首个“20亿”SNG是怎样建成的
首个“20亿”SNG是怎样建成的
今年国内煤制气产业忧喜参半。
忧的是两个已投产的示范项目——庆华煤制气项目和大唐克旗煤制气项目都遇到了麻烦，开车都不顺利。有人甚至认为因此才招致7月间国家能源局再次对煤制气产业踩刹车的《国家能源局关于规范煤制油、煤制天然气产业科学有序发展的通知》。喜的是又一个煤制气项目基本建成，而且不同于此前两投产项目均翻版于美国大平原项目、单套规模分别只有13.75亿和13.3亿，该项目首次将单套规模提到20亿。除此之外，该项目在工艺设计、污水处理、设备国产化等方面均有新意。特别是它的工程建设总承包模式在国内也是首次尝试。凡此种种，让这个项目出落得更接近于国家能源局规定的煤制气项目标准照。
这，就是由浙江省能源集团有限公司与山东能源新汶矿业集团有限责任公司共同投资、中国化学工程股份有限公司总承包建设的新疆伊犁新天煤化工有限责任公司年产20亿立方米煤制天然气项目。到8月31日，随着全场施工安装的基本完成，该项目将进入预试车阶段。
舍我其谁的总包商
该项目坐落在新疆维吾尔自治区伊宁市巴彦岱镇，天山西麓、伊犁河谷中一个海拔千米高的山头上。削了山头填了谷，填出一块2.16平方公里的台阶式平地，北高南低，最大落差为120米。它的原料地就是不远的另一座山，扒开表层土就是煤。它的水源地是直线距离14公里外的伊犁河。
项目建设的前任控股方是山东能源新汶矿业集团。这是一家最早进疆的煤炭企业，据可查阅报告显示，新疆煤炭预测储量2.19万亿吨，占全国预测储量的40%。而伊犁河谷地区探明煤炭资源储量558亿吨，其中新矿集团拥有的储量约168亿吨，在伊犁有数个1000万吨级矿井。但要东翻天山，把煤炭运出来是不可想象的。有了西气东输管道，将煤就地转化成气就成了新矿集团的首选。
项目建设的后任控股方是浙江能源集团。这是一家实力雄厚的地方电力企业。与新汶矿业集团拥有煤炭资源、需要根据有关政策投资建设项目实现资源就地转化不同，浙能集团真的需要天然气。该集团董事长吴国潮说，浙江每年天然气缺口300万立方米，浙能集团作为省属最大的能源企业，有责任和义务弥补这一缺口。
浙能集团既是用户，也是投资商，有资金建设项目，能够承诺资金到位，一定要为浙江人民把天然气引进来。
前后两任控股方都有充足的理由上煤制气项目，接下来的问题就具体了。两任控股方在项目规模上看法一致：伊犁煤炭资源量大，所以单套规模绝不翻版美国大平原项目，要比国内正在建设的单套都大。最后确定的规模为年产20亿立方米，初定概算投资至少要140亿人民币，其中仅工程建设费用就达120亿以上（不包括7个场外工程部分投资）。当规模确定之后，控股方也吓一跳：如此前所未有的大项目，谁来承建？
此前的庆华煤制气项目是业主委托设计单位进行项目管理（PMC），而大唐克旗煤制气项目干脆是业主亲自组织项目建设，E（设计）、P（采购）、C（施工）分段招标、分别管理。这两种工程建设模式显然都不适合新天项目。控股方要找更专业、更厉害的，要能EPC全过程的。这时候，中国化学工程股份有限公司（简称“中国化学”）进入控股方视线。
这是一家隶属国务院国资委管辖的上市央企，一家排名“全球最大250家工程承包商”第36位、“全球最大250家国际承包商”第82位的专业工程公司，拥有9支国内顶尖工程设计队伍和10支工程施工队伍。新中国成立以来，这家企业承建了国内大部分化工、石油化工项目以及大批电力、建筑、市政、环保医药、机械等领域的国内外项目，获得300余项国家级工程荣誉奖。特别是在煤化工方面，这家企业集中了该领域设计、施工的主要力量，拥有一系列煤化工专利和专有技术（庆华、大唐克旗两项目的设计方即为其所属企业）。到目前为止，国内90%的煤化工项目是由这家企业所属工程公司和建设公司完成设计、施工的。如果要找一个国内最强总承包商，舍中国化学其谁？
从2010年起，前任控股方新矿集团与中国化学经过了数月磋商，双方对建设伊犁新天煤制天然气项目建设管理进行了全面、细致的研究和策划。2011年1月20日，双方分别以业主和总承包商身份在北京签订了《伊犁新天年产20亿立方米煤制天然气项目EPC工程总承包合同》。
合同主要内容为：项目共分备煤、气化、净化、甲烷化、空分、污水处理及回用、公用工程等7大装置113个主项，由中国化学负责EPC工程总承包。中国化学再以《工程建设任务委托书》的形式，分别委托所属的赛鼎工程有限公司（赛鼎院，
原化二院，负责备煤、气化）、中国天辰工程有限公司（天辰院，原化一院，负责净化、公用工程）、东华工程科技股份有限公司（东华院，原化三院，负责空分、污水处理及回用）、华陆工程科技有限责任公司（华陆院，原化六院，负责甲烷化）等4大工程公司具体实施，并由中国化学所属二化建、三化建、四化建、六化建、七化建、九化建、十一化建、十三化建、十四化建、十六化建分别承担施工，重机公司承担大件运输，岩土公司（南京岩土，原化二勘院）承担护坡治理。
