第八章-低温核供热堆PPT课件.ppt

1 第八章 低温核供热堆 2 核能供热是利用核反应堆生产的能量直接供热 它可以用这种能量单纯供热 也可以用综合利用 如热电联供 核能供热是核能应用的一个重要方面 目前约有70 一次能源用于供热 而核能供热的优点是环境污染小 燃料运输量小 因此核能供热的市场前景十分广阔的 应用核能供热方式有两种 第一种是在发电的同时采用抽气供热 这与常规热电厂相似 这种方式从有效利用燃料角度来分析 经济性较好 但是核供热电站一般蒸汽参数较低 相应的汽轮发电机效率低 设备大 相应的热效率低于烧有机燃料的供热电站 第二种为建造单纯核供热站 即建造只产生低压蒸汽和热水而不发电 则反应堆不必采用高温高压 只有1 5 2 0兆帕 甚至更低压力 这样反应堆等一回路系统设备管道的制造安装容易成本低 另外 核供热站低温低压 安全可靠 可以建造在热用户附近 降低热管网投资 直接向市区供热 3 世界已有的主要低温供热堆型 1 壳式一体化自然循环压水堆 如前苏联设计的AST 500 其热功率为500MW 工作压力为2 0兆帕 2 池式核供热堆 如加拿大建成的SLOWPOKE堆热功率2000千瓦 反应堆为池式常压 自然循环 冷却水出口温度为80 在热交换器处被冷却剂50 后通用反应堆 热利用率可达50 3 瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站 4 德国西门子公司发展一种微沸腾式供热堆KWU 200以及压水式供热堆HERE 300 5 瑞士 发展了三种类型的供热反应堆 气冷式 壳式 深水池式 6 法国开发了THERMOS型反应堆 4 一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖 每年节省标准煤30万吨 减少1亿多万吨公里的运输量 同时减少排放烟尘 我国自行设计建造的第一座低温核供热模式堆采用深水池式低温供热堆 热功率为5MW 池表面为常压 冷却水温度可达114 向热网提供90 左右热水 该核供热站已于1989年建成运行 目前我国已设计壳式一体化自然循环核供热堆 其热功率为200MW 工作压力为2 5兆帕 反应堆堆芯和主热交换器均布置在压力壳内 系统压力由压力壳内上部空间中氮气和水汽混合物压力维持 由于该堆采用了一体化 自稳压 全功率自然循环冷却 控制棒动压水力驱动 双层结构及非能动安全系统等措施 具有优异的固有安全特性 因此该堆可以建造钢密的居民区附近 5 5MW低温核供热堆特点 自1986年 功率为5MW的模拟试验壳式供热堆升始动工兴建 至1989年建成并投入远行 向周围的建筑物供暖 成为世界上第一座投入运行的壳式堆核供热站 总使用面积1500平方米 6 5兆瓦低温核供热堆具有一体化布置 自稳压 全功率自然循环冷却 非能动余热排出 采用新型水力驱动控制棒设置中间回路等先进的技术特点 在该堆上先后开展了供热堆运行特性研究 热电联供实验研究 核能低温制冷实验研究 核能海水淡化实验研究等 7 一体化布置和分置式布置 8 5兆瓦低温核供热堆是一体化自然循环壳式轻水核反应堆 其热功率为5000千瓦 堆芯高度为0 69米 堆芯当量直径0 57米 堆芯功率密度24千瓦 升 共装有16盒燃料组件 燃料棒直径10毫米 总数1292根 燃料加浓度为3 二氧化铀总装载量507 8千克 包壳材料为锆 4合金 反应堆装有13根b4控制棒 低温供热堆共有3个热工回路 主回路压力1 47兆帕 温度186 146 6 中间回路压力1 67兆帕 温度142 102 热网压力0 49兆帕 温度90 60 该反应堆设有21个主系统和35个子系统 共含工艺设备319台 电器设备132台以及各种阀门 仪表达千余件 9 低温核供热堆系统设备 1冷却剂堆内流程23回路系统3燃料组件设计特点4压力容器 安全壳5主换热器设备 10 低温核供热堆安全特性 1负温度反馈系