核電基礎(chǔ)知識(shí)

核能概論西安交通高校核能工程系秋穗正一、核能在能源系統(tǒng)的地位與作用

二、中國(guó)核能發(fā)展

三、核反應(yīng)堆與壓水堆核電廠基本原理

四、其他類型核反應(yīng)堆核電站一、核能在能源系統(tǒng)的地位與作用

人類能源結(jié)構(gòu)三次重大的演化：18世紀(jì)60年頭：煤炭逐步替代了木柴；20世紀(jì)20年頭：煤炭轉(zhuǎn)向石油和自然氣；20世紀(jì)70年頭：石油、自然氣，煤，核能和再生能源等多種能源結(jié)構(gòu)；21世紀(jì)主要能源：核能一、核能在能源系統(tǒng)的地位與作用（續(xù)）世界一次能源結(jié)構(gòu)：國(guó)際能源資料統(tǒng)計(jì)：石油、自然氣占60%，煤占25%，水力占5%，其他約占10%。（經(jīng)濟(jì)地開(kāi)采的石油和自然氣資源約有三、四十年貯存量，世界上煤的貯存量300年）電力結(jié)構(gòu)：目前世界上有核電站441座，總裝機(jī)容量3.6億千瓦。平均核電發(fā)電量占總電量比重為17％。有核電的國(guó)家和地區(qū)是32個(gè)，核發(fā)電超過(guò)30％有16個(gè)國(guó)家。法國(guó)85％，比利時(shí)（59．3％），瑞典（51．6％），英國(guó)23％，俄羅斯16％，日本34％，美國(guó)20％，中國(guó)1.5%。（美國(guó)仍第一核電大國(guó)，核電站109個(gè)，裝機(jī)容量占全世界的三分之一。其次是法國(guó)、前蘇聯(lián)、日本和德國(guó)。）世界核能的發(fā)展歷史一、核能在能源系統(tǒng)的地位與作用（續(xù)）世界核電的發(fā)展大體可分為四個(gè)階段。1954～1960年：試驗(yàn)階段；1961～1969年：好用化階段；1969年至二十世紀(jì)70年頭末：大發(fā)展階段；二十世紀(jì)80年頭至二十世紀(jì)末：低潮階段；二十一世紀(jì)起先：復(fù)蘇階段。放棄核電的政策帶來(lái)嚴(yán)峻后果的反思；世界性的燃料供應(yīng)驚惶和環(huán)境壓力的加大；新一代更為平安和經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)堆的推廣運(yùn)用。二、中國(guó)核能發(fā)展中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及沖突能源結(jié)構(gòu)方面以煤為主體，油和自然氣和水電資源很不豐富；能源資源分布與工業(yè)布局不平衡，而且正好相反。煤炭資源有限，不行能作為長(zhǎng)期主要能源；煤的運(yùn)輸量大，由煤造成的運(yùn)輸驚惶狀況不行能解決；煤炭的污染嚴(yán)峻，我國(guó)的環(huán)境將無(wú)法承受；煤是－種重要的不行再生的化工原料；發(fā)展核能是中國(guó)的必定選擇需求：2020年中國(guó)GDP翻兩番（4萬(wàn)億美元），須要電力8億～9億千瓦，目前國(guó)內(nèi)已有裝機(jī)容量是3.5億千瓦，須要新增量4.5億～5.5億千瓦。核電優(yōu)點(diǎn)：平安清潔經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)實(shí)可行二、中國(guó)核能發(fā)展（續(xù)）中國(guó)核電發(fā)呈現(xiàn)狀中國(guó)大陸正在運(yùn)行和建立的核電機(jī)組共有11臺(tái)，其中正在運(yùn)行的有8臺(tái)機(jī)組，裝機(jī)容量610萬(wàn)千瓦，占全國(guó)總供電量的1.5%以上。正在建設(shè)還有3臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量為260萬(wàn)千瓦。浙江三門，廣東陽(yáng)江，山東海洋，遼寧大連，秦山四期，連云港二期。。。。。二、中國(guó)核能發(fā)展（續(xù)）中國(guó)核能發(fā)展規(guī)劃國(guó)家發(fā)改委2003年1月14日宣布，到2020年，中國(guó)核發(fā)電量占總發(fā)電量的比例有望達(dá)到6%。（遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于16%的世界平均水平）在2010年以后，大約每年都要新投產(chǎn)2-3臺(tái)，甚至更多百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電站。中國(guó)核電發(fā)展閱歷起步（2000年前）、騰飛（2000－2015年）和持續(xù)發(fā)展（2015－2050年）三個(gè)階段世界核電的春天在中國(guó)！二、中國(guó)核能發(fā)展（續(xù)）三、核反應(yīng)堆與壓水堆核電廠基本原理

反應(yīng)堆的基本工作原理

核反應(yīng)有聚變反應(yīng)和裂變反應(yīng)核燃料：鈾-235、鈾-233、钚-239235U+1n→140Ba+94Kr+21n+200MeV每1g鈾裂變所釋放出來(lái)的能量相當(dāng)于2700kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)發(fā)出來(lái)的總能量。每產(chǎn)生100萬(wàn)千瓦的熱功率，則每天須要消耗1.22千克的鈾-235。核反應(yīng)堆的主要功能(1)生產(chǎn)堆，(2)動(dòng)力堆，(3)探討堆。核反應(yīng)堆的分類(1)輕水堆（包括壓水堆和沸水堆）(2)重水堆(3)氣冷堆(4)快中子增殖堆(5)聚變堆聚變堆三、核反應(yīng)堆與壓水堆核電廠基本原理（續(xù)）

壓水堆核電廠基本原理壓水堆核電廠結(jié)構(gòu)基本概況核壓水堆電廠核島主要參數(shù)三、核反應(yīng)堆與壓水堆核電廠基本原理（續(xù)）大亞灣核電廠反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)的主要特性參數(shù)

系統(tǒng)額定熱功率：2905MW；工作壓力：15.5Mpa；設(shè)計(jì)壓力，17.23MPa；現(xiàn)場(chǎng)水壓試驗(yàn)22.9Mpa，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)壓力：6.89MPa每條環(huán)路在冷態(tài)溫度下的流量率（熱工設(shè)計(jì)流量率：22840m3/h）額定流量率：23790m3/h，機(jī)械設(shè)計(jì)流量率：24740m3/h）

滿功率運(yùn)行下的溫度：（堆芯入口292.4℃，堆芯出口329.8℃，堆芯平均310.0℃），壓力容器設(shè)計(jì)溫度：343℃最佳預(yù)定工況下環(huán)路壓力降：（反應(yīng)堆：0.323Mpa，蒸汽發(fā)生器：0.333Mpa，管路：0.051Mpa，整個(gè)環(huán)路：0.707MPa）壓水堆核電廠平安和幫助系統(tǒng)第一類是牽涉到核平安的平安系統(tǒng)：平安注入系統(tǒng)、平安殼噴淋系統(tǒng)、幫助給水系統(tǒng)和平安殼隔離系統(tǒng)。其次類是保證反應(yīng)堆和壓力回路正常啟動(dòng)、運(yùn)行和停堆的核幫助系統(tǒng)：化學(xué)和容積限制系統(tǒng)、硼和水的補(bǔ)給系統(tǒng)、余熱排出系統(tǒng)、反應(yīng)堆和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)、設(shè)備冷卻水系統(tǒng)、核島應(yīng)急生水系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)、硼回收系統(tǒng)、核取樣系統(tǒng)、核島排氣和疏水