重水堆

 　　1、簡(jiǎn)介

　　重水堆核電站是發(fā)展較早的核電站，有各種類別，但已實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模推廣的只有加拿大發(fā)展起來的坎杜型（CANDU型）壓力管式重水堆核電站。

　　2、CANDU

　　特點(diǎn)

　　CANDU型堆的特點(diǎn)是堆心使用壓力管(代替壓水堆的壓力容器)，用重水作為慢化劑和冷卻劑,以天然鈾作燃料，采用不停堆更換燃料。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上可與輕水堆競(jìng)爭(zhēng)。

　　反應(yīng)堆本體

　　為一水平放置的筒形容器（稱排管容器），里面盛低溫低壓的重水慢化劑。容器內(nèi)貫穿有許多根水平管道（壓力管），其中裝有燃料棒束和作為冷卻劑的高溫、高壓重水。由主回路水泵唧送冷卻劑，經(jīng)過燃料管道，把燃料發(fā)出的熱量帶出堆心，然后經(jīng)過蒸汽發(fā)生器，加熱二次側(cè)的輕水使其產(chǎn)生蒸汽，以供給汽輪機(jī)－發(fā)電機(jī)組，使熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。排管容器由超低碳不銹鋼制造，壓力管由鋯－鈮合金制造。整個(gè)排管容器連同其內(nèi)容物置于帶不銹鋼襯里的混凝土堆室中。堆室內(nèi)充以輕水，作冷卻和屏蔽用。

　　冷卻循環(huán)

　　冷卻劑、慢化劑循環(huán) 　蒸汽發(fā)生器和主回路水泵安裝在反應(yīng)堆的兩端，以便使冷卻劑自反應(yīng)堆的一端流入反應(yīng)堆堆心的一半燃料管道，另一端則以相反的方向流入另一半燃料管道。冷卻劑系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)穩(wěn)壓器，以維持主回路的壓力，使重水不致沸騰。慢化劑系統(tǒng)的溫度較低，它也設(shè)有循環(huán)泵和熱交換器。它把高溫燃料管道傳給慢化劑的熱量及重水與中子和γ射線相互作用產(chǎn)生的熱量帶出堆心，以提高反應(yīng)堆的物理性能。

　　燃料棒

　　重水堆的燃料是天然的二氧化鈾壓制、燒結(jié)而成的圓柱形心塊。若干個(gè)心塊裝入一根鋯合金包殼管內(nèi)，兩端密封形成一根燃料元件。再將若干根燃料元件焊到兩個(gè)端部支撐板上，形成柱形燃料棒束。元件棒間用定位隔塊使其隔開。

　　燃料更換

　　在反應(yīng)堆的兩端各設(shè)一臺(tái)遙控操作的換料機(jī)。當(dāng)某根壓力管內(nèi)的燃料需要更換時(shí)，一臺(tái)換料機(jī)處于裝料位置，另一臺(tái)則處于卸料位置。處于裝料位置的換料機(jī)內(nèi)裝有新的燃料棒束,由逆冷卻劑流向推入,堆內(nèi)相對(duì)應(yīng)壓力管道內(nèi)的乏燃料棒束即被推入另一端處于卸料位置的換料機(jī)內(nèi)。整個(gè)操作由電子計(jì)算機(jī)來完成。

　　控制

　　CANDU型重水堆的反應(yīng)性控制是由下列裝置實(shí)現(xiàn)。它們從頂部垂直穿過反應(yīng)堆容器。①調(diào)節(jié)棒：由強(qiáng)中子吸收體構(gòu)成，用于均衡反應(yīng)堆中心區(qū)的功率分布，使反應(yīng)堆的總功率輸出最佳。②增益棒：由高濃鈾代替強(qiáng)中子吸收體，用來補(bǔ)償氙中毒所引起的反應(yīng)性下降。③區(qū)域控制棒：由一些可充輕水的圓柱形隔套組成。④停堆系統(tǒng)：由兩組停堆系統(tǒng)組成。一組停堆系統(tǒng)是由能快速插入反應(yīng)堆堆心的強(qiáng)中子吸收棒組成；另一組停堆系統(tǒng)是將吸收中子的溶液注入慢化劑或注入堆心的一些管中，也可以把慢化劑排空。