我國壓水堆核電站與日本沸水堆核電站的比較.doc

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1、我國壓水堆核電站與日本沸水堆核電站的比較一、中國核電站和日本福島第一核電廠在安全設(shè)計方面的區(qū)別1.日本福島核電站背景資料1.1日本核電站的堆型及其分布1.2福島核電站日本福島縣的核電站有福島第一核電站和福島第二核電站，它們都由東京電力公司負(fù)責(zé)運營。福島核電站是目前世界上最大的核電站，位于日本福島工業(yè)區(qū)，由福島一站、福島二站組成，共10臺機(jī)組（一站6臺，二站4臺），均為沸水堆。其中福島一站1號機(jī)組于1971年3月投入商業(yè)運行，二站1號機(jī)組于1982年4月投入商業(yè)運行。福島第一核電站福島第二核電站1.3福島核電站其他信息

2、2011年2月7日，東京電力公司和福島第一原子力發(fā)電所剛剛完成了一份對于福島一站一號機(jī)組的分析報告，指出這一機(jī)組已經(jīng)服役40年，出現(xiàn)了一系列老化的跡象，包括原子爐壓力容器的中性子脆化，壓力抑制室出現(xiàn)腐蝕，熱交換區(qū)氣體廢棄物處理系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕，并為其制定了長期保守運行的方案。福島核電站1號機(jī)組已經(jīng)滿了40年的使用壽命，該機(jī)組原本計劃延壽20年，到2031年退役。2、沸水堆與壓水堆的差異2.1沸水堆簡介沸水堆核電站屬于輕水堆堆型中的一種，沸水堆核電站工作流程是：冷卻劑（水）從堆芯下部流進(jìn)，在沿堆芯上升的過程中，從燃料棒那里

3、得到了熱量，使冷卻劑變成了蒸汽和水的混合物，經(jīng)過汽水分離器和蒸汽干燥器，將分離出的蒸汽來推動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。根據(jù)國際核電協(xié)會統(tǒng)計，全球正在運行的反應(yīng)堆一共有426個。其中輕壓水堆258座占比約為61%，重壓水堆約為41座占比10%，沸水堆為92座占比約為22%。沸水堆比例相對較??；從建設(shè)期來看，壓水堆在80年代后被選用作實施的數(shù)量遠(yuǎn)超過沸水堆技術(shù)，體現(xiàn)了其更高的安全性能。中國目前建成和在建的所有核電站均使用壓水堆技術(shù)。從技術(shù)上來看，中國發(fā)生此類核泄漏事故的風(fēng)險較小；同時核電技術(shù)正在不斷升級：核電技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了一代到

4、二代再到改善型二代的過程。對安全性的訴求成為了推動核電技術(shù)不斷發(fā)展的重要動力。2.2沸水堆工作原理及主要特點沸水堆系統(tǒng)示意圖沸水堆所用的燃料和燃料組件與壓水堆相同。鈾制成的核燃料在壓水堆“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，電就源源不斷地產(chǎn)生出來，并通過電網(wǎng)送到四面八方。沸水堆與壓水堆不同之處在于冷卻水保持在較低的壓力（約為70個大氣壓）下，水通過堆芯變成約285℃的蒸汽，并直接被引入汽輪機(jī)。所以，沸水堆只有一個回路，省去了

5、容易發(fā)生泄漏的蒸汽發(fā)生器，因而顯得很簡單，但沸水堆是堆內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽直接進(jìn)入汽輪機(jī)，汽輪機(jī)會受到放射性的沾污，其設(shè)計與維修更為復(fù)雜。電廠系統(tǒng)有：①主系統(tǒng)（包括反應(yīng)堆）；②蒸汽-給水系統(tǒng)；③反應(yīng)堆輔助系統(tǒng)，其中包括應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)；④放射性廢物處理系統(tǒng)；⑤檢測和控制系統(tǒng)；⑥廠用電系統(tǒng)。其中蒸汽-給水系統(tǒng)、放射性廢物處理系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)以及反應(yīng)堆輔助系統(tǒng)中的設(shè)備冷卻水系統(tǒng)、余熱排出系統(tǒng)、廠用水系統(tǒng)等都與壓水堆核電廠有關(guān)系統(tǒng)類似。沸水堆的主要特點：?沸水堆的控制棒從堆底引入；?反應(yīng)堆的功率調(diào)節(jié)除用控制棒外，還可用改變再循環(huán)流

6、量來實現(xiàn)；?沸水堆不用化學(xué)補(bǔ)償（反應(yīng)性）。燃耗反應(yīng)性虧損除用控制棒外，還用燃料棒內(nèi)加Gd203可燃毒物進(jìn)行補(bǔ)償；?沸水堆蒸汽直接由堆內(nèi)產(chǎn)生；?堆功率密度低，堆芯大；?壓力容器內(nèi)有噴射泵、汽水分離器和干燥器，體積大。2.2沸水堆與壓水堆的比較2.2.1主設(shè)備沸水堆壓水堆主設(shè)備實現(xiàn)功能主設(shè)備實現(xiàn)功能反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，反?yīng)堆將核能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽ǜ卟崮軅鹘o一回路溫高壓水），并將熱能冷卻劑，使其變?yōu)轱杺鹘o一回路冷卻劑和蒸汽汽輪機(jī)將飽和蒸汽的熱能轉(zhuǎn)蒸汽發(fā)將一回路高溫高壓水中變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)的機(jī)械生器的熱量傳遞給二回路的能水，

7、使其變?yōu)轱柡驼羝l(fā)電機(jī)將汽輪機(jī)傳來的機(jī)械汽輪機(jī)將飽和蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔転楦咚傩D(zhuǎn)的機(jī)械能發(fā)電機(jī)將汽輪機(jī)傳來的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?.2.2設(shè)計和運行特點設(shè)計和運行沸水堆壓水堆結(jié)論特點蒸汽循環(huán)無直接循環(huán)間接循環(huán)沸水堆比壓水堆投資少、故障源少；核反應(yīng)堆產(chǎn)生的蒸汽被直接引入蒸核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能傳給一回路冷但在發(fā)生全廠斷電汽輪機(jī)，推動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。卻劑，一回路高溫高壓水在蒸汽發(fā)的情況不利于實現(xiàn)生器中將二回路的水變?yōu)轱柡驼羝兴押穗娬臼∪ヒ粋€回路，因而堆芯冷卻引入蒸汽輪機(jī)，推動汽輪發(fā)電機(jī)組不再需要昂貴的蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)

8、壓發(fā)電器，減少大量回路設(shè)備也減少了故障源全廠斷電的情況下可以通過蒸汽發(fā)生器的自然循環(huán)冷卻堆芯工作壓力工作壓力底工作壓力高沸水堆比壓水堆投資少，一回路承壓沸水堆堆芯工作壓力在7MPa左右，壓水堆堆芯工作壓力在15MPa左右，設(shè)備設(shè)計要求低約為壓水堆堆芯工作壓力的一半。對一回路承壓設(shè)備要求較高，投資這使系統(tǒng)得到極大地簡化，能顯著較大地降低投資堆芯出