第一節(jié)反應堆本體系統(tǒng)主要內容1.1系統(tǒng)功能1.2系統(tǒng)描述1.3主要設備結構及工作原理1.4主要技術參數(shù)要求1)了解反應堆本體系統(tǒng)的主要功能。2)熟悉反應堆本體系統(tǒng)的主要部件結構。3)熟悉燃料組件結構。4)熟悉控制棒組件結構、作用和工作原理。5)了解堆芯基本設計要求。6)熟悉控制棒驅動機構結構和工作原理。7)熟悉反應堆的主要設計參數(shù)。1反應堆本體系統(tǒng)功能1反應堆本體系統(tǒng)功能系統(tǒng)的概念及系統(tǒng)劃分1）系統(tǒng)定義:

為了實現(xiàn)某項或某些功能而設置的一些設備組合2）AP1000系統(tǒng)清單:分核島、常規(guī)島、BOP、電氣、儀控五大部分；共118個系統(tǒng)；系統(tǒng)清單見附件。系統(tǒng)主要功能將燃料和裂變產物包容在燃料包殼內；提供多種方式來控制堆芯的剩余反應性。通過改變控制棒棒位、冷卻劑中的溶解硼含量或其它毒物數(shù)量均可以控制堆芯的反應性；提供一個完整的壓力邊界以包容反應堆冷卻劑、堆芯和裂變產物。反應堆壓力容器是冷卻劑的第一道安全屏障，是裂變產物的第二道安全屏障；為燃料組件提供支撐，并維持燃料組件的方位；為反應堆冷卻劑提供流道以充分導出堆芯產生的熱量；在停堆以后為冷卻劑提供流道，通過自然循環(huán)或強迫循環(huán)的方式導出堆芯余熱。2反應堆本體系統(tǒng)描述系統(tǒng)描述反應堆本體系統(tǒng)主要包括以下部件：

—堆芯—堆內構件—壓力容器—控制棒驅動機構—一體化上封頭—堆芯儀表系統(tǒng)等反應堆本體結構圖3反應堆本體系統(tǒng)主要設備及工作原理反應堆壓力容器壓力容器由帶半球形下封頭的圓筒段和半球形上封頭組成。上封頭可以拆卸，與圓筒段通過法蘭連接。圓筒段由兩部分筒體組成：上筒體和下筒體。過渡環(huán)用來連接下筒體和半球形下封頭。上筒體、下筒體、過渡環(huán)和下封頭由低合金碳鋼制造，并堆焊奧氏體不銹鋼。上筒體與下筒體、下筒體與過渡環(huán)、過渡環(huán)與下封頭均采用焊接連接。反應堆壓力容器反應堆壓力容器反應堆壓力容器屬于安全A級、抗震I類設備；設計壓力：17.1MPa設計溫度：3430C設計壽命：60年反應堆壓力容器1.AP1000RPV基于西屋公司三環(huán)路RPV的改進；2.RPV約13.88m高，活性段部位內徑為4.0386m,法蘭外徑Φ4780mm；3.采用低合金鋼鍛件和板材制造，筒體壁厚203mm并帶有5.6mm厚的內

部堆焊層；4.低于堆芯頂部以下的位置無貫穿接管；5.采用一體化堆頂結構；6.筒體底部無開口。反應堆壓力容器功能（1）承壓及放射性核素的第二道屏障支承RIs和堆芯RPV內部凸緣，堆芯吊籃法蘭4個支承墊構成梁型內支承RIs的落位與對中徑向鍵反應堆壓力容器功能（2）引導冷卻劑的流向4個直經558.8mm的進口冷管咀環(huán)形下降段2個直徑787.4mm的出口熱管咀管咀支承和連接一回路冷卻劑管道直接向壓力容器進行安全注入冷、熱管咀的高度差有利于RCP的維護和“半管”運行四個進口（4－Φ560mm）、二個出口（2－Φ787mm）和二個安注（2－Φ219mm），分別處在三個橫截面上。反應堆壓力容器功能（3）定位和支承控制棒驅動機構堆芯儀表堆芯儀表管和CRDM的接咀被焊在RPV上封頭上Inconel-690合金“J型坡口”焊縫反應堆壓力容器重型鍛件活性段鍛件材料要求高，鍛件需鋼錠重量約300-350噸，難度大！材料母材SA-508Grade3Class1輻射脆化活性區(qū)壽期未中子通量（E﹥1.0MeV）為9E19n/cm2RTNDT（Referencenilductilitytemperature）：低于-12.20C/

