輕水反應堆

輕水反應堆

核反應堆
輕水反應堆,(LightWaterReactor),是指使用普通水作為冷卻劑及慢化劑的核反應堆,是目前(截至2011年)世界上核反應堆的主要堆型。現有大部份的商業運轉核能反應爐均為此型式,用鈾制成的核燃料在反應堆内進行裂變并釋放出大量熱能,高壓下的循環冷卻水把熱能帶出,在蒸汽發生器内生成蒸汽,高溫高壓的蒸汽推動汽輪機,進而推動發電機旋轉。
    中文名:輕水反應堆 外文名:Light Water Reactor 别名:

簡介

輕水反應堆,是以水和汽水混合物作為冷卻劑和慢化劑的反應堆。

核電站有多種分類方法,核電站的反應堆分為輕水反應堆和重水反應堆。

1992年運行的413座核電站中,輕水堆核電站約占64.15%,裝機容量約占80%,加上正在建設和已經訂貨的輕水堆核電站将占80%,裝機容量将占90%。

工作原理

輕水反應堆,用輕水作為慢化劑和冷卻劑的核反應堆,包括沸騰水堆和加壓水堆。輕水即一般的水,廣泛地被用于反應堆的慢化劑和冷卻劑。與重水相比,輕水有廉價的長處,此外其減速效率也很高。

技術分類

輕水反應堆分為兩類:壓水反應堆(PWR)與沸水反應堆(BWR)。

壓水反應

一回路冷卻水在高壓(15×106~16×106Pa)下通過反應堆容器循環運行,一回路溫度達320℃左右,仍保持液體而不沸騰的反應堆。壓水堆以低濃二氧化鈾作燃料,淨化的核純輕水作冷卻劑和慢化劑。一回路的冷卻劑将堆芯發出的熱量通過蒸汽發生器把熱量傳遞給二回路水,并産生蒸汽推動汽輪發電機發電。壓水堆的燃料濃縮度為3%,以锆合金作包殼,每200多根燃料元件組裝成方型截面燃料組件,安裝在堆芯中。

沸水反應

輕水核反應堆中的一種,它以輕水(經淨化的普通水)作冷卻劑和慢化劑,允許一回路水在堆内發生一定程度的沸騰。沸水堆本體由反應堆壓力容器、堆芯、堆内構件、汽水分離器、蒸汽幹燥器、控制棒組件及噴泵等部分組成。堆芯處在壓力容器中心,由若幹單元組成,每單元有四盒燃料組件和一根十字形控制棒。每盒燃料組件上部靠上棚闆定位,下部安放在下栅闆上,并坐在控制棒導向管頂部和燃料支撐杯中。

燃料組件由燃料元件、定位格架及元件盒組成。燃料元件以8×8排列,采用二氧化鈾燃料芯塊,以锆-2合金做包殼,内部充氦氣,端部加端塞焊接密封。堆内構件包括上栅闆、下栅塊、控制棒導向管及圍闆等部件。汽水分離器用來将蒸汽和水分離開來,蒸汽通過蒸汽幹燥器除濕,以達到汽輪發電機的工況要求。

主要優點

輕水反應堆是和平利用核能的一種方式,其減速效率也很高沸騰水堆的特點是将水蒸汽不經過熱交換器直接送到氣輪機,從而防止了熱效率的低下,加壓水堆則用高壓抑制沸騰,對輕水一般加100至160個大氣壓,從而熱交換器把一次冷卻系(取出堆芯産生的熱)和二次冷卻系(發生送往蝸輪機的蒸汽)完全隔離開來。

用重水即氧化氘(D2O)作為慢化劑的核反應堆被稱為重水反應堆,或簡稱為重水堆現在的反應堆幾乎都利用熱中子,因此慢化劑是反應堆不可缺少的組成部分慢化劑與中子碰撞使中子亦即減少中子的數量的話,便失去了意義,所以重水是非常優異的慢化劑,它與石墨并列是最常用的慢化劑。

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