坎杜(CANDU)反應(yīng)堆系統(tǒng)
來源:中國核電信息網(wǎng) 發(fā)布日期:2011-05-19
坎杜反應(yīng)堆(加拿大氘鈾)用天然鈾作燃料。氧化鈾芯塊被密封在高強(qiáng)度鋯合金包殼內(nèi),鋯合金吸收中子較少,這些成束的燃料管用格架組件支承。一座500兆瓦反應(yīng)堆包含4860燃料束,每束為28個(gè)燃料元件,鈾的總重量為116噸。每個(gè)元件長19.5英寸,直徑為2英寸。
為了避免反應(yīng)堆內(nèi)部的重水沸騰,核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量由循環(huán)的加壓重水載出。用鋯鈮壓力管包圍燃料元件,重水在燃料元件的周圍流動(dòng),燃料組件用鋯鈮壓力管包圍。反應(yīng)堆容器是一個(gè)臥式圓柱形水箱,稱為排管容器,排管容器容納的冷重水作為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的慢化劑,處在氦氣覆蓋層之下具有一個(gè)大氣壓。加壓重水流過燃料壓力管周圍的水平通道,熱量的傳輸受壓力管與水平通道之間充氦氣的環(huán)腔的限制,壓力管的兩墻都裝有端塞。
在反應(yīng)堆堆芯的一端裝有一臺(tái)換料機(jī),將乏燃料組件推人另一端的換料機(jī)中,同時(shí)用新燃料代替乏燃料。這種操作可以在不停堆的情況下完成。
鎘吸收棒插入貫穿排管容器的垂直通道,用來控制反應(yīng)堆的功率水平,如果全部插入則使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中止。另一個(gè)安全措施是,可以通過開啟大口徑的閥門將冷的重水排人反應(yīng)堆下面的空水箱內(nèi),慢化劑的排出可以使核反應(yīng)停止。
因此,在這種設(shè)計(jì)中,慢化功能與排熱功能是部分地分開的,慢化功能由熱的和冷的重水提供,排熱功能由加壓重水系統(tǒng)提供。熱交換器將冷的水溫度限制在40℃。
采用加壓重水的傳熱系統(tǒng)與壓水堆中所采用的傳熱系統(tǒng)很相似。和壓水堆一樣,傳熱系統(tǒng)包括水泵、穩(wěn)壓器和蒸汽發(fā)生器。為了產(chǎn)生蒸汽,熱量通過蒸汽發(fā)生器傳給充有輕水的二回路系統(tǒng)。蒸汽通向汽輪一發(fā)電機(jī)組,其能量在此轉(zhuǎn)換成電能。
像壓水堆一樣,整個(gè)一回路系統(tǒng)安裝在一個(gè)混凝土廠房內(nèi),抵擋由冷卻劑系統(tǒng)破裂引起的各種情況。在最新的坎杜核電站中,同一個(gè)廠址的各個(gè)安全殼廠房都通過一大口徑管道與一個(gè)中心真空廠房相連。發(fā)生事故時(shí),隔離閥門自動(dòng)開啟,讓蒸汽排人真空廠房內(nèi),從而降低受影響的安全殼內(nèi)部的壓力。
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