A. 核電廠的核電原理
核電站是怎樣發電的呢?簡而言之,它是以核反應堆來代替火電站的鍋爐,以核燃料在核反應堆中發生特殊形式的「燃燒」產生熱量,來加熱水使之變成蒸汽。蒸汽通過管路進入汽輪機,推動汽輪發電機發電。一般說來,核電站的汽輪發電機及電器設備與普通火電站大同小異,其奧妙主要在於核反應堆。
核電站除了關鍵設備——核反應堆外,還有許多與之配合的重要設備。以壓水堆核電站為例,它們是主泵,穩壓器,蒸汽發生器,安全殼,汽輪發電機和危急冷卻系統等。它們在核電站中有各自的特殊功能。 為了應付核電站一迴路主管道破裂的極端失水事故的發生,近代核電站都設有危急冷卻系統。它是由注射系統和安全殼噴淋系統組成。一旦接到極端失水事故的信號後,安全注射系統向反應堆內注射高壓含硼水,噴淋系統向安全殼噴水和化學葯劑。便可緩解事故後果,限制事故蔓延。
註:
核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。只有一些質量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變……,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1克鈾-235完全發生核裂變後放出的能量相當於燃燒2.5噸煤所產生的能量。
B. 二十世紀,中國秦山核電站反應堆主管道的焊接情況是什麼樣的
1986年,中國秦山核電站進入了施工的關鍵性時刻一焊接貫通壓力殼、蒸汽器、主泵反應堆的主管內道。主管道直容徑86厘米,壁厚7厘米,一個焊口就要用1100多根總重量15千克的焊條,而管兩端的焊接誤差不得超過0.5毫米。中國工程技術人員和上海核工院聯合攻關,花了一年半的時間,獲得了15000多個數據,摸索出最佳焊接技術。到1989年10月25日,16個主迴路管道全部焊完,一次性合格率為99.23%。經國際原子能機構運行前評審團全面檢查,焊接質量全部優秀。
C. 核能發電一共有幾種,材料分別是什麼
核電站的種類有許多,通常用反應堆中用來降低中子運動速度的慢化劑對反應堆的類型進行命名。用輕水(H2O)做慢化劑的反應堆叫輕水堆;用重水(D2O, Deuterium oxide)做慢化劑的叫重水堆;用石墨慢化劑的叫石墨堆。此外,輕水堆又可以按照反應堆內水的狀態分為沸水堆和壓水堆,沸水堆中水的狀態是沸騰形式,而壓水堆則是對水加以高壓而使高溫水保持液態。同時除了以上幾種,還有不對中子進行慢化的核反應堆叫做快中子增殖堆,簡稱快堆。這些不同種類的核電站除了中子的速度不一樣以外,對核燃料的利用效率也不同和核燃料的要求也不同。
核電站類型
壓水堆核電站
水堆為熱源的核電站。它主要由核島和常規島組成。壓水堆核電站核島中的四大部件是蒸汽發生器、穩壓器、主泵和堆芯。在核島中的系統設備主要有壓水堆本體,一迴路系統,以及為支持一迴路系統正常運行和保證反應堆安全而設置的輔助系統。常規島主要包括汽輪機組及二回等系統,其形式與常規火電廠類似。
沸水堆核電站
以沸水堆為熱源的核電站。沸水堆是以沸騰輕水為慢化劑和冷卻劑並在反應堆壓力容器內直接產生飽和蒸汽的動力堆。沸水堆與壓水堆同屬輕水堆,都具有結構緊湊、安全可靠、建造費用低和負荷跟隨能力強等優點。它們都需使用低富集鈾作燃料。沸水堆核電站系統有:主系統(包括反應堆);蒸汽-給水系統;反應堆輔助系統等。但發電廠房要做防核處理。
重水堆核電站
以重水堆為熱源的核電站。重水堆是以重水作慢化劑的反應堆,可以直接利用天然鈾作為核燃料。重水堆可用輕水或重水作冷卻劑,重水堆分壓力容器式和壓力管式兩類。重水堆核電站是發展較早的核電站,有各種類別,但已實現工業規模推廣的只有加拿大發展起來的坎杜型壓力管式重水堆核電站。
快中子增殖反應堆
由快中子引起鏈式裂變反應所釋放出來的熱能轉換為電能的核電站。快堆在運行中既消耗裂變材料,又生產新裂變材料,而且所產可多於所耗,能實現核裂變材料的增殖。
