第2章　压水堆主系统及主要设备

核电站利用原子核在裂变过程中产生的热能而达到发电的目的。目前国际上商用核电站主要包括轻水堆和重水堆两大类型，而轻水堆又分为压水堆（PWR）和沸水堆两种。我国目前在运行和建造的核电站堆型以压水堆（PWR）为主。

不同类型的核反应堆，其相应的核电站系统和设备有着较大的差异。压水堆核电站主要由核反应堆、一回路系统、二回路系统及其他一些辅助系统所组成。也可以说压水堆核电厂主要由核岛、常规岛和电厂配套设施组成。

①核岛包括反应堆厂房、反应堆辅助厂房以及设置在其内的系统和设备，用来生产高温蒸汽。

②常规岛主要包括汽轮机厂房及其设置在厂房内的系统和设备，其形式与常规发电厂类似，用来进行电力生产。

③电厂配套设施包括除核岛和常规岛以外的一切与电力传输相关的建筑物和构筑物以及其他一些系统。

堆内主要的放射性物质是核燃料裂变产物，通常被包覆在燃料元件内[1]。由于堆内中子通量高，能谱复杂，堆芯材料也产生极强的感生放射性物质。为了防止放射性核裂变产物和感生放射性物质泄漏，压水堆核电站设置四道安全屏障四道安全屏障，见图2-1。

图2-1　压水堆核电站的四道安全屏障

第一道屏障为燃料芯块。核裂变产生的裂变产物除了裂变气体、穿透率较强的中子和γ射线外，其他98%的放射性裂变产物被保留在陶瓷型的燃料块内。

第二道屏障为密封的锆合金包壳管。核燃料芯块封装在包壳管内，包壳管可以承受一定的压力，具有耐高温、抗中子及堆内射线辐照及高温、高压水腐蚀的特性。从目前世界上使用情况来看，压水堆核电站的燃料棒破损的概率约万分之一至万分之二。

第三道屏障为封闭的一回路系统及设备。一回路系统和设备从结构设计到材料的选择，均要求有足够的强度和良好的密封性能，即使反应堆内部分燃料棒破损，放射性物质也应完全密封在一回路系统内。

第四道屏障为安全壳厂房，设计要求它是一个密封的壳体结构，能够承受一回路失水事故时，全部冷却水流出汽化所造成的最大压力，并具有良好的密封性能，可以有效地阻挡放射性物质向外界扩散。

此外也有把燃料包壳作为第一道安全屏障的核安全三道屏障[2]，如图2-2所示。

图2-2　压水反应堆的三道屏障