高低压气缸之间的汽水分离器去湿,合格的干饱和蒸汽进入汽轮机作功,乏汽进入冷凝器凝结 成水。冷凝水由主凝结水泵送至低压加热器,再由给水泵送到高压加热器,加热后重新送入蒸 汽发生器二次侧,如此循环往复构成二回路的密闭循环系统(见图1-1a)。二回路水是不带放 射性的。 1.2.4压水堆本体结构 压水堆是加压水冷却、慢化型核反应堆的简称。压水堆经过40多年的发展,其本体结构经 过多次改进现在它的各个方面已相当成熟,并已基本定型,其主要部件均已标准化和系列化。 压水堆本体结构主要有:反应堆堆芯结构(又称活性区,简称堆芯),反应堆堆内支持结构 (简称堆内构件),反应堆(压力)容器(习惯上称为压力壳)和控制棒驱动机构等。反应堆本体 结构的特性是要保证核燃料能在堆内进行可控的链式核裂变反应,并保证能把核裂变产生的 能量(转换成的热能)有效地导出,以保证即使在事故情况下反应堆结构的完整性和安全性。 图1-2给出了压水堆本体结构图。 900 MW 反应堆本体 控制棒驱动机构 连接装置 艙關 压力壳顶盖 H耳 导向管支承板 行Y 定位销 导向管 堆芯和篮 控制合器 支承柱 进口拨管 出口接曾 堆芯上栅格板 您料组件 反应堆压力壳 堆芯下栅格板 流量分配孔教 维芯支承板 堆内测量仪表导向管 图1-2压水堆本体结构图
1.2.4.压水堆堆芯结构 反应堆堆芯是放置核燃料、进行叮控链式核裂变反应的地方,也是不断释放出大量能量并 转換为热能的源泉,同时它又是强辐射源。囚此,堆芯结构是反应堆的核心构件。 压水堆堆芯被一个钢制“堆芯吊蓝”所包围,并被支撑在反应堆容器内,位于反应堆容器的 冷却回路进出口以下,在整个反应堆容器内中间偏下位置(见图1.2)。 压水堆堆芯结构由核燃料组件、挖制棒组件、固体可燃毒物组件、中子源组件和阻力塞组 件等堆芯组件组成。图1-3给出了电功率为900MW级典型压水堆首次装料的堆芯结构布置 诮况。堆芯ⅱI5燃料组件,其中49个燃料組片宀插育控制组件,68个燃料组件中装 有固体可燃毒物组件,4个装有中子源组件,其余的都装有阻力塞组件。控制棒组件是核反应 统计+NN+FN+ 左RRE 控制神组件49 测区个燃料组件气度为8 可酃物组件68 2区,52个燃料组件,U浓度为24% 中子源组件4 缓 3区,52个燃料组件U浓度为31% 阻力塞组件38 带有可毒物的组件 料组件157 带有次级中子源的组件 ▲」霜高燼您 图1-3900MW级压水堆首次装料堆芯布置图
堆控制部件,用它来控制反应堆的核裂变反应速率,启动和停堆,调整反应堆的功率;固体可燃 毒物组件是用来补偿初始堆芯因全部装人新燃料而比后继循环有更大的剩余反应性的;中子 源组件是用于反应堆启动时点火的;阻力塞组件主要是用来阻止控制棒导向管内冷却剂的漏 流,使绝大部分冷却剂能有效地冷却发热元件。燃料组件被安置在承放堆芯的下栅格板上,外 侧用包络堆芯的堆芯围板定位。上栅格板放置在燃料组件顶部的压紧弹簧上,用以防止在事 故情况下由于水力不稳定而使燃料组件上升。 现代压水堆普遍采用了无盒、带指形控制组件的棒束型核燃料组件。组件内的燃料元件 棒按正方形排列,常用的有14×14,15×15,16×16和17×17等几种栅格型式燃料组件。 900MW级压水堆采用17×17栅格型式燃料组件。所有的燃料组件都是机械结构、几何形状 完全相同的开式组件,如图1-4所示。每个这样的组件共有264根燃料元件棒,24根控制棒导 向管,组件中心位置为一根堆内中子通量密度测量导管。按17×17阵列布置的燃料元件棒由 6~8个定位格架及上管座、下管座、控制棒导向管构成的组件骨架支持和定位。为了提高堆 芯功率密度和充分利用核燃料,首次装料时采用三个不同的25U富集度(浓度)的核燃料组 件、它们的质量分数分别是1.8%、2.4%、3.1%,这是根据设计要求确定的。 1.2.4.2堆内构件 堆内构件的主要作用是支承和固定堆芯组件并承受堆芯重量;确保控制棒驱动线正确对 中并为控制棒运动导向;为反应堆冷却剂提供流道,为反应堆容器提供热屏蔽,使其少受快中 子和γ射线的辐照;为堆内核测量装置和控制棒组件提供机械导向。所以堆内构件是指反应 堆容器内起上述作用的…些不锈钢结构件。大体上可将堆内构件分为两个部件:堆芯下部支 承部件和堆芯上部压紧部件。图15a)是压水堆堆芯下部支承结构的剖视图,图1.5b)和堆 芯上部压紧部件构件图 堆芯下部支承部件包括堆芯吊篮和堆芯支承板、堆芯围板和幅板构件、堆芯下栅格板、热 屏蔽及防断支承组件等。 堆芯吊篮和堆芯支承板及堆芯下栅格板的作用主要是承担堆芯组件的全部重量并支撑和 固定堆芯;在堆芯吊篮内直角曲折形状的围板和沿轴向几块直角的折形状的幅板构件包围着 整个堆芯组件,以引导反应堆冷却剂流过燃料组件所在位置,更有效地将热量带出堆外,并保 证燃料组件外围的1mm均匀水隙。围板外围水层起反射层作用;热屏蔽是具有一定厚度的 不锈钢园筒,它的主要作用是和吊篮一起屏蔽由堆芯射出来的中子和γ射线,以减小中子和y 射线对反应堆容器的辐射损伤;防断支承组件由支柱、缓冲器、防断中板和防断底板构成,它的 作用是防止吊篮断裂造成事故。一旦吊篮发生断裂,堆芯突然垂直下落时防止反应堆容器受 撞击而损坏并确保不造成反应堆超临界事故。 堆芯上部压紧部件在反应堆内,处在吊篮的上方,用它来压住燃料组件,以防止燃料组件 因冷却剂流动的水力冲击而发生向上移动。同时又能保证控制棒对中并起导向作用;使控制 棒在堆芯内能平稳地上抽、下插,执行控制反应性任务。压紧部件还是堆芯冷却剂出口温度测 量装置和堆内核测量装置的支承。 堆芯上部压紧部件主要由导向筒攴承板、堆芯上栅格板、导问筒和支承柱等构件组成
蜘蛛形接头 控制摔 压弹簧 上管座 上格架 导向管 燃料 中间格架 下格架 下管整 图1417×17压水堆燃料组件及其控制棒组件
堆芯吊燎 热屏 堆芯板 辐照样品管 堆芯下隔板 堆芯支承板 二次支承組件