文档介绍：核电知识介绍中国核工业华兴建设有限公司核电工程事业部 0. 核电原理(一) ?什么是核电站? 核电站是利用在动力反应堆中进行的核裂变反应所产生的热能来发电的动力设施。目前世界上核电站采用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆、快堆以及高温气冷堆等,但比较广泛使用的是压水反应堆,约占核电总装机容量的 70% 。压水反应堆是以普通水作冷却剂和慢化剂,它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。 2 0. 核电原理(二) ?什么是核能与核裂变? 世界上一切物质都由原子构成。原子由带正电的原子核和围绕它高速旋转的带负电的电子构成,原子核由质子和中子构成。中子撞击原子核引起原子核裂变,裂变的过程释放出能量,同时又产生了新的中子。新产生的中子引起新的原子核裂变,裂变反应连续不断地进行下去,同时不断产生能量。这个过程就是链式核裂变反应。铀- 235 原子核在中子的轰击下可以发生核裂变并同时放出能量,此外,铀- 233 、钚- 239 等也能产生核裂变反应,核裂变反应放出的能量就是核能。 3 0. 核电原理(三) ?什么是核燃料? 核燃料是可在核反应堆中通过核裂变产生核能的材料,是铀矿石经过开采、初加工、铀转化、铀浓缩,进而加工成核燃料元件。压水堆核电站用的是浓度为 3% 左右的核燃料(铀-235 )。1 千克铀- 235 裂变释放的能量相当于 2,700 吨标准煤燃烧释放的能量。一座 100 万千瓦的火电站一年燃烧标准煤约 230 万吨, 而一座 100 万千瓦的核电站一年消耗核燃料约 30 吨。 4 0. 核电原理(四) ?压水式核反应堆与***的区别***由浓度为 90% 以上的铀- 235 或钚- 239 和复杂精密的引爆装置构成。引爆装置使烈性炸药爆炸,将高浓度的铀- 235 或钚- 239 迅猛压紧,使它瞬间形成剧烈的、不受控制的链式裂变反应,巨大的能量在瞬间释放出来,发生核爆炸。压水式核反应堆内铀- 235 的浓度只有 3% 左右,且分散布置, 在任何情况下都不可能紧聚在一起发生核爆炸,而且反应堆还有多重安全保护系统,确保它不会失控。 5 0. 核电原理(五) ?压水堆核电厂原理压水堆核电厂主要由压水反应堆、反应堆冷却剂系统(简称一回路)、蒸汽和动力转换系统(又称二回路)、循环水系统、发电机和输配电系统及其辅助系统组成,其流程原理如图 所示。通常将一回路及核岛辅助系统、专设安全设施和厂房称为核岛。二回路及其辅助系统和厂房与常规火电厂系统和设备相似,称为常规岛。电厂的其他部分,统称配套设施。实质上,从生产的角度讲,核岛利用核能生产蒸汽,常规岛用蒸汽生产电能。 6 0. 核电原理(六) ?压水堆核电厂原理现代商用压水堆核电厂反应堆冷却剂系统一般有二至四条并联在反应堆压力容器上的封闭环路图 。每一条环路由一台蒸汽发生器、一台或两台反应堆冷却剂泵及相应的管通组成。一回路内的高温高压含硼水,由反应堆冷却剂泵输送,流经反应堆堆芯,吸收了堆芯核裂变放出的热能,再流进蒸汽发生器,通过蒸汽发生器传热管壁,将热能传给二回路蒸汽发生器给水,然后再被反应堆冷却剂泵送入反应堆。如此循环往复, 构成封闭回路。整个一回路系统设有一台稳压器,一回路系统的压力靠稳压器调节,保持稳定。 7 1. 核电简史(一) 1954 年,苏联建成世界上第一座核电站——奥布宁斯克核电站。到 1960 年,有5个国家建成 20 座核电站,装机容量 1,279 兆瓦。到 1966 年,核能发电的成本已低于火力发电的成本,核能发电真正迈入实用阶段。 1978 年全世界 22 个国家和地区正在运行的 30 兆瓦以上的核电站反应堆已达 200 多座,总装机容量已达 107,776 兆瓦;到 1991 年,全世界近 30 个国家和地区建成的核电机组为 423 套, 总容量为 亿千瓦,其发电量占全世界总发电量的约 16 %。 8 1. 核电简史(二) 至 20 世纪 80 年代初期,核电主要集中在美、苏、英、法和加拿大等少数几个国家中。由于 1979 年美国三哩岛事件和 1986 年前苏联切尔诺贝利事件的影响,核电的发展在世界范围内受到严重的挫折,欧美大部分国家基本停止核电新项目的建设。但由于传统能源(煤/油/气等) 短缺日益突出,对核能发电的研究一致没有停止。近 10 年来世界主要核电国家开发了一系列第三代核电堆型: AP1000 (美国西屋公司)、 EPR (法国法马通公司和德国西门子公司于 1991 年共同开发)、 ABWR (先进沸水堆,是目前唯一有运行电厂和经过运行考验的第三代先进型核电厂)。 9 1. 核电简史(三) 从 1991 年中国自主设计完成的秦山一期 30 万千瓦压水堆核电机组并网发电,到 1994 年5月6日大