合同签订后，国内最强阵容总承包商——伊犁新天年产20亿立方米煤制天然气工程总承包项目部正式上岗。
最好的技术和最合适的技术
经验和教训告诉新天项目建设者，煤制气项目的第一步就是确定煤质，接下来是确定转化率能达到56%以上的气化工艺，然后才是整个工艺。
伊犁煤属长焰煤，形成年代比较年轻，适合气化。业主从投资、运行成本、工艺稳定性等各方面反复考虑，最终确定选择赛鼎院的固定床干法排灰纯氧碎煤加压气化技术，号称“赛鼎炉”。
碎煤加压气化技术有着一段不平凡的成长史。我国在上世纪70年代末将碎煤加压气化技术的开发和国产化列入了“六五”攻关计划，赛鼎院承担了设备设计及工程化的相关任务。“七五”期间，在原化工部的领导下，赛鼎院参加并完成了《碎煤加压气化日产100万立方米城市煤气基础设计》，标志着碎煤加压气化技术全面开发完成。1987年，我国第一个以煤为原料的大型化肥企业山西化肥厂项目投产，但并未能按照设计能力达产。经协商，德国鲁奇公司同意由中方自行增加一台气化炉来满足生产。于是，业主将该套气化炉设计交由赛鼎院承担并于1997年底建成投产。从那个时候起，碎煤加压气化技术开始在国内合成氨、合成甲醇、合成油、煤制气等领域推广。目前在国内运行、建设、设计的“赛鼎炉”已达到231台，超过了国外炉的台数。谈到新天项目气化炉设计思路时，赛鼎院工艺人员刘丰力介绍，新天项目共有22台碎煤加压气化炉，是目前国内单套装置中最多的。为了有利于甲烷化生成，压力也从3.0Mpa提高到4.0Mpa，由此配套的加煤系统都要进行相应的改进，而且炉子的材料强度都要提高。
气化技术确定后，后面的工艺很快就确定了：通过煤气变换、低温甲醇洗净化及
镍基催化剂甲烷合成等技术，生产合成天然气。同时利用硫回收和氨回收副产硫酸铵。
天辰院承担两个装置：公用工程和净化。据天辰院项目工程师韩江涛介绍，净化装置也是单系列国内最大，引进林德公司的工艺包，天辰院负责设计。低温甲醇洗法在煤气脱硫脱碳工艺中属于物理吸收方法,是由德国的林德公司和鲁奇公司在20世纪50年代共同开发的气体净化工艺，采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体。其优点是选择性的一步法脱硫脱碳，同时提高换热效率，相比较于国内的低温甲醇洗工艺技术，单系列处理规模大、布置紧凑、节省占地、能耗较省。
天辰院负责的公用工程装置中，涵盖了全厂的供水系统、供电系统、火炬系统、外管廊及罐区等。其中供水系统的循环水系统、脱盐水系统的工艺为天辰公司自行设计。在总变电站内设电气中心控制室，对全厂供电系统运行状态进行监测和远程遥控，实现一个人、一台电脑就可以对全厂进行监测和控制，实现了变电所的“四遥”（遥信、遥测、遥控、遥调）。
东华院负责空分、污水处理及回用两个装置，采用杭氧技术，配套3套（台）陕鼓压缩机。
污水处理及回用技术是整个项目的一个亮点。由于煤种不同，产生的污水品质也不同。对于年轻的褐煤、长焰煤，污水处理相对要难一些。新天项目根据大唐克旗等污水处理的经验，要求一定要配套最好的污水处理技术。这个重任就落在东华院肩上。上世纪70年代，化工部给排水中心站就建在该院。从那个时候起，该院就有一批人专门研究水处理技术，渐渐形成了国内一流的污水处理及回用技术。东华院项目经理王本洋介绍说，该院的污水处理主要是在赛鼎院做的酚回收装置基础上进行的，核心技术叫鼓风曝气式氧化沟工艺，技术原理就是微生物分解有毒有害物质，属于生物化学方法。特点是占地面积小，非机械曝气而是鼓风曝气，不怕冻，在新疆的冬天也能用，处理工艺稳定，全混合式，抗毒性较好。华陆院负责的是收获环节——甲烷化装置。甲烷化装置的特点是高温高压管道多，易燃易爆介质多，火灾危险类别高，机械化和自动化水平高，装置布置紧凑。甲烷化装置以合成气为原料，经催化将经过变换、脱硫脱碳后的净化合成气合成甲烷，共生产20亿立方米/年的合成天然气，输入西气东输管道。
这是新天项目中第二个引进技术，也是第一个设备引进项目。工艺包来自英国戴
维公司。该技术具有合成气转化率高、原料消耗低、系统压降小、能耗利用合理、流程短、控制简单、“三废”排放少等特点。核心装置4台压缩机，两台来自日立（甲烷化压缩机），两台来自西门子（循环气压缩机）。
