核電新能源介紹

核電新能源介紹

核電新能源介紹核電新能源介紹引言核電是清潔的能源，也是一種經(jīng)濟(jì)可靠的能源。核電產(chǎn)業(yè)是一種危險(xiǎn)與貢獻(xiàn)共存的能源產(chǎn)業(yè)。風(fēng)險(xiǎn)與利益的平衡－－質(zhì)量、安全核電新能源介紹一、核基礎(chǔ)知識二、核電站的優(yōu)勢三、歷史上重大影響的核安全事故四、什么是核安全五、核電站混凝土特殊性六、核電特殊性的表現(xiàn)七、世界核電發(fā)展簡介核電新能源介紹一、核基礎(chǔ)知識——物質(zhì)的構(gòu)成原子：世界上一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成。原子由帶正電的原子核和圍繞它高速旋轉(zhuǎn)的帶負(fù)電的電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。核電新能源介紹——核裂變

核能：鈾-235原子核在中子的轟擊下可以發(fā)生裂變并同時(shí)釋放出能量，此外，鈾-233，钚-239等也能產(chǎn)生核裂變反應(yīng)，核裂變反應(yīng)放出的能量就是核能?！穗娬镜慕M成核系統(tǒng)及核設(shè)備，又稱為核島；常規(guī)系統(tǒng)及常規(guī)設(shè)備，又稱為常規(guī)島。這兩部分就組成了核能發(fā)電系統(tǒng)。核島中主要的設(shè)備為核反應(yīng)堆及由載熱劑（冷卻劑）提供熱量的蒸汽發(fā)生器，它替代常規(guī)火電站中蒸汽鍋爐的作用。常規(guī)島的主要設(shè)備為氣輪機(jī)和發(fā)電機(jī)及其相應(yīng)附屬設(shè)備，常規(guī)島的組成與常規(guī)火電站氣輪機(jī)大致相同。—核反應(yīng)堆原理

反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進(jìn)行。反應(yīng)堆種類很多，核電站中使用最多的是壓水堆。壓水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指頭大的燒結(jié)二氧化鈾芯塊，裝到鋯合金管中，將三百多根裝有芯塊的鋯合金管組裝在一起，成為燃料組件。大多數(shù)組件中都有一束控制棒，控制著鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的強(qiáng)度和反應(yīng)的開始與終止。壓水堆以水作為冷卻劑在主泵的推動下流過燃料組件，吸收了核裂變產(chǎn)生的熱能以后流出反應(yīng)堆，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，在那里把熱量傳給二次側(cè)的水，使它們變成蒸汽送去發(fā)電，而主冷卻劑本身的溫度就降低了。從蒸汽發(fā)生器出來的主冷卻劑再由主泵送回反應(yīng)堆去加熱。冷卻劑的這一循環(huán)通道稱為一回路，一回路高壓由穩(wěn)壓器來維持和調(diào)節(jié)。核電新能源介紹二、核電站的優(yōu)勢1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電,核能發(fā)電不會造成空氣污染。2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。3.核燃料能能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運(yùn)輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送。4.核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。核電新能源介紹不同電廠對比表電廠煤天然氣油核電容量KW100100100100發(fā)電量億度（年）55555565燃料萬噸300～360771040.0024CO2萬t5882482900SO2萬t4.80.200煙塵萬t0.9000灰渣萬t45000核電新能源介紹三、歷史上重大影響的核安全事故核電站歷史上的兩大事故對核安全思想的發(fā)展有著重大的影響：1.1979年3月28日發(fā)生在美國的三里島事故；2.1986年4月26日發(fā)生在原蘇聯(lián)烏克蘭的切爾諾貝利事故。3.2011年3月11日，日本福島第一核電站1號反應(yīng)堆泄露。核電新能源介紹1.三里島核事故（ThreeMileIsland-2）1979年3月28日凌晨4時(shí)，美國賓夕法尼亞州的三里島核電站第2組反應(yīng)堆的操作室里，紅燈閃亮，汽笛報(bào)警，渦輪機(jī)停轉(zhuǎn)，堆芯壓力和溫度驟然升高，2小時(shí)后，大量放射性物質(zhì)溢出。在三里島事件中，從最初清洗設(shè)備的工作人員的過失開始，到反應(yīng)堆徹底毀壞，整個(gè)過程只用了120秒。6天以后，堆芯溫度才開始下降，蒸氣泡消失——引起氫爆炸的威脅免除了。100噸鈾燃料雖然沒有熔化，但有60%的鈾棒受到損壞，反應(yīng)堆最終陷于癱瘓。此事故為核事故的第五級。（核事故共7個(gè)級別，級別越高，危害越大核電新能源介紹2、原蘇聯(lián)切爾諾貝利事故：1986年4月26日：前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生大爆炸，其放射性云團(tuán)直抵西歐，造成約八千人死于輻射導(dǎo)致的各種疾病。1986年4月26日凌晨，位于蘇聯(lián)烏克蘭加盟共和國首府基輔以北130公里處的切爾諾貝利核電站發(fā)生猛烈爆炸，反應(yīng)堆機(jī)房的建筑遭到毀壞，同時(shí)發(fā)生了火災(zāi)，反應(yīng)堆內(nèi)的放射物質(zhì)大量外泄，周圍環(huán)境受到嚴(yán)重污染，造成了核電史上迄今為止最嚴(yán)重的事故。1986年4月25日（事故前一天），切爾諾貝利核電站第4號反應(yīng)堆的工作人員違反操作規(guī)程連續(xù)切斷反應(yīng)堆的電源，使主要冷卻系統(tǒng)停止工作。于是堆芯溫度迅速升高，造成氫氣過濃，以至26日凌晨發(fā)生猛烈爆炸，爆炸引起機(jī)房起火，濃煙使人呼吸困難，放射性物質(zhì)不斷外溢。核電新能源介紹切爾諾貝利事故照片核電新能源介紹切爾諾貝利事故照片3.福島核電站泄露事件2011年3月11日在日本東方外海發(fā)生的規(guī)模陣級9.0級地震、與緊接引起的海嘯，在福島第一核電站造成的一系列設(shè)備損壞、堆芯熔化、輻射釋放等災(zāi)害事件，為1986年切爾諾貝利以來最嚴(yán)重的核子事故核電新能源介紹四、什么是核安全現(xiàn)代技術(shù)和安全管理作為支撐；運(yùn)行實(shí)踐與常規(guī)能源相對比：——核電是安全、清潔、經(jīng)濟(jì)的能源。但是，核電也存在安全問題，與常規(guī)能源相比，其安全的特殊性就是“核安全”。核電新能源介紹什么是核安全？回答：核安全就是核設(shè)施在其設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行及停役期間為保護(hù)職工、公眾、及環(huán)境免受可能的放射性危害所采取的所有措施的總和。簡言之，核安全就是核設(shè)施不發(fā)生放射性物質(zhì)的不可控的過量釋放和工作過程中對人員的失控的過量照射。反言之：放射性物質(zhì)的不可控的過量釋放和工作過程中對人員的失控的過量照射就是核安全事故或事件。核電新能源介紹五、核電站混凝土特殊性—即核電站與常規(guī)電廠混凝土不一樣的道理核電新能源介紹——多重屏障體系－不讓放射性物質(zhì)泄漏出去（1）

