反应堆控制原理(课堂PPT)
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探秘核反应堆:物理学与工程的完美结合
核反应堆,即为核反应堆炉,是核能利用的关键部件。
在核反应
堆中,核材料被控制地放在反应堆芯区,核反应产生热量,然后通过
冷却剂中的热量转化成动力,最终产生电能。
接下来就让我们深入了
解一下核反应堆的原理和构造。
核反应堆中核反应链的研究是核反应堆的基础。
核反应是指核子
之间发生的能量转移或核素的转变,其反应链包括核裂变和核聚变两
种方式。
核裂变是指重核被撞击后分裂成两个相对较小的原子核,在
这个过程中释放出大量的热能;而核聚变是指轻核通过相撞的方式合
并成重核,也会释放大量热能。
因此,核反应堆中使用的核材料包括
铀或钚等重核和氢氦等轻核。
反应堆芯区是核反应堆最重要的部分,由燃料棒和冷却剂组成。
燃料棒用于装载放置核燃料,通常采用钢和铜合金制作。
而冷却剂则
是用于吸收热量转化为动力的介质,一般包括水、氦气和液态金属等。
核反应堆的控制和调节是非常关键的,一旦掌控不好,就会出现
核燃料爆炸等严重后果。
核反应堆中的控制棒使用高密度的降温材料
制作,其作用类似于汽车刹车。
当需要调节反应堆热量时,控制棒被
插入到燃料棒中,减慢核反应的速度;而当需要增加反应堆热量时,
控制棒则被完全拔出。
随着科技的不断发展,新型的核反应堆也在不断涌现。
例如,钍
盐核反应堆是一种采用液态核燃料的新型反应堆,具有更高的热效率、
更高的安全性和更小的核废料量。
同时,核能的高效利用也是我们不断探索和发展的方向。
幻灯片1第二章核电站工作原理及系统组成余廷芳幻灯片2一、核电站工作原理●1、什么叫核电站?●核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。
反应堆是核电站的关键设备,链式裂变反应就在其中进行。
将原子核裂变释放的核能转换成热能,再转变为电能的系统和设施,通常称为核电站。
幻灯片3一、核电站工作原理●2、核电站工作原理核电厂用的燃料是铀。
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。
核电站工作流程原理1;图2幻灯片4二、核电站类型●目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。
但用的最广泛的是压水反应堆。
压水反应堆是以普通水作冷却剂和慢化剂,它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。
●压水堆核电站占全世界核电总容量的60%以上。
幻灯片5二、核电站类型●1、压水堆核电站●----------------以压水堆为热源的核电站。
图●它主要由核岛和常规岛组成。
●压水堆核电站核岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。
在核岛中的系统设备主要有压水堆本体,一回路系统,以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。
常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统,其形式与常规火电厂类似。
幻灯片6二、核电站类型●2、沸水堆核电站●--------------------以沸水堆为热源的核电站。
图●沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。
●沸水堆与压水堆同属轻水堆,都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。
它们都需使用低富集铀作燃料。
沸水堆核电站系统有:主系统(包括反应堆);蒸汽-给水系统;反应堆辅助系统等。
幻灯片7二、核电站类型●3、重水堆核电站图●以重水堆为热源的核电站。
核电站中的反应堆控制原理揭秘核电站是世界各国重要的能源供应方式之一,反应堆作为核电站的核心设备,其稳定运行对核电站的安全和可靠性有着至关重要的影响。
本文将探讨核电站中的反应堆控制原理,以揭开这一关键技术的奥秘。
一、引言核电站的目标是通过控制核反应堆中裂变过程的发生,产生足够的热能,从而转化为电能。
核反应堆控制原理的核心任务即在反应堆中维持恰当的裂变速率,避免裂变过程失控导致事故。
这需要仔细的设计和精确的控制系统。
二、核反应堆控制系统组成核反应堆控制系统主要由以下几个部分组成:反应堆物理参数测量系统、安全控制系统和反应堆动力学模型。
1. 反应堆物理参数测量系统反应堆物理参数测量系统负责实时监测反应堆的关键物理参数,如温度、压力、放射性浓度等。
这些参数的准确测量是核电站安全运行的基础,可通过传感器等装置获取。
2. 安全控制系统安全控制系统根据反应堆物理参数的测量结果,实时监测核反应堆的状态,并根据预设的安全阈值来采取相应的措施。
例如,当温度过高或压力异常时,安全控制系统会自动启动紧急停堆装置。
3. 反应堆动力学模型反应堆动力学模型是指基于物理原理建立的数学模型,可以描述反应堆中裂变过程的动态变化。
该模型通常使用微分方程描述,可以通过反应堆物理参数的测量结果进行实时修正。
动力学模型在核反应堆控制系统中发挥重要作用,可以帮助预测和调整裂变速率。
三、核反应堆控制原理核反应堆的控制原理可以概括为负反馈和正反馈相结合的方式。
1. 负反馈核反应堆中的负反馈机制是指当反应堆温度过高或裂变速率过大时,会自动引入负反馈,减缓反应堆中裂变反应的发生速度。
这种负反馈可以通过控制杆的上下移动来实现。
控制杆通常由吸中子材料制成,可以吸收中子,从而降低裂变反应的速率。
2. 正反馈与负反馈相反,正反馈机制是指当反应堆温度过低或裂变速率过小时,会自动引入正反馈,促进裂变反应的发生速度。
这种正反馈通常通过调整工质的流量和冷却剂的温度来实现。