据华陆院项目施工经理姜士俊介绍，甲烷化技术目前已经能够国产，但是各项指标与国际技术还有一定差距，而且国产催化剂还没有经过长周期稳定运行的考验。甲烷化虽然是最后一个装置，但受项目资金和进口设备技术资料条件的影响，甲烷化装置的工程进展并不顺畅。幸亏华陆院凭借自身的管理优势和工程管理经验，积极组织和协调。结果，甲烷化装置反而最早完成，也最令业主满意。谈到体会，姜士俊笑着说：“今后甲烷化装置可以晚一年开工，也能满足项目的总体进展。”主要设备国产化率是新天项目的另一个亮点。据我国动设备安装专家周应光介绍，整个项目共14台压缩机，其中9台离心压缩机、5台往复式压缩机。除甲烷化4台压缩机进口外，其他都是国产。5台离心压缩机分别出自西安陕鼓动力股份有限公司（转子进口）、沈阳鼓风机集团股份有限公司、简阳压缩机厂；5台往复式压缩机出自上海电器集团大龙压缩机厂。22台气化炉分别由大连金州重型机器有限公司（12台）、哈尔滨锅炉厂有限责任公司（3台）、太原重工股份有限公司（7台）制造。
挑战“最大、最高、最重”
总承包项目部施工经理王雪峰总结出了新天项目几个关键的施工节点：
2010年3月9日，施工人员开始进驻现场。
2010年4月2日，施工落第一锤。
2011年3月19日，搅拌站开工。
2011年5月10日，4个装置院现场施工同时开工。
2011年6月10日，第一罐混凝土出罐。
2012年8月10日，设备安装开始。
2013年6月1日，管道安装开始。
……
在新天项目中，成为总承包商的中国化学，把自己的精锐部队都拉上去了。按照总承包合同，天辰院承包的项目施工分别由六化建、十三化建、十六化建、岩土公司承担；赛鼎院承包的项目施工分别由二化建、四化建、九化建、十四化建承
担；东华院承包的项目施工分别由三化建、十一化建承担；华陆院承包的项目由七化建承担。这些施工队伍，随便拉出一支，都干过大化肥、大炼油、大乙烯、大型煤化工，但参与20亿规模的煤制气项目建设，所有队伍都是第一次。这是中国化学所属全部施工队伍第一次在一个国内最大单体装置项目中大会战。
项目大型化带来了一系列问题。交通不便的新疆腹地加剧了这一问题。因为是削平山头填出的平地，施工队伍只能“螺狮壳里做道场”，紧张繁忙加小心翼翼。净化塔吊装是整个项目中施工最难的，也是最关键的。它们不立起来，整个净化装置工程施工都无法继续。净化装置分为2系列共计22个塔。最高的甲醇洗涤塔高达97.55米，单塔重856吨，起吊高度在120米，是目前煤制气项目中最高最重的。由于甲醇洗涤塔设备超宽、超高，因而只能在制造厂分段制作，再分段运输到现场，现场采用分段吊装方式进行吊装、空中组对焊接。光现场使用的1600吨吊车，从广东运来就装了51辆大型板车。负责吊装的六化建要在狭小空间里，将分6段到货的设备组对后再分4次吊装。最后一次吊装组对环焊缝是80米高空作业。要爬到80米高空进行作业，要在有侧风影响条件下保证焊接精度，这对焊接工人的体力和高空作业技术都提出了巨大的挑战。塔器分布在装置的不同位置，涉及吊车在南、北2个系列之间不断的转场、站位。从去年7月到10月，六化建凭借丰富的施工经验和充分的吊装准备，将22个净化塔全部一次吊装完成、一次焊接合格，让22个净化塔像工地上崛起的22根擎天柱。每次吊装时，总包项目部、装置（院）项目部、监理、业主都要赶来。每次吊装成功后，现场都会放鞭炮祝贺，人群中会情不自禁地爆发出掌声。
曾经名声显赫的九化建前些年经历了发展的低谷，正在逐步恢复，他们一直希望争取通过一个大型项目建设来证明自己。这次他们承接的是总长达1200延长米的输煤栈桥。虽不是高温高压装置，但要在无风也6级的新疆进行高空作业，施工队伍同样要面临严峻的考验，一不小心就容易出安全事故。九化建在这个工程中显示出了传统强队的良好素质，保质保期地完成了施工，让这条输煤栈桥像一条轻盈的彩带浮在空中。因此，他们获评“最努力的九化建”，并获追加气化装置区全部外管廊的施工任务。
甲烷化项目的施工空间最小，但七化建要在最小的空间里完成150多吨重、8米多长、直径5米多、壁厚95毫米的主甲烷反应器吊装，着实让人捏了一把汗。
因为空间狭小，没有回旋余地，施工人员就要从施工的第一天就考虑好设备以后怎么进、从哪进，否则差一寸也会造成大量返工甚至设备损毁。七化建是第一次承担甲烷化装置，其项目经理王伟恰好也是全现场最年轻的施工单位项目经理。但他早已是身经百战。吊装之前，他请来设计、业主代表进行论证，让每一个施工人员都像演员走台一样熟悉站位。吊装那天，他的脸部肌肉一直绷得紧紧的，直到吊装一气呵成，一次到位，他才长舒一口气，马上拨通公司领导电话，张口只说了3个字：“就位了！”由于项目整体进展状况良好，七化建受到了业主授予的“质量管理先进单位”、“安全管理先进单位”称号。
