压水堆相对于沸水堆的优势在哪里?

2022-04-26 16:38    控制棒  压水堆  沸水堆

福岛核电站是沸水堆,而我国基本上都是压水堆,比沸水堆多一个回路。压水堆相对于沸水堆另一个优势就是控制棒的插入方式。


很多朋友都担心核电站的安全性。特别是有了福岛核电站的例子。

福岛核电站是沸水堆,而我国基本上都是压水堆,比沸水堆多一个回路。沸水反应堆是核裂变会产生热能,直接使水沸腾,变为高压蒸汽,从而驱动涡轮机。蒸汽经过涡轮机后再冷却,循环使用。

当时地震坏了反应堆的主要供电线路,这时备用电源和柴油发动机也立刻启用,冷却系统保住了。不幸的是,接踵而来的十五米高的海啸使海浪冲进核电站内部,柴油发动机和互联供电失去作用。这里面的关键是东京电力为了节约成本,所铸的堤坝扛不住十五米的海浪,人祸成分居多。

沸水堆压力远低于压水堆压力,因为压水堆内水是液相,压力很高。而沸水堆是将水直接加热为蒸汽,因此在系统设备、管道、泵、阀门等的耐高压方面的要求低于压水堆。压水堆由于压力高,且多了蒸汽发生器、稳压器等设备,技术性能要求及造价都要高许多。但正是由于压水堆一、二回路将放射性冷却剂分开,因此安全性高于沸水堆。

压水堆相对于沸水堆另一个优势就是控制棒的插入方式。

核反应堆中的燃料棒被控制棒分散隔开着,要想让核燃料的“火势”减弱或加强,可通过调整控制棒在核反应堆里的高度来实现,插入得越深,“吃”掉的中子越多,拔出的越高,产生的中子越多;要想关闭核反应堆,只需把足够量的控制棒插入到核反应堆里即可。

沸水堆由于堆芯顶部要安装汽水分离器等设备,故控制棒需从堆芯底部引入。控制棒插入的深浅可以控制中子俘获的速率,进而影响反应堆内链式反应的强弱。

就是说事故时,控制棒需要从下向上插入,阻断链式反应。沸水堆在故障时,停堆过程中一旦丧失动力,就会停在中间某处,可能导致临界事故发生。

而压水堆为棒束型控制棒,从堆芯顶部进入堆芯,如果出现机械或者电气故障,控制棒可以依靠重力落下,一插到底,阻断链式反应。

我国第三代核电站普遍有非能动安全技术非能动技术是在传统成熟压水堆核电技术的基础上,充分利用固有的自然规律,如物质的重力、惯性以及流体的自然对流、扩散、蒸发、冷凝等,使安全系统“非能动化”。

比如非能动安全壳辅助冷却系统,通俗的讲就是,通过把水放在高位,一旦发生事故,水会在重力的作用下流到反应堆堆芯或安全壳表面,自动冷却堆芯,同时对安全壳壳体实施外部喷淋形成冷却水膜,降低安全壳内的压力和温度,保证安全壳这道安全屏障不受损坏。

有了这些安全措施,基本可以保障核电站不发生事故。国家核安全局官网已公开26起核电厂发生的运行事件,其中2019年14起、2020年12起。低于美国、法国等许多国家。



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