核电新能源介绍.

核电新能源介绍核电新能源介绍引言核电是清洁的能源，也是一种经济可靠的能源。核电产业是一种危险与贡献共存的能源产业。风险与利益的平衡－－质量、安全核电新能源介绍一、核基础知识二、核电站的优势三、历史上重大影响的核安全事故四、什么是核安全五、核电站混凝土特殊性六、核电特殊性的表现七、世界核电发展简介核电新能源介绍一、核基础知识•——物质的构成•原子：世界上一切物质都是由原子构成。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。核电新能源介绍——核裂变核能：铀-235原子核在中子的轰击下可以发生裂变并同时释放出能量，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。—核电站的组成核系统及核设备，又称为核岛；常规系统及常规设备，又称为常规岛。这两部分就组成了核能发电系统。核岛中主要的设备为核反应堆及由载热剂（冷却剂）提供热量的蒸汽发生器，它替代常规火电站中蒸汽锅炉的作用。常规岛的主要设备为气轮机和发电机及其相应附属设备，常规岛的组成与常规火电站气轮机大致相同。—核反应堆原理反应堆是核电站的关键设计，链式裂变反应就在其中进行。反应堆种类很多，核电站中使用最多的是压水堆。压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块，装到锆合金管中，将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起，成为燃料组件。大多数组件中都有一束控制棒，控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件，吸收了核裂变产生的热能以后流出反应堆，进入蒸汽发生器，在那里把热量传给二次侧的水，使它们变成蒸汽送去发电，而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通道称为一回路，一回路高压由稳压器来维持和调节。核电新能源介绍二、核电站的优势1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电,核能发电不会造成空气污染。2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3.核燃料能能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。4.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。核电新能源介绍不同电厂对比表电厂煤天然气油核电容量KW100100100100发电量亿度（年）55555565燃料万吨300～360771040.0024CO2万t5882482900SO2万t4.80.200烟尘万t0.9000灰渣万t45000核电新能源介绍三、历史上重大影响的核安全事故核电站历史上的两大事故对核安全思想的发展有着重大的影响：1.1979年3月28日发生在美国的三里岛事故；2.1986年4月26日发生在原苏联乌克兰的切尔诺贝利事故。3.2011年3月11日，日本福岛第一核电站1号反应堆泄露。核电新能源介绍1.三里岛核事故（ThreeMileIsland-2）1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第2组反应堆的操作室里，红灯闪亮，汽笛报警，涡轮机停转，堆芯压力和温度骤然升高，2小时后，大量放射性物质溢出。在三里岛事件中，从最初清洗设备的工作人员的过失开始，到反应堆彻底毁坏，整个过程只用了120秒。6天以后，堆芯温度才开始下降，蒸气泡消失——引起氢爆炸的威胁免除了。100吨铀燃料虽然没有熔化，但有60%的铀棒受到损坏，反应堆最终陷于瘫痪。此事故为核事故的第五级。（核事故共7个级别，级别越高，危害越大核电新能源介绍2、原苏联切尔诺贝利事故：1986年4月26日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸，其放射性云团直抵西欧，造成约八千人死于辐射导致的各种疾病。1986年4月26日凌晨，位于苏联乌克兰加盟共和国首府基辅以北130公里处的切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸，反应堆机房的建筑遭到毁坏，同时发生了火灾，反应堆内的放射物质大量外泄，周围环境受到严重污染，造成了核电史上迄今为止最严重的事故。1986年4月25日（事故前一天），切尔诺贝利核电站第4号反应堆的工作人员违反操作规程连续切断反应堆的电源，使主要冷却系统停止工作。于是堆芯温度迅速升高，造成氢气过浓，以至26日凌晨发生猛烈爆炸，爆炸引起机房起火，浓烟使人呼吸困难，放射性物质不断外溢。核电新能源介绍切尔诺贝利事故照片核电新能源介绍切尔诺贝利事故照片3.福岛核电站泄露事件2011年3月11日在日本东方外海发生的规模阵级9.0级地震、与紧接引起的海啸，在福岛第一核电站造成的一系列设备损坏、堆芯熔化、辐射释放等灾害事件，为1986年切尔诺贝利以来最严重的核子事故核电新能源介绍四、什么是核安全现代技术和安全管理作为支撑；运行实践与常规能源相对比：——核电是安全、清洁、经济的能源。但是，核电也存在安全问题，与常规能源相比，其安全的特殊性就是“核安全”。核电新能源介绍什么是核安全？回答：核安全就是核设施在其设计、制造、运行及停役期间为保护职工、公众、及环境免受可能的放射性危害所采取的所有措施的总和。简言之，核安全就是核设施不发生放射性物质的不可控的过量释放和工作过程中对人员的失控的过量照射。反言之：放射性物质的不可控的过量释放和工作过程中对人员的失控的过量照射就是核安全事故或事件。核电新能源介绍五、核电站混凝土特殊性—即核电站与常规电厂混凝土不一样的道理核电新能源介绍——多重屏障体系－不让放射性物质泄漏出去（1）核裂变反应会产生许多放射性物质，包括裂变碎片和它们的衰变产物及射线、射线、射线、中子等，因此有很强的放射性。核电新能源介绍——多重屏障体系－不让放射性物质泄漏出去（2）核电新能源介绍核电站，混凝土是第一关。把混凝土这一关把好了，就为核电站建设奠定了好基础。