该项目在经济不发达地区，大量机加工配件都得从内地找，给项目采购带来极大困难。今年复工以来，装置采购人员全部常驻现场，调动一切可以调动的力量，集中精力催交设备材料到货，坚持每天落实设备材料制造、运输等情况，使到货率从不到60%上升到90%。为了不影响工程进度，华陆院要求内地个别材料厂家发专车，这就意味着就要多付运费，正常运费三、四千，专车就要三、四万，但保证了供货、保证了施工。
到2014年6月，所有工艺、电气设备共计8601台大小设备全部吊装安装到位，无一事故。接着，项目进入真正的施工高峰——管道安装。各装置现场表面看没什么人，进去一看，管廊里焊花四迸，都在起早贪晚抢进度。工地上有个管道工程师是个小姑娘，每天背着拖到大腿的大挎包，里面都是图纸，在框架里面楼上楼下地跑。每次别人喊她吃饭，她脚不停歇，嘴里答：“不忙！”
8月31日这一天，太阳照常升起，但新天项目今非昔比。到这一天，该项目以焊接合格率99%的成绩完成了全部的管道焊接。这意味着，现场的所有设备都已不再是一堆堆钢铁，而是由像血管一样的管道连接成的一个生命的整体。一旦注入原料，它们就会成为注入了血液的生命，心脏跳动、血脉贲张、活力迸发。总承包项目施工经理王雪峰又做了一个总结：截至8月31日，新天项目完成土方挖填2200万立方米，混凝土47.2万立方米，钢筋37830吨，钢结构3.3万吨，工艺设备3591台/套，管道215.1万达因、770千米，电气设备5010台/套，仪表设备15838台/套，电缆3640千米，保温4.92万立方米……这是一个空前的施工量。
“20亿”时代来了
目前，各分装置的“线头”、机柜陆续进入总控制室。下一步，新天项目将进入全面试车阶段。而随着项目的建成，大型工程公司实施工程总承包的模式也受到更多关注。
这种总承包模式最让人羡慕的是，在这个项目中，业主与中国化学只签订一份EPC工程总承包合同。对业主来说，一个谈判对象、一套文件就可以有效地控制投资、工期、开车、工程质量和安全。而对中国化学来说，一个身份，可以恰到好处地发挥行政和市场两股力量，避免内部无序竞争，最大限度地控制工程进度。事实也正是如此。2009年新天项目上马时的政策只需自治区核准即可，这个项目顺利地拿到了新疆自治区的路条。但是待项目上马后政策又变了。2010年6月18日国家发展改革委《关于规范煤制天然气产业发展有关事项的通知》（发改能源〔2010〕1205号）收回路条权，新天项目不得不重新在国家发改委门前排队等路条，而已上马的工程又不能半途而废。但没有国家发改委的路条，贷款下不来，资金就成了问题，工程建设整体进度被迫放缓。再加上新疆冬季无法施工，本来30个月可以完成的合同总工期，活活拖成了4年多，直到2013年3月项目重新核准。几年内，项目忽松忽紧，忽上忽下。从2011年装置全面开工起，施工队伍一直在“打酱油”，一直到2013年5月才开始真正大干。而此时，去掉4个月的冬歇期，离中国化学内控计划施工完成时间——2014年8月31日又很接近了。在这种情况下，总承包项目部先后组织了3次大会战，协调各方面的资源，实施和攻克各个节点计划，一次又一次形成施工高潮，抢回了时间，显示了中国化学的组织凝聚力。如果没有一个关键时刻能够挺得住的总承包商，新天项目也许早就变成一堆废铁扔在荒凉的半山腰了。
这其中必须有几个关键角色。
中国化学领导余津勃负责整个新天项目的协调。协调二字说起来像白开水一样无色无味，但做起来却要倾注全部的喜怒哀乐。上至业主、政府官员，下至项目投入的管工、焊工，乃至招来的临时工，这些人等必须万众一心，项目才会前行。否则，一个小小的不协调，都会招致项目受阻。工程现场高峰人数超过6000人，所谓协调就必须像一滴强力润滑油，推动整个项目走得更快、更稳。从项目开工到现在，余津勃往返北京、伊犁30余次，参与和组织商务谈判、设计论证、采购协调、施工动员、质量安全督察、化解矛盾，是现场脸最熟的领导。一听说他
要来，项目上上下下都知道，不是要动员大行动，就是要解决大问题。
总承包项目部总经理王春光是另一个关键人物。作为项目直接负责人，他对这次总承包的定位比任何人都清楚。他说，这种模式应该叫M-EPC。M是主要、领头的意思，即由一个能力全面的工程公司（集团）总承包，再分解到集团下面若干个分EPC。这种模式的好处显而易见，关系简单，合同清晰，费用包死，便于协调，手段多，效率高。试想，2.16平方公里土地上的一个大型煤化工项目，涉及26个专业，设计、施工、采购、试车的全面协调，大到DCS控制系统必须兼容，小到厂里的灯具都要统一，这对任何一家业主都是困难的，对任何一家只以设计或其他方面见长的承包商来说同样是困难的。而中国化学的优势是，不用平行发包、不用分阶段承包，也不用切块总承包，更没有PMC管理总承包。总承包合同一签，剩下就是“看我的了”。