核裂變反應(yīng)會產(chǎn)生許多放射性物質(zhì)，包括裂變碎片和它們的衰變產(chǎn)物及射線、射線、射線、中子等，因此有很強(qiáng)的放射性。核電新能源介紹——多重屏障體系－不讓放射性物質(zhì)泄漏出去（2）核電新能源介紹核電站，混凝土是第一關(guān)。把混凝土這一關(guān)把好了，就為核電站建設(shè)奠定了好基礎(chǔ)。有人說，核電站混凝土和常規(guī)電站沒有什么不一樣。在這里認(rèn)真地告訴大家，就是不一樣。不一樣的不是混凝土的本質(zhì)，而是它的作用。反應(yīng)堆廠房是核安全的最后一道實(shí)體屏障，它的作用不僅是力學(xué)意義上的“抗體”，而是輻射防護(hù)的最后一道防線。正因?yàn)樗谠O(shè)計(jì)壽期內(nèi)要承受放射性的輻照，所以我們說核電站壽期40年，60年，實(shí)際上是混凝土的耐受“射線穿透”年限，并不是在壽期時(shí)混凝土能“塌”了的問題。即核電站混凝土同普通電廠不一樣，即核電站混凝土具有特殊性。所以：每個(gè)核電站都要設(shè)置采石場、砂石料加工生廠、混凝土攪拌站、實(shí)驗(yàn)室，以保證混凝土的質(zhì)量。核電新能源介紹采石場核電新能源介紹砂石料加工廠核電新能源介紹混凝土攪拌站核電新能源介紹試驗(yàn)室核電新能源介紹六、核電特殊性的表現(xiàn)1、政府——嚴(yán)密監(jiān)管·完整的法律標(biāo)準(zhǔn)體系（HAF003等法規(guī)）·嚴(yán)格的許可證制度·嚴(yán)格的審批流程(技術(shù)審核、專家咨詢、行政決策)·全過程控制核電廠建設(shè)和運(yùn)行2、社會——高度關(guān)注、政治影響大·國外2起核安全事故對世界核電的打擊·大亞灣核電建設(shè)過程時(shí)，核島底板漏鋼筋事件，香港組織游行抗議，大連紅沿河核島底板插筋漏放事件·建設(shè)項(xiàng)目嶺澳二期主變壓器燒毀事件，驚動國務(wù)院，國資委牽頭調(diào)查·運(yùn)行電廠大亞灣燃料棒破損事件，香港反應(yīng)強(qiáng)烈3、技術(shù)復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)高；設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工非標(biāo)準(zhǔn)化；造價(jià)高；工期長；非市場化；輻射防護(hù)；核安全應(yīng)急。

核電新能源介紹世界核電概況自1951年12月美國實(shí)驗(yàn)增殖堆1號（EBR-1）首次利用核能發(fā)電以來，世界核電至今已近60年的發(fā)展歷史。

