核電站實習報告

2021-08-25 12:26:56 字數 4495 閱讀 2361

目錄1. 實習目的 2

2.實習內容 2

2.1 概述 2

2.2反應堆結構 7

2.3 堆芯組成 14

2.4 蒸汽發生器結構 16

2.5 汽輪機結構 17

2.6 除氧器 19

2.7田灣全數位化儀控系統 21

3. 實習總結 22

(1)訓練從核電站業設計、施工、監理及系統執行管理等工作所必須的各種基本技能和實踐動手能力;

(2)了解核電站整體的運**況,以及各個裝置的工作原理與工作過程。

(3)培養理論聯絡實際、從實際出發分析問題、研究問題和解決問題的能力;

(4)培養學生熱愛勞動、不怕苦、不怕累的工作作風。

核動力裝置的組成及工作原理

核力裝置是乙個由各種儀器、系統、裝置和機構組成的綜合體,用於將核燃料裂變時放出的核能變換成電能、機械能和熱能。核動力裝置由兩部分組成:一是反應堆裝置,其作用是使核燃料中的易裂變核素產生裂變,釋放熱量,並把熱量傳遞給工質(冷卻劑);二是汽輪發電機組(包括汽輪機和發電機),其作用是將工質(蒸汽)熱能轉為機械能和電能,在大多數核動力裝置中,作為工質的冷卻劑和蒸汽的迴路是分開的。

其中,冷卻劑迴路稱為一回路.水蒸氣迴路稱為二迴路。一回路是帶放射性的,二迴路則是安全的。

田灣核電站一期工程建設的兩台單機容量為100萬千瓦級的俄羅斯ase-91/99型壓水堆核電機組即為雙迴路設計。其中,一回路由1個反應堆、1臺穩壓器和4個環路組成,如圖1-1-1所示。

每個環路又包括1臺蒸汽發生器、1台主幫浦和主管道。冷卻劑在主幫浦的作用下.按照從反應堆一蒸汽發生器一主幫浦一反應堆的流程在一回路中迴圈流動。一回路內的壓力由穩壓器穩定在15.

7 mpa,在冷卻劑通過反應堆堆芯時,吸收核裂變釋放出的熱量,溫度從t=290℃加熱到t=322℃,因此冷卻劑在正常情況下處於欠飽和狀態。被加熱的

冷卻劑然後沿主管道進入蒸汽發生器,並在蒸汽發生器的傳熱管內流動,將熱量傳遞給傳熱管外側的二迴路工質(給水),使給水沸騰,從而轉變為飽和蒸汽,蒸汽的壓力為6. 28mpa,溫度為278℃。同時'一回路冷卻劑被二迴路工質(給水)冷卻,溫度從320℃下降到290℃,然後沿主管道重新進入堆芯。

在蒸汽發生器內產生的飽和蒸汽沿蒸汽管線進入汽輪機。蒸汽在流過汽輪機膨脹做功,使其熱能轉換成汽輪機轉子旋轉的機械能。由於汽輪機轉子與發電機轉子通過聯軸器連線在一起,因此汽輪機在轉動的同時帶動發電機轉子旋轉,繼而在發電機定子上產生感應電流,這樣就將機械能轉換成電能,如圖1-1-2所示。

由於隨著蒸汽在汽輪機內的膨脹,蒸汽的濕度增加,而這有可能導致汽輪機零件的汽蝕磨損。所以,汽輪機分為高壓缸和低壓缸,並且在高壓缸和低壓缸之間設定汽水分離再熱裝置,對蒸汽進行乾燥和加熱。乾燥後的微過熱蒸汽進入低壓缸做功,並最終排入凝汽器。

在凝汽器中布置有傳熱管,傳熱管內迴圈流動著海水,用於冷卻汽輪機排出的乏蒸汽,使乏蒸汽轉變為凝結水,同時保持凝汽器內為恆定的真空。海水的水溫通常在13~33℃,海水的迴圈依靠迴圈幫浦實現。

