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浅谈沸水堆与压水堆
发布时间：
2011-03-22
来源：中国科学院上海应用物理
研究所
【字号：
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中
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】
一
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沸水堆与压水堆工作原理
沸水堆（
Boiling Water Reactor
）字面上来看就是采用沸腾的水来冷却核燃料的一
种反应堆，其工作原
理为：冷却水从反应堆底部流进堆芯，对燃料棒进行冷却，带走裂
变产生的热能，
冷却水温度升高并逐渐气化，
最终形成蒸汽和水的混合物，
经过汽水分
离器和蒸汽干燥器，
利用分离出的蒸汽
推动汽轮进行发电。
福岛核电站建于
20
世纪
70
年代，属于沸水堆。
压水堆
（
Pressurized
Water Reactor
）
字面上看就是采用高压水来冷却
核燃料的一
种反应堆，其工作原理为：主泵将
120
～
160
个大气压的一回路冷却水送入堆芯，把核
燃料放出的热能带出堆芯，
而后进入蒸汽发生器，
通过传热管把热量传给二回路水，
使
其沸腾并产生蒸
汽；一回路冷却水温度下降，进入堆芯，完成一回路水循环；二回路产
生的高压蒸汽推动
汽轮机发电，
再经过冷凝器和预热器进入蒸汽发生器，
完成二回
路水
循环。中国建成和在建共有
13
台
核电机组，除秦山三期采用
CANDU
堆技术，山东荣
成采用高温气冷堆，其余均为压水堆，
二
.
沸水堆与压水堆共同点
沸水堆和压水
堆都是属于轻水堆，
两者都使用低浓铀燃料，
采用轻水作为冷却
剂和
慢化剂，
沸水堆系统比压水堆简单，
特别是省去了蒸汽发生器；
燃料都是以组件的形式
在堆芯排布
，组件由栅格排布的燃料栅元组成，燃料栅元由燃料芯块、包壳构成；燃料
放置于压力容
器当中，外面有安全壳，具备包壳、压力边界、安全壳三重防泄露屏障；
沸水堆和压水堆
的发电部分功能也都一样。
三
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沸水堆与压水堆的主要区别
沸水堆采
用一个回路，
压水堆有两个回路；
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向上插入，
控制棒为十字形控制棒，
压水堆为棒束型控
制棒，
从堆芯顶部进入堆芯；沸水堆具有较低的运行压力（约为
70
个
大气压），冷却
水在堆内以汽液形式存在，压水堆一回路压力通常达
150
个大气压，冷却水不产生沸
腾。
四
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压水堆相对沸水堆的优势
沸水堆控制
棒从堆芯底部引入，因此发生
“
在某些事故时控制棒应插入堆芯
而因机
构故障未能插入
”
的可能性比压
水堆大，即在停堆过程中一旦丧失动力，就会停在中间
某处，
最
终可能导致临界事故发生；
而压水堆的控制棒组件安装在堆芯上部，
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。
另外，对于
控制棒向上引入的反应堆，
其堆芯上部的功率高于底
部，
当反应堆丧失冷却后，
会导致