全世界核電運(yùn)行機(jī)組共有440多臺，其發(fā)電量約占世界發(fā)電總量的16%。主要堆型包括：壓水堆、沸水堆、石墨水冷堆、重水堆、氣冷堆七、世界核電發(fā)展簡介核電新能源介紹核電新能源介紹壓水堆：用高壓輕水作冷卻劑和慢化劑，用富集鈾作核燃料。堆芯熱量通過蒸汽發(fā)生器傳遞給二回路，由蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。世界上大部分核電站使用壓水堆。核電新能源介紹沸水堆：用沸騰水作冷卻劑和慢化劑，用富集鈾作核燃料。沸水堆與壓水堆同屬輕水堆不同之處在于：沸水堆取消了蒸汽發(fā)生器，核蒸汽直接災(zāi)堆芯產(chǎn)生；兩者的運(yùn)行控制方式差別很大沸水堆核電站主要分布在美國和日本；我國沒有沸水堆商用核電站核電新能源介紹石墨水冷堆：用石墨材料作慢化劑，以輕水作冷卻劑，用富集鈾作核料。與壓水堆的主要區(qū)別：1.反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)不同2.用石墨材料作慢化劑3.低功率時(shí)存在功率激蕩現(xiàn)象4.沒有安全殼廠房核電新能源介紹石墨水冷堆圖核電新能源介紹重水堆用重水作慢化劑，以輕水作冷卻劑，用天然鈾或低富集作核燃料。商用重水堆主要是加拿大原子能公司發(fā)展的CANDU堆系列。CANDU堆：1.CANDU堆可以實(shí)現(xiàn)不停堆換料。2.重水成本高，乏燃料產(chǎn)生量大，可用率不高3.造價(jià)高，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜我國秦山三期從加拿大引進(jìn)了兩臺70萬千瓦級CANDU堆。核電新能源介紹氣冷堆：用石墨作慢化劑，以惰性氣體或CO2作冷卻劑。英國MAGNOX堆是較為成功的商用氣冷堆，目前還在商業(yè)行，其它則主要用于研究或基本退出商業(yè)運(yùn)行。對氣冷堆的認(rèn)識（僅供參考）：至今仍未形成標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，新技術(shù)的研究尚在進(jìn)行之中運(yùn)行成本高，可用率不高。是第四代核電站潛在堆型之一。核電新能源介紹核電站技術(shù)大致可以分四代

：第一代核電站：第一代核電站的開發(fā)與建設(shè)開始于上世紀(jì)50年代

1954年，前蘇聯(lián)建成電功率為五千千瓦的實(shí)驗(yàn)性核電站1957年，美國建成電功率為九萬千瓦的ShippingPort原型核電站這些成就證明了利用核能發(fā)電的技術(shù)可行性上述實(shí)驗(yàn)性和原型核電機(jī)組被稱為第一代核電機(jī)組核電新能源介紹第二代核電站：上世紀(jì)６０年代后期，在實(shí)驗(yàn)性和原型核電機(jī)組基礎(chǔ)上，陸續(xù)建成電功率在３０萬千瓦以上的壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核電機(jī)組它們在進(jìn)一步驗(yàn)證核電技術(shù)可行性的同時(shí)，也驗(yàn)證了核電的經(jīng)濟(jì)性。上世紀(jì)７０年代，因石油漲價(jià)引發(fā)的能源危機(jī)促進(jìn)了核電的大發(fā)展。目前世界上商業(yè)運(yùn)行的400多座核電機(jī)組絕大部分是在這段時(shí)期建成的，習(xí)慣上稱之為第二代核電機(jī)組。核電新能源介紹第三代核電站：上世紀(jì)90年代，為了解決三里島和切爾諾貝利核電站的嚴(yán)重事故的負(fù)面影響，世界核電業(yè)界集中力量對嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解進(jìn)行了研究和攻關(guān)。美國和歐洲先后出臺了URD文件和EUR文件，進(jìn)一步明確了預(yù)防與緩解嚴(yán)重事故、提高安全可靠性和改善人因工程、降低造價(jià)等方面的要求。通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機(jī)組稱為第三代核電機(jī)組。目前比較成熟的第三代核電技術(shù)方案有ABWR、SBWR、AP1000、EPR、SYSTEM80+和APR1400等型號。ABWR為沸水堆，已建成投產(chǎn)并有良好的運(yùn)行業(yè)績。其它主要為壓水堆，目前處于“在建”、“待建”或“設(shè)計(jì)論證”狀態(tài)。核電新能源介紹第四代核電站：第四代核電站的設(shè)計(jì)由美國發(fā)起2000年年初，在美國能源部的倡議下，美國、英國、瑞士、南非、日本、法國、加拿大、巴西、韓國和阿根廷等10個(gè)國家，聯(lián)合組成了“第四代國際核能論壇”（GIF）。2001年7月，相關(guān)國家簽署合約，約定共同合作研究開發(fā)第四代核能技術(shù)。根據(jù)設(shè)想，第四代核能方案的安全性和