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第一章 绪论 1

1.1 核能在能源结构中的地位与作用 1

1.2 核能的发展及现状 3

1.3 核能在我国能源发展中的战略地位 8

第二章 核反应堆与核电厂基本原理 12

2.1 核反应堆工作原理 12

2.2 核反应堆的分类 14

2.3 核电厂基本工作原理 15

参考文献 19

第三章 典型压水反应堆压力容器及堆芯结构 20

3.1 压水堆本体结构概述 20

3.1.1 压水堆本体结构 20

3.1.2 核反应堆内冷却剂的流动 22

3.2 反应堆压力容器 23

3.2.1 概述 23

3.2.2 反应堆压力容器结构 24

3.2.3 反应堆压力容器的运行 27

3.3 堆内构件 28

3.3.1 概述 28

3.3.2 堆芯下部支撑结构 30

3.3.3 堆芯上部支撑结构 32

3.4 压水堆堆芯 33

3.4.1 概述 33

3.4.2 燃料组件 35

3.4.3 控制棒组件 43

3.4.4 堆芯相关组件 45

3.5 控制棒驱动机构 49

3.5.1 概述 49

3.5.2 控制棒驱动机构的结构 50

3.5.3 控制棒驱动机构的运行 52

3.6 堆内测量支承结构 53

3.7 反应堆设计变更论证及评价 55

参考文献 57

第四章 压水堆核电厂一回路系统及其重要设备 58

4.1 压水堆核电厂一回路系统 58

4.2 蒸汽发生器 60

4.2.1 概述 60

4.2.2 立式自然循环蒸汽发生器 61

4.2.3 直流式蒸汽发生器 66

4.3 反应堆冷却剂泵 67

4.3.1 概述 67

4.3.2 反应堆冷却剂泵的结构 69

4.4 稳压器 73

4.4.1 概述 73

4.4.2 稳压器结构及工作原理 74

4.5 反应堆冷却剂管道和保温层 80

4.5.1 反应堆冷却剂管道 80

4.5.2 保温层 82

参考文献 84

第五章 沸水堆和重水堆等水冷反应堆 85

5.1 沸水堆 85

5.1.1 概述 85

5.1.2 沸水堆堆芯及本体结构 85

5.1.3 沸水堆核电厂的系统组成、工作原理及特点 87

5.1.4 沸水堆安全壳结构 90

5.1.5 沸水堆的改进与发展 91

5.2 重水反应堆 95

5.2.1 概述 95

5.2.2 重水反应堆的基本结构和特点 97

5.2.3 重水反应堆燃料棒及本体结构 98

5.2.4 重水反应堆的演变 103

参考文献 109

第六章 第三代核反应堆AP1000 110

6.1 AP1000概述 110

6.2 AP1000堆芯及主回路系统结构 114

6.2.1 反应堆本体 114

6.2.2 蒸汽发生器 115

6.2.3 稳压器 117

6.2.4 反应堆冷却剂泵 118

6.2.5 主管道 119

6.3 AP1000非能动堆芯冷却系统 119

6.3.1 非能动余热排出系统 119

6.3.2 非能动安全注入系统 121

6.3.3 自动降压系统 125

参考文献 125

第七章 小型模块式反应堆 127

7.1 小型模块式反应堆概述 127

7.2 Nuscale堆 128

7.2.1 NuScale堆概况 128

7.2.2 NuScale堆的主要系统 129

7.2.3 NuScale堆安全性 130

7.2.4 NuScale堆试验 135

7.3 国际革新安全反应堆（IRIS） 136

7.3.1 IRIS设计特点和主要设计参数 137

7.3.2 IRIS堆芯设计 138

7.3.3 IRIS主冷却剂系统 139

7.3.4 控制棒驱动机构CRDM 141

7.3.5 IRIS堆的安全性 141

7.4 ABV-6M堆 145

7.4.1 ABV-6M设计概述 145

7.4.2 ABV-6M总体结构及主要设备部件 146

7.4.3 ABV-6M核辅助系统 146

7.4.4 ABV一体化压水堆的特点 147

7.5 系统一体化模块反应堆（SMART） 148

7.5.1 SMART结构参数和设计特点 148

7.5.2 SMART安全特性 150

7.6 CAREM堆 152

7.6.1 CAREM设计特点和主要设计参数 152

7.6.2 CAREM安全特性 154

7.6.3 CAREM严重事故分析 155

7.6.4 CAREM设计优势 156

7.7 Westinghouse SMR反应堆 156

7.7.1 Westinghouse SMR反应堆主要参数 156

7.7.2 Westinghouse SMR反应堆特点 157

7.7.3 核系统描述 158

7.7.4 Westinghouse SMR反应堆安全性分析 158

7.7.5 事故工分析 161

7.8 俄罗斯模块式铅铋快堆（SVBR） 163

7.8.1 事故工况分析 164

7.8.2 燃料选择 165

7.8.3 堆芯设计 166

7.8.4 主要设备 168

7.8.5 模块化设计 168

7.8.6 SVBR-75/100的安全性 169

7.9 超小型安全反应堆（Super-Safe Small and Simple） 170

7.9.1 设计特点和主要参数 171

7.9.2 4S的堆芯设计 173

7.9.3 压力容器内热传递过程 174

7.9.4 安全概念和设计理念 175

7.9.5 设计基准事故和超基准事故分析 176

参考文献 177

第八章 第四代核反应堆结构原理 179

8.1 第四代核反应堆概述 179

8.2 超临界水冷堆 184

8.2.1 SCWR系统设计 185

8.2.2 反应堆压力容器 187

8.2.3 堆芯及燃料组件 188

8.2.4 堆内构件 189

8.2.5 冷却剂系统 189

8.2.6 控制系统 190

8.2.7 安全壳 191

8.3 钠冷快堆 192

8.3.1 概述 192

8.3.2 快中子增殖反应堆的基本结构和特点 195

8.3.3 SFR电厂系统及主要设备 199

8.4 铅合金冷却快堆 205

8.4.1 概述 205

8.4.2 几种铅冷快堆介绍 206

8.5 气冷快堆 214

8.5.1 概述 214

8.5.2 气冷快堆冷却系统 215

8.6 超高温气冷堆 220

8.6.1 概述 220

8.6.2 高温气冷堆的基本结构和特点 222

8.6.3 高温气冷堆堆芯 226

8.6.4 高温气冷堆冷却系统及蒸汽发生器设备 227

8.6.5 高温气冷堆压力容器 229

8.6.6 高温气冷堆的主要关键技术 230

8.7 熔盐堆 231

8.7.1 概述 231

8.7.2 熔盐堆的基本结构和特点 235

8.7.3 熔盐堆新概念设计 242

参考文献 244

第九章 其他先进核反应堆简介 248

9.1 球床式水冷堆（PBWR） 248

9.1.1 概述 248

9.1.2 球床式水冷堆的基本结构和特点 249

9.2 行波堆 251

9.2.1 概述 251

9.2.2 CANDLE燃耗策略 254

9.2.3 泰拉能源行波堆工程计划 257

9.3 聚变裂变混合堆 261

9.3.1 概述 261

9.3.2 混合堆概念介绍 262

9.3.3 混合堆分类 263

9.3.4 混合核能源对我国核能发展战略的意义 266

9.4 国际热核聚变堆（ITER） 267

9.4.1 聚变核能 267

9.4.2 ITER结构与设备 268

9.4.3 ITER安全与环境评估 276

参考文献 276