Page 39 - 核电厂电气技术与设备管理

▼ 第二章 核电厂

烧的煤块一样，燃料芯块是核电厂“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由
二氧化铀烧结而成的，含有2%~4%的铀-235，呈小圆柱形，直径为9.3mm。把这
种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中，成为一根长约4m、直径约10mm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，组成燃料组件。每
个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样，一座压水堆所需燃料棒几万根，二
氧化铀芯块1000多万块堆芯。此外，这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却
水（冷却剂）。控制棒用银铟铝材料制成，外面套有不锈钢包壳，可以吸收反应

堆中的中子，它的粗细与燃料棒差不多。把多根控制棒组成棒束型，用来控制反
应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障，立即把足够多的控制棒插入堆芯，在
很短时间内反应堆就会停止工作，这就保证了反应堆运行的安全。
（四）安全屏障

压水堆是比较广泛采用的核反应堆。其特征是水在堆芯内不沸腾，因此水
必须保持在高压状态。燃料用的是二氧化铀陶瓷块，这样的铀芯块本身就起防
止放射性物质外溢的作用，即构成了第一道安全屏障。把这些小的铀块重叠在高
3m，外径9.5mm，厚0.57mm的锆合金管内封闭，即成为燃料元件棒，即铀棒。

锆合金管也能防止放射性物质逸出，故构成第二道安全屏障。每200多根铀棒，
排列成横17排，纵17排的燃料元件。如果堆内有100多个这样的燃料元件，即可
成为90万千瓦的压水堆核电厂。整个堆芯放在内径为4m，高为13m，厚为0.2m的
压力壳内。壳内压强为155个大气压。可把水加热到330℃以上。温度升高了的水

进入蒸汽发生器内，器内有很多细管，细管中的水接收热量变成蒸汽进入蒸汽轮
机发电。
从反应堆出来的水是跟细管中的水分开的，即使堆中的水有少量放射性物
质，也不会传递到细管中的水中。从反应堆出来的水在蒸汽发生器中温度降低

后，经一回路的循环泵驱动，又回到压力壳的堆芯继续加热，完成第一回路的循
环。一回路和压力壳组成第三道安全屏障。

二、沸水堆核电厂

（一）沸水堆核电厂的发展
沸水堆最先于20世纪50年代中由美国通用电气公司（GE）开发研制，其反
应堆系统经历了从BWR-1到BWR-6不同阶段的发展。表中示出典型沸水堆核电

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