J09-C04-船用核动力特点

军用核能技术及其开展核科学与技术学院〔V2009〕法国梭鱼级核潜艇动力舱段法国凯旋级核潜艇压水堆核动力装置组成核裂变能热能电能机械能压水堆核动力装置的组成压水堆核动力装置一回路二回路推进系统反响堆冷却剂系统专设平安系统一回路辅助系统废物处理系统汽轮机回路蒸汽系统循环水系统船舶电站润滑油系统造水系统核裂变能热能热能机械能6☆主要特点一、二回路都以水为工质堆芯核裂变过程中伴随着放射性裂变产物出现一回路水称为冷却剂，通过高压保持其为单相液态反响堆停闭后，堆芯裂变产物衰变产生热量腐蚀泄漏放射性停堆冷却7余热排出的必要性正常停堆以及事故时，导出堆芯的衰变热和一回路系统显热〔统称为余热〕热功率200MW的反响堆，停堆后假设剩余功率为1%，即堆芯有2MW的热功率。3.3反响堆冷却剂系统冷却堆芯，将热量传递给蒸汽发生器二次侧工质中子慢化，冷却剂兼做慢化剂作为包容运行参数下冷却剂的承压边界反响堆核裂变能——热能包容核燃料，维持核裂变反响要确保堆芯的冷却，防止核燃料元件熔化蒸汽发生器使用冷却剂从堆芯带出的热量加热二回路水，产生蒸汽传热管内流动的是冷却剂，始终处于单相液态传热管外流动的是二回路工质，吸热后发生相变，形成饱和蒸汽采用汽水别离装置将饱和蒸汽中所含的水除去反响堆冷却剂泵〔主泵〕输送的冷却剂是高温、高压、有放射性的单相水主泵要采取屏蔽与冷却措施采用屏蔽套将电机转子、泵叶轮进行屏蔽，消除泄漏采用设备冷却水对电机定子进行冷却稳压器根据热胀冷缩原理，温度变化导致水体积变化通过喷淋冷凝蒸汽，降低压力通过加热产生蒸汽，提高压力13反响堆冷却剂系统的三种布置方式一体化布置紧凑式布置分散式布置RCS分散式布置——日本“陆奥”号各主要设备在堆舱内呈分散布置状态，依靠较长的主管道相连占用空间多，自然循环能力较低，易发生管道断裂事故维修方便紧凑式布置——“北极”号各主要设备在堆舱内呈紧凑布置状态，依靠较短的主管道相连占用空间少，自然循环能力较强，可减少管道断裂事故维修不够方便可利用“阴影屏蔽”，有利于放射性屏蔽一体化布置——日本MRX蒸汽发生器和堆芯均布置在压力容器内稳压器、主泵一般布置在压力容器上各主要设备不需要管道相连接占用空间小，自然循环能力较强维修困难17一回路辅助系统压力平安系统净化系统水质监测取样系统化学物添加系统设备冷却水系统3.4一回路辅助系统补给水系统压力平安系统净化系统和化学物添加系统设备冷却水系统21专设平安系统的功能专设平安系统平安注入系统平安喷淋系统余热排出系统反响堆停堆后有衰变热，运行过程中堆芯产生放射性物质设置专设平安系统的目的1.保证反响堆充分冷却，确保堆芯平安；2.防止放射性物质外泄。余热排出系统平安注入系统和平安壳喷淋系统24废物处理系统废物处理系统废气处理系统固体废物处理系统废液处理系统废物处理原那么：1.自然衰变2.稀释到允许标准后排放3.船用浓缩贮存，陆上处理放射性三废的处理按放射性废物的形态、放射性水平上下分类处理气态、液态低放废物：处理后排放液态高放废物：蒸发浓缩后进行固化263.5二回路系统4-5-1：定压吸热过程1-2：绝热膨胀过程〔1-2a：实际膨胀过程〕2-3：等温〔定压〕放热过程3-4：压缩过程27二回路系统的组成二回路系统主汽轮机组蒸汽系统循环水系统润滑油系统造水系统凝给水系统压水堆核动力装置组成主汽轮机组30蒸汽系统的组成及功能蒸汽系统主蒸汽系统辅蒸汽系统乏汽系统蒸汽排放系统输送新蒸汽至主汽轮