世界上已商業運行的核電站堆型,如壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨氣冷堆等都是非增殖堆型,主要利用核裂變燃料,即使再利用轉換出來的鈈-239等易裂變材料,它對鈾資源的利用率也只有1%—2%,但在快堆中,鈾-238原則上都能轉換成鈈-239而得以使用,但考慮到各種損耗,快堆可將鈾資源的利用率提高到60%—70%。但快堆開發仍很落後,日本的文殊快堆,以及其他研發中的快堆,都還未正常運行。核電站類型
D. 蒸汽發生器的基本結構
蒸汽發生器的基本結構包括有本體、加熱系統、控制箱、水泵、壓力控制、水位控制、排污閥等。
1、本體是蒸汽發生器的受壓元件。
2、電蒸汽發生器的加熱裝置是加熱棒,燃氣燃油蒸汽發生器的加熱裝置是燃燒機,生物質顆粒蒸汽發生器的則是點火棒。
3、控制箱是蒸汽發生器的心臟,自動進水、自動加熱、自動保護、低水位提示、超壓保護、漏電保護等都是它的功能。
蒸汽發生器的基本結構
綜上所述便是蒸汽發生器的基本結構組成,各系統結構之間相互影響,共同作用,各司其職,缺一不可。參考內容網頁鏈接
E. 壓水堆蒸汽發生器傳熱管為什麼會破損
傳熱管在SG工作的時候,是要產生震動的,當2個換熱管互相接觸的時候就會產生磨損。
另外當殼側流體橫向流過換熱管時也會產生漩渦脫落,產生震動。
再加上某些換熱管製造質量不足,一些換熱管使用時間長以後自然會破損。
SG的換熱管在設計上留有餘量,允許有一部分換熱管損壞,只要把管板2端堵上即可,即所謂的堵管。蒸發器製造時,堵管用的那個管塞也是一起製造出來給業主的。
F. 1.27MPa的蒸汽鍋爐,鍋筒安全閥管接頭要採用什麼樣的焊接 1.全焊透 2.雙面坡口焊接(不
是這樣要求的:
3.7 主要受壓組件的連接
3.7.1基本要求
(1)鍋爐主要受壓組件的主焊縫(包括鍋筒(鍋殼)、集箱、爐膽、回燃室以及電站鍋爐啟動(汽水)分離器、集中下降管、汽水管道的縱向和環向焊縫、封頭、管板、爐膽與下腳圈等的拼接焊縫)應當採用全焊透的對接接頭。
(2)鍋殼鍋爐的拉撐件不應當採用拼接。
3.7.2 T形接頭的連接
對於額定工作壓力不大於2.5Mpa 的卧式內燃鍋爐以及貫流式鍋爐,工作環境煙溫≤6000C的受壓組件連接,在滿足以下條件下可以採用T形接頭的對接連接,但不能採用搭接連接:
(1)焊縫採用全焊透的接頭型式,並且坡口經過機械加工;
(2)卧式內燃鍋爐鍋殼、爐膽的管板與筒體的連接應當採用插入式結構;
(3)T形接頭連接部位的焊縫厚度不小於管板(管蓋)的壁厚,並且其焊縫背部能夠封焊的部位均應當封焊,不能封焊的部位應當採用氬弧焊打底,並且保證焊透;
(4)T形接頭連接部位的焊縫按照NB/T47013(JB/T4730)《承壓設備無損檢測》的有關要求進行超聲檢測。
3.7.3 管接頭與鍋筒(鍋殼)、集箱、管道的連接
管接頭與鍋筒(鍋殼)、集箱、管道的連接,在以下情況下應當採用全焊透的接頭型式:
(1)強度計算中,開孔需要以管接頭進行強度補強時;
(2)A級高壓及以上鍋爐管接頭外經大於76mm時;
(3)A級鍋爐集中下降管管接頭;
(4)下降管或者其管接頭與集箱連接時(外經≤108mm,並且採用插入式結構的下降管除外)。
3.7.4 小管經管接頭
A級鍋爐外經<32 mm的排氣、疏水、排污和取樣管等管接頭與鍋筒(鍋殼)、集箱、管道的連接時應當採用厚壁管接頭。
詳見
鍋爐安全技術監察規程TSG G0001-2012
G. 核電蒸汽發生器
1、臨時附件焊接(用於管板製造期間的轉運、翻身的起吊)
2、一次側堆焊耐腐蝕層(在低合金鋼材料表面堆焊不銹鋼)
3、熱處理(堆焊後的消應力熱處理)
4、堆焊層的機加工和無損探傷
5、深孔鑽(機加管孔)
6、檢查和清理
H. 4.0蒸汽管道需不需氬弧焊接
從規程看並沒有要求必須氬弧焊接,但要求採用全焊透的接頭型式,為保證質量一般都採用氬弧焊打底焊接,焊接方法應按設計要求選擇,若設計無要求,一般對接焊縫宜選用氬電聯焊。
依據:《鍋爐安全技術監察規程》TSG G0001-2012
3.7 主要受壓組件的連接
