核动力装置中利用原子核反应堆内核燃料裂变反应生成的热能产生蒸汽的系统。核蒸汽供应系统主要包括核反应堆﹑蒸汽发生器﹑主冷却剂系统及其辅助系统。一般用于发电﹑驱动和供热。图1 各种核蒸汽供应系统的示意图

是各种核蒸汽供应系统的示意图。

核蒸汽供应系统的类型有单回路的(用于沸水堆)﹑两回路的(用于压水堆﹑气冷堆﹑重水堆和有机堆)和三回路的(用于液态金属冷却的快中子堆)。在单回路的核蒸汽供应系统中﹐反应堆的冷却剂在反应堆内加热后﹐直接变为蒸汽送往汽轮机﹐经汽轮机凝汽器冷凝后的冷却剂再由泵送入堆内。在两回路的核蒸汽供应系统中﹐反应堆的冷却剂在反应堆内加热后由主循环泵送入蒸汽发生器﹐加热蒸汽发生器另一侧的给水﹐使之变为蒸汽送往汽轮机﹔经汽轮机冷凝器冷凝后的冷却剂再进入反应堆入口。在两回路核蒸汽供应系统中另设立一个中间回路﹐便成为三回路的系统。

图2 压水堆核蒸汽供应系统主要部分的布置

为压水堆核蒸汽供应系统主要部分的布置。它包括核反应堆本体(压力壳﹑堆内构件和控制棒组件等)﹑蒸汽发生器﹑主循环泵﹑稳压器﹑冷却剂系统管道及其附件﹐以及一些主要的辅助系统(如稳压系统﹑净化系统﹑化学控制系统﹑余热排除系统和安全防护系统等)。

核蒸汽供应系统设备庞大﹐系统复杂﹐设计制造较难﹐价格昂贵。80年代以来趋向于大型化﹐减少一回路的并联环路数目﹐并使设备标准化。如有些1200兆瓦电功率的压水堆核蒸汽供应系统采用 4个并联环路的一回路﹔900兆瓦电功率的核蒸汽供应系统采用3个并联环路的一回路。它们的单个设备可以通用﹐每个环路单元为300兆瓦。

一座1010兆瓦毛电功率压水堆的核蒸汽供应系统参数如下﹕

核反应堆热功率 2905兆瓦

冷却剂和慢化剂 轻水

一回路的环路数目 3

冷却剂总流量 49030吨/时

冷却剂平均压力 15.5兆帕

冷却剂温度 反应堆入口 292.4℃

反应堆出口 327.6℃

蒸汽发生器台数 3

蒸汽总流量 5810吨/时

蒸汽压力 6.42兆帕

蒸汽湿度 0.25％

核蒸汽供应系统内的工作介质有放射性﹐要求严格防止破裂和泄漏事故。