核電站動力裝置

為核電站生產電能提供動力的各種設施的總稱。由一迴路系統、二迴路系統及輔助系統組成。因各國核電站中以壓水堆核電站技術上最成熟，故核電站動力裝置以壓水堆核電站具代表性。

結構構成一迴路系統

由核反應堆、主循環泵、蒸汽發生器、穩壓器和相應的管道閥門及其他輔助設備組成。反應堆冷卻劑為高溫高壓含硼水，由主循環泵唧送，流經反應堆，吸收核燃料裂變時釋放的熱能後，進入蒸汽發生器，並通過蒸汽發生器的管壁，將熱量傳給在管外流動的二迴路，以生產蒸汽。然後再由主循環泵將冷卻水重新唧送入反應堆內，這樣構成一個密閉的循環迴路。一迴路系統的壓力由穩壓器來控制。大功率壓水堆核電站一般有2～4條並聯在反應堆壓力殼接管上的密閉環路。每條環路由一台主循環泵、一台蒸汽發生器和相應的管道閥門組成。

二迴路系統

核電站中將蒸汽的熱能轉化為電能的裝置。它由汽輪發電機組、凝汽器、凝結水泵、給水泵、低壓加熱器、高壓加熱器、除氧器、汽水分離再熱器和相應的管道閥門等組成。二迴路的給水在蒸汽發生器中吸收了一迴路的熱量後變成蒸汽，然後進入汽輪機作功，帶動發電機發電。作功後的乏汽排入凝汽器，凝結成水，再由凝結水泵送入加熱器，加熱後重新返回蒸汽發生器，構成二迴路的密閉循環。核電站的二迴路系統與普通火電站的動力迴路相似。一迴路系統相當於火電廠的鍋爐系統，一般稱做核蒸汽供應系統。但由於核反應堆是強放射源，流經反應堆的冷卻劑帶有一定的放射性，特別是在核燃料元件破損時放射性劑量更高。因此，從反應堆流出的冷卻劑一般不宜直接進入汽輪機，所以，壓水堆核電站比普通火電廠多一套動力迴路。

蒸汽發生器與主循環泵

蒸汽發生器是核電站一迴路、二迴路之間的熱交換裝置。分臥式和立式兩種，以立式最為普遍。立式蒸汽發生器由U型傳熱管、管板、管道支撐板、汽水分離器和容器等組成。U型管多用因科鎳或因科鉻依等鎳基合金製作；管板一般用高強度低合金鋼製造。在一迴路冷卻劑側有不鏽鋼堆焊層。與蒸汽發生器相連的汽水分離器用於提高飽和蒸汽的乾度，其工作好壞直接影響蒸汽的品質。汽水分離器通常做成二級或三級。第一級為筒狀的旋風式分離器，第二、三級為波紋板分離器。

在運行時，要嚴格控制蒸汽發生器給水的水質，以減少產生應力腐蝕損壞的可能性；要保持水質呈鹼性並減少水中的含氧量，以減緩腐蝕速率；減少給水的含鹽量，以降低管壁積垢，提高傳熱效果。

主循環泵用於唧送高溫高壓的反應堆冷卻劑，使其循環流動，連續不斷地把反應堆中產生的熱能傳送到蒸汽發生器，以保證一迴路系統的正常工作。它是核動力裝置的重要設備之一，也是一迴路主系統中唯一高速旋轉的設備。

穩壓器結構示意圖

穩壓器

用於穩定和調節一迴路主系統冷卻劑的工作壓力,避免一迴路主系統壓力過高或過低,防止一迴路主系統及設備超壓或反應堆內冷卻劑壓力過低而出現容積沸騰現象，從而避免堆心燃料棒過熱燒毀的事故。現代大功率壓水堆核電站都採用電熱式穩壓器。電熱式穩壓器一般採用立式圓柱形結構。安置在穩壓器上部蒸汽空間頂端的噴淋頭用來抑制壓力升高，而安置在穩壓器下部水空間內的電加熱器則起限制壓力降低的作用。

汽輪機

壓水堆核電站的汽輪機與火電廠的汽輪機在原理上沒有什麼差別，只是由於反應堆冷卻劑溫度的限制，在蒸汽發生器中只能產生壓力較低的飽和蒸汽或微過熱蒸汽。與火電廠的高參數汽輪機相比，核電站的飽和汽輪機汽耗約大一倍，排汽容積流量約大60～70％，它的轉輪葉片也較長，主要部件的尺寸和重量也相應增大。

飽和蒸汽汽輪機是在濕蒸汽區工作，蒸汽在汽輪機各級膨脹過程中產生大量水分。為了防止水蝕，除對在水蝕區工作的部件噴鍍或堆焊一層13％的鉻鋼保護層外，一般在高壓缸與低壓缸之間裝有汽水分離再熱器，以提高循環效率並減少葉片水蝕。核電站的飽和蒸汽汽輪機，在事故條件下，超速較大，要採取措施加以防止。