能动压水堆AP-600是一种电功率为600MW的压水反应堆,它具有先进的非能动的安全特性,并且通过广泛采用简化设计从而显著提高了电站的建造,运行和维护性能。
电站设计充分利用了经过30多年压水堆运行经验验证的成熟技术。
在世界范围内,压水堆的比重占所有轻水反应堆的76%,而67%的压水堆是建立在西屋压水堆技术基础之上的。
AP-600的设计目标是达到很高的安全和性能记录。
它的设计虽然基于保守的已被验证的压水堆技术,但是在安全特性方面强调依赖自然力。
安全系统尽可能使用自然驱动力比如压缩气体,重力流和自然循环流动。
安全系统不使用能动部件(比如泵,风机或柴油发电机)并且设计为功能实现不需要安全级的支持系统(比如交流电源,部件冷却水,生活服务水,采暖通风)。
控制安全系统所需的运行人员的操作在数量上和复杂度上都尽可能小;其宗旨就是用自动实现取代运行人员的操作。
最终结果就是形成的设计显著降低了复杂度并提高的可操作性。
AP-600的标准设计符合所有适用的美国核管会标准。
大量的安全分析工作已经完成,相关内容写入了提交核管会的标准安全分析报告(SSAR)和概率风险评价(PRA)。
广泛的实验计划也已经完成,从而验证了电站的创新性设计在运行中将与预期的设计和分析一致。
概率风险评价(PRA)的结果表明了其具有满足先进反应堆设计目标的非常低的堆芯损坏几率,并且由于改善了安全壳的隔离与冷却能力,其也具有很低的放射性泄漏几率。
AP-600的设计理念中非常重要的一个方面是关注电站的可操作性和可维护性。
这些因素已经融入了其整个的设计过程。
AP-600的设计具有许多独到之处,比如通过简化设计在提高可操作性的同时也减少了部件及其配套设施的数量。
特别是,简化的安全系统显著地简化了技术规格,从而降低了监督的要求。
通过强调已验证的部件的应用,从而确保达到高水平的可靠性同时具有很低的维护要求。
部件的标准化降低了备件的数量,减小了维护的培训要求,并且使维护周期进一步缩短。
第一章核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核能到热能转换的装置。
传热机理—热传导、热对流、热辐射世界上第一座反应堆是1942 年美国芝加哥大学建成的。
核反应堆按照冷却剂类型分为轻水堆、重水堆、气冷堆、钠冷堆按照用途分为实验堆、生产堆、动力堆按中子能量分类:热中子堆、中能中子堆、快中子堆以压水堆为热源的核电站称为压水堆核电站主要有核岛和常规岛核岛的四大部件为蒸汽发生器、稳压器、主泵、堆芯五种重要堆型压水堆沸水堆重水堆高温气冷堆钠冷快中子增值堆水作为冷却剂慢化剂的优缺点:轻水作为冷却剂缺点是沸点低,优点具有优良热传输性能,且价格便宜。
描述反应堆性能的参数反应堆热功率[MWh]:反应堆堆芯内生产的总热量电厂功率输出[MWe]:电厂生产的净电功率电厂净效率[%]:电厂电功率输出/反应堆热功率容量因子[%]:某时间间隔内生产的总能量/[(电厂额定功率)×该时间间隔]功率密度[MW/m3]:单位体积堆芯所产生的热功率线功率密度[kW/m]:单位长度燃料元件内产生的热功率比功率[kW/kg]:反应堆热功率/可裂变物质初始总装量燃料总装量[kg]:堆芯内燃料总质量燃料富集度[%]:易裂变物质总质量/易裂变物质和可转换物质总质量比燃耗[MWd/t]:堆芯工作期间生产的总能量/可裂变物质总质量本章主要内容1.压水堆的主要特征2 沸水堆和重水堆的主要特征3 热工水力学分析的目的与任务(这个可以忽略)第二章(本章可以覆盖部分计算题)热力学第一定律:热力系内物质的能量可以传递,其形式可以转换,在转换和传递过程中总能量保持不变。
热力学第二定律(永动机不可能制成):不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化;不可能从单一热源取热,并使之完全转变为有用功而不产生其它影响;不可逆热力过程中的熵的微增量总是大于零。
最基本的状态参数:压力(压强Pa,atm,bar,at)比体积(m3/kg)温度内能:系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和,U焓:热力学中表示物质系统一个状态参数–H,数值上等于系统内能加上压强与体积的乘积。
课程设计报告名称:核反应堆热工分析课程设计题目:利用单通道模型进行反应堆稳态热工设计院系:--------------------班级:----------学号:---------学生姓名:-----------指导教师:--------设计周数:--------成绩:日期:2014年6 月25日一、课程设计的目的与要求反应堆热工设计的任务就是要设计一个既安全可靠又经济的堆芯输热系统。
对于反应堆热工设计,尤其是对动力堆,最基本的要求是安全。
要求在整个寿期内能够长期稳定运行,并能适应启动、功率调节和停堆等功率变化,要保证在一般事故工况下堆芯不会遭到破坏,甚至在最严重的工况下,也要保证堆芯的放射性物质不扩散到周围环境中去。
在进行反应堆热工设计之前,首先要了解并确定的前提为:(1)根据所设计堆的用途和特殊要求(如尺寸、重量等的限制)选定堆型,确定所用的核燃料、冷却剂、慢化剂和结构材料等的种类;(2)反应堆的热功率、堆芯功率分布不均匀系数和水铀比允许的变化范围;(3)燃料元件的形状、它在堆芯内的分布方式以及栅距允许变化的范围;(4)二回路对一回路冷却剂热工参数的要求;(5)冷却剂流过堆芯的流程以及堆芯进口处冷却剂流量的分配情况。
在设计反应堆冷却系统时,为了保证反应堆运行安全可靠,针对不同的堆型,预先规定了热工设计必须遵守的要求,这些要求通常就称为堆的热工设计准则。
目前压水动力堆设计中所规定的稳态热工设计准则,一般有以下几点:(1)燃料元件芯块内最高应低于其他相应燃耗下的熔化温度;(2)燃料元件外表面不允许发生沸腾临界;(3)必须保证正常运行工况下燃料元件和堆内构件得到充分冷却;在事故工况下能提供足够的冷却剂以排除堆芯余热;(4)在稳态额定工况和可预计的瞬态运行工况中,不发生流动不稳定性。
在热工设计中,通常是通过平均通道(平均管)可以估算堆芯的总功率,而热通道(热管)则是堆芯中轴向功率最高的通道,通过它确定堆芯功率的上限,热点是堆芯中温度最高的点,代表堆芯热量密度最大的点,通过这个点来确定DNBR。