业主对下一步的全面试车很期待。新天公司一位负责人说，我们是第一个单套20亿规模的煤制气项目，我们会好好汲取已开车的庆华、大唐克旗两个项目的经验教训，认真分析我们将面临的考验。对下一步的试车，我们是抱以乐观态度的。
无论如何，首个单套最大的煤制气项目已呱呱坠地。它标志着中国煤制气产业已经进入到“20亿”阶段，相关设计、设备制造、施工等等都将随之出现变化。虽然中国煤制气项目可能会像用了10年才实现稳定生产的山西化肥厂那样，还要经过漫长的磨合，但眼前这个进步仍是可喜可贺。
（来源：中国煤化工产业网）
反应堆安全分析整理资料
核反应堆安全分析 英文缩写 ABWR Advanced Boiling Water Reactor 先进沸水堆 APWR Advanced Pressurized Water Reactor 先进压水堆 AP Advanced Passive Plant 先进非能动厂 ADS Accelerator driven system 加速器驱动机构 AFP Auxiliary Feed-water Pump 辅助给水泵 ASME American Society of Mechanical Engineers 美国机械工程师协会ASCOT assessment of safety culture organizational teams 安全文化组织机构评价ATWS Anticipated Transient Without Screen 未能停堆的预期瞬态ANSI American National Standards Institute 美国标准协会 ALARA as low as reasonably achievable 合理可行尽量低原则BWR boiling water reactor 沸水堆 BDBA Beyond Design Basic Accident 超设计基准事故 BOL Beginning Of Life 寿期初 CEFR China Experimental Fast Reactor 中国实验快堆 CSS Containment Spray System 安全壳喷淋系统 CVCS Chemical and Volume Control System 化学容积控制系统CNNC china national nuclear corporation 中国核工业集团CSRDM Control and Safety Rod Drive Mechanism 控制棒安全棒驱动机构CHF Critical Heat Flux 临界热流密度
核反应堆物理分析名词解释及重要概念整理
第一章—核反应堆的核物理基础 直接相互作用：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使其从核里发射出来，而中子却留在了靶核内的核反应。 中子的散射：散射是使中于慢化(即使中子的动能减小)的主要核反应过程。 非弹性散射：中子首先被靶核吸收而形成处于激发态的复合核，然后靶核通过放出中子并发射γ射线而返回基态。 弹性散射：分为共振弹性散射和势散射。 111001 100[]A A A Z Z Z A A Z Z X n X X n X n X n +*+→→++→+ 微观截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率，或表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。 宏观截面：表征一个中子与单位体积内原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量。也是一个中子穿行单位距离与核发生相互作用的概率大小的一种度量。 平均自由程：中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均自由程。 核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。 中子通量密度：某点处中子密度与相应的中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。 多普勒效应：由于靶核的热运动随温度的增加而增加，所以这时共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值也逐渐减小，这种现象称为多普勒效应或多普勒展宽。 瞬发中子和缓发中子：裂变中，99％以上的中子是在裂变的瞬间(约10-14s)发射出来的，把 这些中子叫瞬发中子；裂变中子中，还有小于1％的中子是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫缓发中子。 