一體化壓水堆

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中國自20世紀80年代初開始研究發(fā)展一體化壓水堆技術，并自行設計了深水池式低溫供熱堆及殼式一體化自然循環(huán)壓水核供熱堆。前者是在池式試驗堆基礎上發(fā)展起來的，具有良好的安全性，且結構簡單，造價較低。該堆水池深約20m，池表面為常壓。由于堆芯出口處位于池面下約16m，故冷卻水溫度可達114℃而不沸騰。過熱水經(jīng)兩級熱交換后，可向熱網(wǎng)提供90℃左右熱水，適用于中、小型(尤其是小型)熱網(wǎng)。后者可以向熱網(wǎng)提供130~150℃的熱水，適用于大、中型熱網(wǎng)。一座5MW模式堆已于1989年建成運行，目前一座200MW核供熱示范堆工程已經(jīng)立項。

中國設計的殼式一體化自然循環(huán)核供熱堆，其熱功率為200MW，工作壓力2.5MPa。反應堆堆芯和主換熱器均布置在壓力殼內(nèi)，系統(tǒng)壓力由壓力殼上部空間中的氮氣和水汽混合物壓力維持。一回路水依靠壓力殼內(nèi)“熱區(qū)”與“冷區(qū)”之間的密度差形成自然循環(huán)，它流經(jīng)堆芯吸收核裂變產(chǎn)生的熱量后，經(jīng)上升流道進入主換熱器，將熱量傳給中間回路水。中間回路水流經(jīng)中間換熱器或蒸汽發(fā)生器向三回路傳熱，產(chǎn)生熱水或低壓蒸汽用于采暖、制冷空調和海水淡化等。中間回路設置不僅增加一道實體屏障，同時它的工作壓力又高于一回路，故可將一回路的放射性水與三回路完全隔離，確保熱用戶的安全。此外，該堆堆芯余熱也是采用自然循環(huán)方式，經(jīng)空氣冷卻器排至大氣?？傊?，由于該堆采用了一體化、自穩(wěn)壓、全功率自然循環(huán)冷卻、控制棒動壓水力驅動、雙層殼結構及非能動安全系統(tǒng)等設計措施，可以確保堆芯不發(fā)生失水事故，確保安全停堆及堆芯余熱安全排出，大大提高其安全性，因此該堆可以建在稠密的居民區(qū)附近。

本部分規(guī)定了壓水堆核電廠一體化堆頂組件用合金鋼棒的制造、檢驗和驗收等要求。 本部分適用于壓水堆核電廠一體化堆頂組件用40CrNi2Mo合金鋼棒。

①沸水堆與壓水堆同屬輕水堆，都有結構緊湊、安全可靠、建造費低、負荷跟隨能力強等優(yōu)點，其發(fā)電成本已可與常規(guī)火電廠競爭。兩者都須使用低濃鈾燃料，并使用飽和汽輪機。

②沸水堆系統(tǒng)比壓水堆簡單，特別是省去了蒸汽發(fā)生器這一壓水堆的薄弱環(huán)節(jié)，減少了一大故障源。沸水堆的再循環(huán)管道比壓水堆的環(huán)路管道細得多，故管道斷裂事故的嚴重性遠不如后者。某些沸水堆還用堆內(nèi)再循環(huán)泵取代堆外再循環(huán)泵和噴射泵，取消了堆外再循環(huán)管道，使事故概率進一步降低。

③沸水堆的失水事故處理比壓水堆簡單，這是因為沸水堆正常工作于沸騰狀態(tài)，事故工況與正常工況有類似之外，而壓水堆則正常工作于過冷狀態(tài)，失水事故時發(fā)生體積沸騰，與正常工況差別較大。其次是沸水堆的應急堆芯冷 卻系統(tǒng)中有兩個分系統(tǒng)都從堆芯上方直接噴淋注水，而壓水堆的應急注水一般都要通過環(huán)路管道才能從堆芯底部注入冷卻水。

④沸水堆的流量功率調節(jié)比壓水堆的有更大的靈活性。

⑤沸水堆直接產(chǎn)生蒸汽，除了直接接觸堆芯的高溫蒸汽的放射性問題外，還有燃料棒破損時的氣體和揮發(fā)性裂變產(chǎn)物都會直接污染汽輪機系統(tǒng)，故燃料棒的質量要求比壓水堆的更高。

⑥沸水堆由于其燃耗深度（約28000MW·d/t）比壓水堆的低，雖然燃料的富集度也低，但相同發(fā)電量的天然鈾需要量比壓水堆的大。

⑦沸水堆壓力容器底部除有為數(shù)眾多的控制棒開孔外，尚有中子探測器開孔，增加了小失水事故的可能性?？刂瓢趄寗訖C構較復雜，可靠性要求高，增加維修困難。

⑧沸水堆控制棒自堆底引入，因此發(fā)生"未能應急停堆預計瞬態(tài)"的可能性比壓水堆的大。

"未能應急停堆預計瞬態(tài)"指發(fā)生某些事故時控制棒應插入堆芯而因機構故障未能插入。

針對BWR在技術上和安全性能上的不足之處，美國GE公司聯(lián)合日本日立和東芝公司在BWR的基礎上開發(fā)設計了比BWR更先進、更安全、更經(jīng)濟、更簡化的先進沸水堆ABWR。ABWR的最終設計已獲得美國核管會（NRC）的批準。世界上首臺ABWR，日本的柏崎刈羽6號機組于1991年開工、1996年正式投入商業(yè)運行。 2100433B