凝汽器中蓄積的蒸汽凝結水稱為主凝結水,由凝結水幫浦抽出,經過低壓加熱器加入除氧器。低壓加熱器是利用從汽缸中抽出的蒸汽加熱凝結水,有利於提高熱迴圈效率,同時也可將汽輪機內的水分帶出,有利於汽輪機的安全執行。在田灣核電站共設有四級低壓加熱器,其中一號低加為並列布置的4個表面式加熱器,二號低加是乙個混合式加熱器,三號低加是乙個表面式加熱器,四號低加也是乙個表面式加熱器。

在除氣器中,利用汽輪機高壓缸的抽汽將凝結水加熱至飽和溫度,使溶在水中的氧和二氧化碳等氣體被釋放出來並排出二迴路,避免金屬裝置腐蝕,可見除氧器。經過除氧後的凝結水稱為主給水。

主給水由主給水幫浦抽出,經過高壓加熱器加熱後進入蒸汽發生器,高壓加熱器同樣是利用從高壓缸中抽出的蒸汽加熱給水,有利於提高熱迴圈效率。在田灣核電站,高壓加熱器均為表面式加熱器,共設有兩級並且分ab兩個並列執行系列。例如,a系列依次布置有乙個五號高加和乙個六號高加,b系列與a系列完全相同。

從以上對二迴路熱力系統的描述可知:二迴路做功的工質從初始的飽和蒸汽,經過幾個不同的熱力過程後,仍然回到初始狀態,這個周而復始的熱力迴圈即是朗肯迴圈。

如圖1-1-3所示,朗肯迴圈由以下幾個熱力過程組成:

8→1→2,表示二路的給水在蒸汽發生器中吸收一回路冷卻劑釋放的熱量後轉變為飽和蒸汽的過程,是乙個定壓吸熱過程。

2→3:表示飽和蒸汽在高壓缸中膨脹做功,將蒸汽的內能部分地轉化為轉子旋轉的機械能,是乙個絕熱膨脹過程。

3→4:表示高壓缸的排汽在汽水分離再熱器中的汽水分離過程,使蒸汽的濕度減小。

4→5:表示高壓缸的排汽在汽水分離再熱器中的再熱過程,使蒸汽的內能增加。

5→6:表示飽和蒸汽在低壓缸中膨脹做功,將蒸汽的內能部分地轉化為轉子旋轉的機械能,是乙個絕熱膨脹過程。

6→7:表示汽輪機排汽在凝汽器中被冷凝成凝結水的過程,是乙個定壓放熱過程。

7—8:表示水在幫浦中的加壓過程,是乙個絕熱壓縮過程。

核電廠的熱迴圈效率,通常用表示,它是指工質完成一迴圈所做的靜功與工質在迴圈中從高溫熱源吸收的熱量的比值,它表示輸入的熱量轉變為功的份額。

從朗肯迴圈可知,工質在迴圈中從高溫熱源吸收的熱量q1,是點1→2→3→4→5→6→90→10→7→8所所圍成的面積,工質在迴圈中向低溫冷源釋放的熱量q2,是點6→9→10→7所圍成的面積;工質完成乙個迴圈所做的淨功即是吸收的熱量與釋放的熱量之差,因此,核電廠的熱迴圈效率可以用下式表示:

由於q1與蒸汽的初始引數(溫度、壓力)有關,q2與蒸汽的終引數有關,因此初始引數越高,則熱迴圈效率越高;終引數下降,初始引數不變,則熱迴圈效率越高。

由於核電廠蒸汽的初始引數低於火電廠蒸汽引數,因此核電廠的熱迴圈效率較低。為了提高熱迴圈效率,核電廠普遍採用了給水回熱迴圈。

採用給水回熱迴圈的意義在於:從汽輪機中抽出一部分蒸汽,加熱給水,提高了蒸汽發生器的給水溫度,減少了給水在蒸汽發生器中的吸熱q1。同時,可使抽汽不在凝氣器中令凝放熱,減少冷源損失2。

,因此在蒸汽初、終引數相同的條件下,採用給水回熱迴圈的熱效率比朗肯迴圈高。

田灣核電站執行工況

田灣核電站按照現行俄羅斯標準和iaea標準設計有以下4種執行工況:

(1)正常執行工況

正常執行工況是指電站所有系統和裝置的狀態符合所設計的正常執行限值和條件。正常執行工況包括有功率執行、最小可監測功率水平、熱態、冷態、維修冷停堆、換料冷停堆,加熱和冷卻8個狀態。

(2)預期執行事件

預期執行事件是指所有能夠預期的機組正常執行的偏離,在執行期間發生一次或幾次但是由於設計中規定了相應的措施,不會對安全重要部件造成大的破壞,不會導致事故狀態。預期執行事件諸如:多台或者單台主幫浦停運、汽輪機主汽門關閉或者外部負荷喪失、蒸汽發生器安全閥、大氣釋放閥或者旁排閥意外開啟等。

(3)設計基準事故

設計基準事故是指由設計中的初始事件引發的事故,設計有符合單一故障準則的安全系統以限制事故的後果。設計基準事故諸如:穩壓器安全閥意外開啟並且停留在開位置、一回路小破口、一回路大破口、蒸汽發生器給水管破裂等。

(4)超設計基準事故

超設計基準事故是指由設計基準事故所沒有預想到的初始事件弓發的事故,或者是設計基準事故疊加安全系統故障。超設計基準事故可能會導致嚴重的後果,甚至是堆芯熔化。超設計基準事故諸如:

8小時和24小時全部交流電源故障、給水完全喪失、大/小破口跌加堆芯應急冷卻系統能動部分故障、不停堆的預期瞬態、在反應堆頂蓋移開和反應堆密封的情況下應急和計畫冷卻系統的排熱長時間(超過24小時)喪失。

田灣核電站執行模式

田灣核電站有以下3種執行模式'即「n」模式、「t」模式和「c」模式。

(1)「n」模式(機跟堆執行模式):是指反應堆功率控制系統控制反應堆功率,使反應堆功率保持在設定範圍內;汽輪機自動控制系統調節汽輪機調門開度,使機組負荷跟隨反應堆功率的變化而變化,從而保證主蒸汽集管壓力恆定。

(2)「t」模式(堆跟機執行模式):是指汽輪機自動控制系統控制機組負荷,使機組負荷保持在設定範圍內,而反應堆功率控制系統調節控制棒的棒位,使反應堆的功率跟隨機組負荷的變化而變化,從而保證主蒸汽集管壓力恆定。「t」模式是電站的主要執行模式。

(3)「c」模式(功率分布控制執行模式):控制棒由mcds的功率分布控制器控制,目的是進行反應堆功率分布控制。反應堆功率控制器監測主蒸汽集管壓力,當主蒸汽集管壓力大於限值時,自動強制轉換到「t」模式。

田灣核電站的主要執行引數

反應堆的作用和組成

熱中子核反應堆的主要作用是:

(1)將核燃料所有形式的裂變能部分地轉交成熱能,並將熱能傳遞給一回路冷卻劑;

(2)在反應堆堆芯內建立可控的鏈式核裂變反應;

(3)在o~3000 mw功率水平範圍內能保持堆芯可控鏈式核裂變反應。

反應堆的組成部分如圖1-2-1所示,包括有:反應堆壓力容器,堆芯吊籃,堆芯圍板,保護管元件、堆芯(燃料元件、控制棒元件、可燃毒物棒元件)、上部元件、堆內監測儀表、保護鋼結構、上部元件熱遮蔽、支承環、止推環、支承衍架、止推衍架、控制棒驅動機構,隔離波紋節、主密封件、接管區熱遮蔽和生物遮蔽、幹保護、堆內及堆外核測和堆芯捕集器。

反應堆壓力容器

反應堆壓力容器作為一回路的壓力邊界,是防止堆芯內放射性裂變產物逸出的第三道屏障。壓力容器用於容納堆內構件,堆芯部件及其它相關部件。

反應堆壓力容器是由容器法蘭,接管區段上殼段,接管區段下殼段,支撐殼段,上部圓筒殼段,下部圓筒殼段和橢圓底封頭7部分焊接而成,共有6環焊縫,如圖1-2-2所示。

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