第二章—中子慢化和慢化能谱 慢化时间：裂变中子能量由裂变能慢化到热能所需要的平均时间。 扩散时间：无限介质内热中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间。 平均寿命：在反应堆动力学计算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命。 慢化密度：在r 处每秒每单位体积内慢化到能量E 以下的中子数。 分界能或缝合能：通常把某个分界能量E c 以下的中子称为热中子， E c 称为分界能或缝合能。 第三章—中子扩散理论 中子角密度：在r 处单位体积内和能量为E 的单位能量间隔内，运动方向为Ω的单位立体角内的中子数目。 慢化长度：中子从慢化成为热中子处到被吸收为止在介质中运动所穿行的直线距离。 徙动长度：快中子从源点产生到变为热中子而被吸收时所穿行的直线距离为r M 。 第四章—均匀反应堆的临界理论 反射层的作用： 1. 减少芯部中子泄漏，从而使得芯部的临界尺寸要比无反射层时的小，节省一部分燃料；
反应堆安全分析期末考试复习资料
冗余度：核电厂完成安全功能的系统采用多个同样类型的系统连接起来，用以防止在某一个系统失效后余下的系统能够保证其安全功能。 多样性：采用两个或者多个独立的方法或系统来完成同一个功能。 独立性：系统设计中通过功能隔离或实体隔离，实现系统布置和设计的独立性。 故障安全：核系统或部件发生故障时，电厂应能在毋需任何触发动作的情况下进入安全状态。单一故障：导致某一部件不能执行其预定安全功能的随机故障，包括由该故障引起的所有继发故障。 单一故障准则：满足单一故障准则的设备组合，在其任何部位发生单一故障时仍能保持所赋予的功能。 核安全文化：安全文化是存在于单位和个人的种种特性和态度的总和，它建立在一种超出一切之上的观念，即核电站安全问题由于它的重要性要保证得到应有的重视。 始发事件：能导致放射性核素向环境释放的所有起因事件，都可作为核电厂概率安全评价的始发事件。 初因事件：：造成核电厂扰动并且有可能导致堆芯损害的事件。 固有安全性：当反应堆出现异常工况时，不依靠人为操作或外部设备的强制性干预，只是由堆的自然安全性和非能动的安全性，控制反应性或移出堆芯热量，使反应堆趋于正常运行和安全停闭。 停堆余量（深度）：全部毒物都投入堆芯时，反应堆芯达到的负反应性。 热流量：单位时间传递的热量。 热通量（热流密度）：单位时间通过单位面积传递的热量。 传热系数：单位时间、单位面积、温度差为1℃时传递的热量，即单位传热量。 对流换热系数h：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。 大容器沸腾：由浸没在具有自由表面原来静止的大容积液体内的受热面所产生的沸腾 饱和沸腾：液体主体温度达到饱和温度，壁面温度高于饱和温度所发生的沸腾称为饱和沸腾。热管：在堆芯中集中了所有关于核的和合理的不利工程因素的具有最大积分功率输出、最小冷却剂流量和最大冷却剂焓升的冷却剂通道。 热点：堆芯集中了所有关于核的和合理的不利工程因素，在堆热工设计准则中定义为限制条件的点。在堆芯内最危险的燃料元 件上的点。 偏离泡核沸腾：冷却剂通道中燃料元件表面某一点的临界热流量qDNB与该点的实际热流量的比值 子通道模型：认为相邻通道是相互关联的，沿着整个堆芯高度，相邻通道的冷却剂间发生着质量、动量和热量交换。 比放射性活度：单位质量或体积的放射性核素的放射性活度。 核燃料线功率密度：单位长度的核燃料棒所释放的功率。 热阱：接受反应堆排除余热的场所。 核应急：是需要立即采取某些超出正常工作程序的行动以避免核事故发生或减轻核事故后果的状态，又称“核紧急状态”。 应急计划：又称应急响应计划。在应急计划中规定核设施营运单位、地方破府等向国家和公众所承担的应急准备和响应的任务。
核反应堆安全分析复习内容
核反应堆安全分析 Ch1: 1.1安全总目标与两个辅助目标 1.2安全设计的基本原则 1.3核安全文化的定义和含义 1.4不要求 Ch2： 2.1四种安全性因素 2.2反应堆的三种安全功能及其如何实现 2.3专设安全设施的功能及设计原则 Ch3：不要求 Ch4： 4.1：四类运行工况的定义，八种典型始发事故，核电厂运行状态示意图 4.2：看看吧 4.3：P66页的图看懂，反馈的作用 4.4—4.8：主要是事故过程分析，解释事故曲线的变化趋势。