有人说，核电站混凝土和常规电站没有什么不一样。在这里认真地告诉大家，就是不一样。不一样的不是混凝土的本质，而是它的作用。反应堆厂房是核安全的最后一道实体屏障，它的作用不仅是力学意义上的“抗体”，而是辐射防护的最后一道防线。正因为它在设计寿期内要承受放射性的辐照，所以我们说核电站寿期40年，60年，实际上是混凝土的耐受“射线穿透”年限，并不是在寿期时混凝土能“塌”了的问题。即核电站混凝土同普通电厂不一样，即核电站混凝土具有特殊性。所以：每个核电站都要设置采石场、砂石料加工生厂、混凝土搅拌站、实验室，以保证混凝土的质量。核电新能源介绍采石场核电新能源介绍砂石料加工厂核电新能源介绍混凝土搅拌站核电新能源介绍试验室核电新能源介绍六、核电特殊性的表现1、政府——严密监管·完整的法律标准体系（HAF003等法规）·严格的许可证制度·严格的审批流程(技术审核、专家咨询、行政决策)·全过程控制核电厂建设和运行2、社会——高度关注、政治影响大·国外2起核安全事故对世界核电的打击·大亚湾核电建设过程时，核岛底板漏钢筋事件，香港组织游行抗议，大连红沿河核岛底板插筋漏放事件·建设项目岭澳二期主变压器烧毁事件，惊动国务院，国资委牵头调查·运行电厂大亚湾燃料棒破损事件，香港反应强烈3、技术复杂、标准高；设计、设备制造、施工非标准化；造价高；工期长；非市场化；辐射防护；核安全应急。核电新能源介绍世界核电概况自1951年12月美国实验增殖堆1号（EBR-1）首次利用核能发电以来，世界核电至今已近60年的发展历史。全世界核电运行机组共有440多台，其发电量约占世界发电总量的16%。主要堆型包括：压水堆、沸水堆、石墨水冷堆、重水堆、气冷堆七、世界核电发展简介核电新能源介绍核电新能源介绍压水堆：用高压轻水作冷却剂和慢化剂，用富集铀作核燃料。堆芯热量通过蒸汽发生器传递给二回路，由蒸汽驱动汽轮发电机发电。世界上大部分核电站使用压水堆。核电新能源介绍沸水堆：用沸腾水作冷却剂和慢化剂，用富集铀作核燃料。沸水堆与压水堆同属轻水堆不同之处在于：沸水堆取消了蒸汽发生器，核蒸汽直接灾堆芯产生；两者的运行控制方式差别很大沸水堆核电站主要分布在美国和日本；我国没有沸水堆商用核电站核电新能源介绍石墨水冷堆：用石墨材料作慢化剂，以轻水作冷却剂，用富集铀作核料。与压水堆的主要区别：1.反应堆结构不同2.用石墨材料作慢化剂3.低功率时存在功率激荡现象4.没有安全壳厂房核电新能源介绍•石墨水冷堆图核电新能源介绍重水堆用重水作慢化剂，以轻水作冷却剂，用天然铀或低富集作核燃料。商用重水堆主要是加拿大原子能公司发展的CANDU堆系列。CANDU堆：1.CANDU堆可以实现不停堆换料。2.重水成本高，乏燃料产生量大，可用率不高3.造价高，运行维护复杂我国秦山三期从加拿大引进了两台70万千瓦级CANDU堆。核电新能源介绍气冷堆：用石墨作慢化剂，以惰性气体或CO2作冷却剂。英国MAGNOX堆是较为成功的商用气冷堆，目前还在商业行，其它则主要用于研究或基本退出商业运行。对气冷堆的认识（仅供参考）：至今仍未形成标准化的设计，新技术的研究尚在进行之中运行成本高，可用率不高。是第四代核电站潜在堆型之一。核电新能源介绍核电站技术大致可以分四代：第一代核电站：第一代核电站的开发与建设开始于上世纪50年代1954年，前苏联建成电功率为五千千瓦的实验性核电站1957年，美国建成电功率为九万千瓦的ShippingPort原型核电站这些成就证明了利用核能发电的技术可行性上述实验性和原型核电机组被称为第一代核电机组核电新能源介绍第二代核电站：上世纪６０年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在３０万千瓦以上的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组它们在进一步验证核电技术可行性的同时，也验证了核电的经济性。上世纪７０年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。目前世界上商业运行的400多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的，习惯上称之为第二代核电机组。核电新能源介绍第三代核电站：上世纪90年代，为了解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关。美国和欧洲先后出台了URD文件和EUR文件，进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程、降低造价等方面的要求。通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。目前比较成熟的第三代核电技术方案有ABWR、SBWR、AP1000、EPR、SYSTEM80+和APR1400等型号。ABWR为沸水堆，已建成投产并有良好的运行业绩。其它主要为压水堆，目前处于“在建”、“待建”或“设计论证”状态。核电新能源介绍第四代核电站：第四代核电站的设计由美国发起2000年年初，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等10个国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”（GIF）。2001年7月，相关国家签署合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。根据设想，第四代核能方案的安全性和经济性将更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具备固有的防止核扩散的能力。估计到2030年左右方能实现商用化。核电新能源介绍简而言之：第一代核电站为原型堆，其目的在于验证核电设计技术和商业开发前景；第二代核电站为技术成熟的商业堆，目前在运的核电站绝大部分属于第二代核电站；第三代核电站为符合URD或EUR要求的核电站，其安全性和经济性均较第二代有所提高，属于近期发展的主要方向之一；第四代核电站强化了防止核扩散等方面的要求，目前处在原型堆技术研发阶段，需要克服的技术难题还很多。核电新能源介绍介绍完毕，谢谢大家！