什么是沸水堆核电站？一文讲清

沸水堆核电站是一种核能发电工程，采用固体浓缩铀氧铀（UO2）作为核燃料，用沸水冷却剂为堆内重水反应堆内提供热源，用以生产有用的电力。特别地，木棒结构（棒状核堆）是型号最常见的沸水堆核电厂中。



一、 原理说明

沸水堆核反应堆系统架构类似一个液体燃料反应堆，其原理为剪切式的流体动力反应，采用多块固体铀氧铀块与水及/或汽水（精制蒸汽）等冷却剂混合物组成，以浓缩铀氧铀块源放射性照射产生热量，再将热量传递至冷却系统中以加热冷却剂，从而转化成电能。

二、 系统综述

沸水堆核反应堆电站可以分成四个主要的系统：核反应堆内部系统（NIS），冷却和堆套冷却器内系统（Pressurized Water Reactor，PWR），气冷系统（Gas-Cooled Reactor，GCR）和堆顶和堆腹的系统（Top and Bottom System）。

（1）核反应堆内部系统（NIS）

NIS是沸水堆核反应堆中更重要的一部分，其主要由核燃料杆和棒状核堆组成，他们都必须完整无损，正常运行，使核燃料和源放射性元素保持本质稳定，从而避免核反应堆发生事故。

（2）冷却系统（PWR）

PWR冷却系统是核反应堆内部系统和热产生器系统的同步工作系统，它负责把核反应堆热量转化成有用的电能。PWR的工作原理是利用汽水反应堆的压力，通过密封的热产生器，将反应堆内产生的热量传递至热力系统中。

（3）气冷系统

气冷系统采用的是汽涡轮发电机系统，它能够利用热产生器的热能和蒸汽凝结波动效应转换成有用的电能。气冷系统中的主要结构如水冷器，蒸汽泵，冷凝器等，主要负责将汽水循环加热并将热能转换成有用的电力，它是构成发电系统的关键组成部分。

（4）堆顶和堆腹的系统

堆顶和堆腹的系统是发电系统的重要补充部分，它主要由控制装置、安全装置、冷却器装置和服务设备组成。它们负责检测控制堆内激活性元素的变化，对核燃料杆内变化采取措施，保证堆内各系统的正常运作，同时为核反应堆提供混合物冷却剂、空气源等各类服务。

三、 危险性和安全保障

沸水堆核反应堆是一种相对安全的发电技术，但仍存在一定的危险性，因此在设计和运行时也需要严格的安全保障。主要包括：核反应堆的安全夹套（安全壳），负责抑制核辐射；核燃料棒的安全夹套，负责抵御毒性水体的冲击影响；核反应堆系统的动静控制装置，保证核反应堆反应中热量的安全明晰控制，避免