-28.90C不銹鋼堆焊層308L（309L打底）NI-Cr-Fe合金690AP1000一體化堆頂結構(IHP)IHP將下列多項設備/部件組合為一個組件:起吊環(huán)CRDMs的抗震支承CRDMS的冷卻設施反應堆頂部通風、電氣與儀表控制電纜的支承堆內儀表系統(tǒng)的導管RPV頭部固定螺栓拉伸機的支座簡化反應堆換料在換料期間，通過與壓力容器頂蓋移動聯(lián)合操作，減少了停堆時間和人員輻射劑量，同時減少放置空間。一體化堆頂蓋圖堆內構件（1）下部堆內構件下部堆內構件包括堆芯吊籃、堆芯下支撐板、二次堆芯支撐結構、渦流抑制板、堆芯圍板、輻照監(jiān)督套管、徑向支撐結構和相應的附件。反應堆運行期間，吊籃引導冷卻劑從壓力容器進口接管進入下降段，然后進入下腔室。冷卻劑轉向后向上流經堆芯下支撐板，然后進入堆芯區(qū)域。小部分的旁通流量流不經過堆芯，用來冷卻壓力容器頂蓋和堆芯圍板。下部堆內構件堆內構件（2）上部堆內構件上部堆內構件位于堆芯上部，由上部支撐板、支撐柱、上堆芯板、控制棒導向管和相應的附件組成。

運行期間，冷卻劑從堆芯向上流過上堆芯板，然后經出口接管流出。上部堆內構件堆芯堆芯和燃料組件是反應堆本體系統(tǒng)的主要組成部分，也是反應堆本體系統(tǒng)熱量產生的源泉。反應堆堆芯由核燃料組件、棒束控制組件、灰棒控制組件、可燃毒物棒組件、中子源棒組件、阻力塞棒組件組成。AP1000燃料組件核裂變原料：鈾235，濃集度2.35%-4.8%。原料制成陶瓷芯塊(二氧化鈾)，每塊手指大小。把芯塊堆放入鋯合金管內，充氦密封成外徑0.95㎝含有434塊芯塊的單根鈾棒。把鈾棒排列成17x17正方陣構成燃料組件，每個燃料組件有264根燃料棒，24根控制棒導管，以及1根中央測量管。總重115kg。燃料棒燃料組件燃料組件包括下管座、上管座、定位格架、導向管和儀表導管。AP1000采用最先進的RobustXL燃料組件。共有157盒組件。全鋯組件(除頂板、底座和頂部格架為Ni-Cr-Fe合金外):全部結構材料由鋯合金ZIRLO制成。鋯合金吸收中子小,機械性能好,抗腐蝕和耐輻照。可拆卸的頂板；底座有一個保護格架，其過濾器可以防止雜物進入堆芯；在高熱流密度區(qū)有四個混流格架，用于改善傳熱。組件設計燃耗值60000Mwd/t,燃料單棒為62000Mwd/t。燃料組件結構圖（1）2023/10/10燃料組件結構圖（2）2023/10/10控制棒和灰(控制)棒控制棒與西屋目前運行的核電站非常相似

銀-銦-鎘合金(吸收中子的材料)封包在不銹鋼管內。每束控制棒束組件由24根單棒組成。共有53束控制棒束組件?；野粼跇嬙焐吓c控制棒相似共有16束灰棒束組件。

每束灰棒束組件由以下兩部分組成:12根不銹鋼單棒,和12根銀-銦-鎘單棒。控制棒材料吸收中子能力2023/10/10控制棒組件2023/10/10灰棒的用途灰棒吸收中子的能力低于黑控制棒,用于在30％額定功率以上的負荷跟蹤?；野粲沈寗訖C構傳動，進出堆芯來改變功率，以適應電網負荷變化。它代替過去用改變冷卻水的硼濃度來跟蹤負荷的方法。改變硼濃度會產生廢水,采用灰棒可減少廢水量。啟堆、停堆和補償燃料消耗仍要靠凋節(jié)硼濃度?？刂瓢粼诙研镜奈恢梅植?023/10/10灰(控制)棒組件2023/10/10其它組件可燃毒物組件可燃毒物組件由壓緊體和連接在上面的可燃毒物棒組成。典型的可燃毒物棒是將硼基芯塊裝入不銹鋼或鋯合金包殼中。包殼內預先充入氦氣，兩端密封。中子源組件中子源組件可以使反應堆能夠安全可靠地啟動，并可以通過測量通道獲得可測的中子通量水平，克服反應堆首次啟動時的核測量盲區(qū)?？扇级疚锝M件2023/10/10控制棒驅動機構控制棒驅動機構的主要作用是在堆芯中以特定的速度插入和抽出53組控制棒組件和16組灰棒控制組件，以控制堆芯平均溫度。在啟動和停堆過程中，則用于控制反應性的變化。控制棒驅動機構由承壓殼體、線圈組件、銷爪組件和驅動桿組件組成。控制棒驅動機構采用磁力提升的銷爪組件來控制驅動桿的運動。銷爪組件的動作受保持線圈、傳遞線圈和提升線圈的得失電次序控制，而三個線圈的控制脈沖由程序自動控制，從而最終實現(xiàn)了對控制棒運動的控制?？刂瓢趄寗訖C構圖2023/10/104反應堆本體系統(tǒng)主要參數(shù)燃料組件主要設計參數(shù)燃料組件設計17x17燃料組件數(shù)量157每個燃料組件中燃料棒