3.7.1 基本要求
(1)鍋爐主要受壓組件的主焊縫(包括鍋筒(鍋殼)、集箱、爐膽、回燃室以及電站鍋爐啟動(汽水)分離器、集中下降管、汽水管道的縱向和環向焊縫、封頭、管板、爐膽與下腳圈等的拼接焊縫)應當採用全焊透的對接接頭。
…………
3.7.3 管接頭與鍋筒(鍋殼)、集箱、管道的連接
管接頭與鍋筒(鍋殼)、集箱、管道的連接,在以下情況下應當採用全焊透的接頭型式:
(1)強度計算中,開孔需要以管接頭進行強度補強時;
(2)A級高壓及以上鍋爐管接頭外經大於76mm時;
(3)A級鍋爐集中下降管管接頭;
(4)下降管或者其管接頭與集箱連接時(外經≤108mm,並且採用插入式結構的下降管除外)。
……………………
4.3.3 焊接作業
4.3.3.1 基本要求
……………………
4.3.3.2 氬弧焊打底
以下部位應當採用氬弧焊打底:
(1)立式鍋殼鍋爐下腳圈與鍋殼的連接焊縫;
(2)有機熱載體鍋爐管子、管道的對接焊縫:
(3)油田注汽(水)鍋爐管子的對接焊縫。
A級高壓及以上鍋爐,鍋筒和集箱、管道上管接頭的組合焊縫,受熱面管子的對接焊縫、管子和管件的對接焊縫,結構允許時應當採用氬弧焊打底。
I. 熱中子反應堆的輕水堆(1)壓水堆電站
自從核電站問世以來,在工業上成熟的發電堆主要有以下三種:輕水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它們相應地被用到三種不同的核電站中,形成了現代核發電的主體。目前,熱中子堆中的大多數是用輕水慢化和冷卻的所謂輕水堆。輕水堆又分為壓水堆和沸水堆。壓水堆核電站壓水堆核電站的一迴路系統與二迴路系統完全隔開,它是一個密閉的循環系統。該核電站的原理流程為:主泵將高壓冷卻劑送入反應堆,一般冷卻劑保持在120~160個大氣壓。在高壓情況下,冷卻劑的溫度即使300℃多也不會汽化。冷卻劑把核燃料放出的熱能帶出反應堆,並進入蒸汽發生器,通過數以千計的傳熱管,把熱量傳給管外的二迴路水,使水沸騰產生蒸汽;冷卻劑流經蒸汽發生器後,再由主泵送入反應堆,這樣來回循環,不斷地把反應堆中的熱量帶出並轉換產生蒸汽。從蒸汽發生器出來的高溫高壓蒸汽,推動汽輪發電機組發電。做過功的廢汽在冷凝器中凝結成水,再由凝結給水泵送入加熱器,重新加熱後送回蒸汽發生器。這就是二迴路循環系統。壓水堆由壓力容器和堆芯兩部分組成。壓力容器是一個密封的、又厚又重的、高達數十米的圓筒形大鋼殼,所用的鋼材耐高溫高壓、耐腐蝕,用來推動汽輪機轉動的高溫高壓蒸汽就在這里產生的。在容器的頂部設置有控制棒驅動機構,用以驅動控制棒在堆芯內上下移動。堆芯是反應堆的心臟,裝在壓力容器中間。它是燃料組件構成的。正如鍋爐燒的煤塊一樣,燃料芯塊是核電站「原子鍋爐」燃燒的基本單元。這種芯塊是由二氧化鈾燒結而成的,含有2~4%的鈾-235,呈小圓柱形,直徑為9.3毫米。把這種芯塊裝在兩端密封的鋯合金包殼管中,成為一根長約4米、直徑約10毫米的燃料元件棒。把 200多根燃料棒按正方形排列,用定位格架固定,組成燃料組件。每個堆芯一般由121個到193個組件組成。這樣,一座壓水堆所需燃料棒幾萬根,二氧化鈾芯塊1千多萬塊堆芯。此外,這種反應堆的堆芯還有控制棒和含硼的冷卻水(冷卻劑)。控制棒用銀銦鎘材料製成,外面套有不銹鋼包殼,可以吸收反應堆中的中子,它的粗細與燃料棒差不多。把多根控制棒組成棒束型,用來控制反應堆核反應的快慢。如果反應堆發生故障,立即把足夠多的控制棒插入堆芯,在很短時間內反應堆就會停止工作,這就保證了反應堆運行的安全。
J. .蒸汽發生器在核電廠中的作用和意義如何
蒸汽發生器(代號SG)作用: 核電廠中壓力容器內堆芯(就是核燃料)發生核反應,加熱一迴路的水,一迴路的水通過SG加熱二迴路的水,使二迴路的水變為蒸汽,推動汽輪機轉動,從而發電。
所以,總結起來SG的作用就是:熱量交換,即用一迴路液態水的熱能使二迴路水被加熱(從容變為蒸汽)。
SG意義:熱量交換,能量傳遞;防止一迴路放射性擴散到二迴路,屬於核電廠核輻射3道縱深防禦的第二道屏障。