（个人认为4.6,4.7两节最重要）4.9：单老师说这一节不会考读图题，看看概念吧 4.10：大体看看吧 Ch5： 5.1：高压熔堆与低压熔堆的特点 5.2—5.4：大体了解堆芯的融化过程及压力容器与安全壳内的过程 5.5---5.6：大体看看吧，好好看看应急计划区 Ch7： 单老师说可能考PSA的三个等级，同时会有故障树分析的大题，选了PSA的同学窃喜，没选的就好好看看吧 答疑情报：题型有填空，简答与读图题，1.4与第三章不考，失水事故不考读图题，带公式的都不用看，最后他说他出题很随意，卷子还没出，那就最后出成啥样就只有天知地知他知了。先把重点的看完了，时间充裕的话那些非安全级的也大体看看吧，有点印象就行了，好好复习吧。 安全的总的目标：在核电厂里建立并维持一套有效的防护措施，以保证工作人员、社会及环境免遭放射性危害。 辅助目标： 辐射防护目标：确保在正常运行时核电厂及从核电厂释放出的放射性物质引起的辐射照射保持在合理可行尽量低的水平，并且低于规定的限值，还确保事故引起的辐射照射的程度得到缓解。 技术安全目标：有很大把握预防核电厂事故的发生；对于核电厂设计中考虑的所有事故，甚至对于那些发生概率极小的事故都要确保其放射性后果（如果有的话）是小的；确保那些会带来严重放射性后果的严重事故发生的概率非常低。 核设施的设计基准事故：每项专设安全设施都有其特定控制的事故，对其控制效率进行确定性分析来决定这些设施的设计参量，要求安全设施达到最极端设计参量的事故称为核设施的设计基准事故。 安全分析的内容：所有计划的正常运行模式；在预计运行事件下的核电厂性能；设计基准事
核反应堆安全分析考试要点
一、安全的总目标：核电厂里建立并维持一套有效的防护措施，以保证工作人员、居民及环境免遭放射性危害。 辐射防护目标：确保在正常运行时核电厂及从核电厂释放出的放射性物质引起的辐射照射保持在合理可行尽量低的水平，并且低于规定的限值，还确保事故引起的辐射照射的程度得到缓解。 纵深防御原则：在核电厂设计中要求提供多层次的设备和规程，用以防止事故，或在未能防止事故时保证适当的防护 纵深防御目的1：防止偏离正常运行及系统故障 2：检测和纠正偏离正常运行状态，以防止预计运行事件升级为事故工况3：限制事故的放射性后果，保障公众的安全。 4：应付可能已超出设计基准事故的严重事故，并使放射性后果合理可行尽量低。 5、减轻事故工况下可能的放射性物质释放后果 三道屏障：1燃料元件包壳：2一回路压力边界3安全壳 安全设计的基本原则：单一故障准则（在其任何部位发生单一随机故障时，仍能保持所赋予的功能）多样性原则（通过多重系统或部件中引入不同属性来提高系统的可靠性）独立性原则（功能隔离或实体分离，防止发生共因故障或共模故障）故障安全原则（核系统或部件发生故障时，电厂应能在毋需任何触发动作的情况下进入安全状态）定期试验维护检查的措施、充分采用固有安全性的设计原则、运行人员操作优化的设计。 四确保反应堆安全的四种安全性要素：(1) 自然的安全性。2非能动的安全性。 (3) 能动的安全性。。(4) 后备的安全性。固有安全性：当反应堆出现异常工况时，不依靠人为操作或外部设备的强制性干预，只是由堆的自然安全性和非能动安全性，控制反应性或移出堆芯热量，使反应堆趋于正常运行和安全停闭。四、反应堆安全设施有特定的安全功能：在所有情况下，正常运行或反应堆停闭状态1有效地控制反应性，2确保堆芯冷却，3包容放射性产物 五、专设安全设施的原因及功能 原因，当反应堆运行发生异常或事故工况下，仅仅依靠正常的控制保护系统仍不足以保障堆芯的冷却在压水堆核电厂中，一旦发生因冷却系统管道破裂的失水事故是及时反应堆紧急停闭也可以是燃料包壳烧毁，甚至熔化同时会危及安全壳的完整性。功能：1发生失水事故时，向堆芯注入含硼水；2. 阻止放射性物质向大气释放3.阻止氢气在安全壳中浓集4向蒸汽发生器应急供水。
《核反应堆热工分析》复习资料
第一章绪论（简答） 1. 核反应堆分类： 按中子能谱分快中子堆、热中子堆 按冷却剂分轻水堆(压水堆,沸水堆)、重水堆、气冷堆、钠冷堆 按用途分研究试验堆:研究中子特性、生产堆: 生产易裂变材料、动力堆:发电舰船推进动力2.各种反应堆的基本特征: 3.压水堆优缺点： 4.沸水堆与压水堆相比有两个优点：第一是省掉了一个回路，因而不再需要昂贵的蒸汽发生器。第二是工作压力可以降低。为了获得与压水堆同样的蒸汽温度，沸水堆只需加压到约72个大气压，比压水堆低了一倍。 5.沸水堆的优缺点： 6.重水堆优缺点：优点： ●中子利用率高（主要由于D吸收中子截面远低于H） ●废料中含235U极低，废料易处理 ●可将238U 转换成易裂变材料 238U + n →239Pu 239Pu + n →A+B+n+Q(占能量一半)
缺点： ●重水初装量大，价格昂贵 ●燃耗线（8000～10000兆瓦日／T（铀）为压水堆1/3） ●为减少一回路泄漏（因补D2O昂贵）对一回路设备要求高 7.高温气冷堆的优缺点：优点： ●高温，高效率（750～850℃，热效率40％） ●高转换比，高热耗值（由于堆芯中没有金属结构材料只有核燃料和石墨，而石墨吸收中子截面小。转换比0.85，燃耗10万兆瓦日/T（铀）） ●安全性高（反应堆负温度系数大，堆芯热容量大，温度上升缓慢，采取安全措施裕量大） ●环境污染小（采用氦气作冷却剂，一回路放射性剂量较低，由于热孝率高排出废热少）●有综合利用的广阔前景（如果进一步提高氦气温度～900℃时可直接推动气轮机；～1000℃时可直接推动气轮机热热效率大于50％；～1000－1200℃时可直接用于炼铁、化工及煤的气化） ●高温氦气技术可为将来发展气冷堆和聚变堆创造条件 8.钠冷快堆的优缺点：优点： ●充分利用铀资源 239Pu + n →A+B＋2.6个n 238U + 1.6个n →1.6个239Pu （消耗一个中子使1.6个238U 转换成239Pu ）●堆芯无慢化材料、结构材料，冷却剂用量少 ●液态金属钠沸点为895℃堆出口温度可高于560 ℃ 缺点： ●快中子裂变截面小，需用高浓铀（达～33％） ●对冷却剂要求苛刻，既要传热好又不能慢化中子，Na是首选材料，Na是活泼金属，遇水会发生剧烈化学反应，因此需要加隔水回路 9.各种堆型的特点、典型运行参数 第二章堆芯材料选择和热物性（简答） 1.固体核燃料的5点性能要求：教材14页 2.常见的核燃料：金属铀和铀合金、陶瓷燃料、弥散体燃料 3.选择包壳材料，必须综合考虑的7个因素：包壳材料的选择 ?中子吸收截面要小 ?热导率要大 ?材料相容性要好
核反应堆安全分析概念复习
第一章核反应堆的安全的基本准则 安全的总目标：核电厂里建立并维持一套有效的防护措施，以保证工作人员、居民及环境免遭放射性危害。 辐射防护目标：确保在正常运行时核电厂及从核电厂释放出的放射性物质引起的辐射照射保持在合理可行尽量低的水平，并且低于规定的限值，还确保事故引起的辐射 照射的程度得到缓解。 技术安全目标：有很大把握预防核电厂事故的发生；对于核电厂设计中考虑的所有事故，甚至对于那些发生概率极小的事故都要确保其放射性后果（如果有的话）是 小的；确保那些会带来严重放射性后果的严重事故发生的概率非常低。 纵深防御原则：在核电厂设计中要求提供多层次的设备和规程，用以防止事故，或在未能防止事故时保证适当的防护（defense in depth） 1：防止偏离正常运行及防止系统失效 2：检测和纠正偏离正常运行状态，以防止预计运行事件升级为事故工况 3：限制事故的放射性后果，保障公众的安全。 4：应付可能已超出设计基准事故的严重事故，并使放射性后果合理可行尽量低。 多道屏障(Multi-barrier)：燃料元件包壳(cladding)，一回路压力边界(primary system envelope)，安全壳(containment) 安全设计的基本原则： 单一故障准则（在其任何部位发生单一随机故障时，仍能保持所赋予的功能） 多样性原则（通过多重系统或部件中引入不同属性来提高系统的可靠性） 独立性原则（功能隔离或实体分离，防止发生共因故障或共模故障）故障安全原则（核系统或部件发生故障时，电厂应能在毋需任何触发动作的情况下进入安全状态）定期试验维护检查的措施、充分采用固有安全性的设计原则、运行人员操作优化的设计。 核反应堆运行安全的管理三要素：管理层，操纵员，机组 核安全文化： 核安全文化是存在于单位和个人中的种种特性和态度的总和，它建立一种超出一切之上的观念，即核电厂安全问题由于它的重要性要保证得到应有的重视。 核安全文化是所有从事与核安全相关工作的人员参与的结果，它包括电厂员工、电厂管理人员及政府决策层。 第二章核电厂的安全系统 确保反应堆安全的四种安全性要素： (1) 自然的安全性。只取决于内在负反应性系数、多普勒效应、控制棒借助重力落入堆芯等自然科学法则的安全性，事故时能控制反应堆反应性或自动终止裂变，确保堆芯不熔化。 (2) 非能动的安全性。建立在惯性原理(如泵惰转)、重力法则(如位差)、热传递法则等基础上的非能动设备(无源设备)的安全性，即安全功能的实现毋需依赖外来的动力。 (3) 能动的安全性。必须依靠能动设备(有源设备)，即需由外部条件加以保证的安全性。 (4) 后备的安全性。指由冗余系统的可靠度或阻止放射性物质逸出的多道屏障提供的安全性保证。 固有安全性：当反应堆出现异常工况时，不依靠人为操作或外部设备的强制性干预，只是由堆的自然安全性和非能动安全性，控制反应性或移出堆芯热量，使反应堆趋于 正常运行和安全停闭。 固有安全堆：具备有这种能力的反应堆，即主要依赖于自然的安全性，非能动的安全性和后备安全性的反应堆体系被称为固有安全堆。