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什麽是核電,什麽是綠色核電?

核電-核電的基本知識

1.什麽是核能?

世界上的壹切都是由原子構成的,而原子又是由原子核及其周圍的電子構成的。輕核的聚變和重核的分裂都可以釋放能量,稱為核聚變能和核裂變能,簡稱核能。

本書提到的核能是指核裂變能。前述核電站的燃料是鈾。鈾是壹種重金屬元素,天然鈾由三種同位素組成:

鈾-235的含量為0.71%

鈾-238的含量為99.28%

鈾-234的含量為0.0058%

鈾-235是自然界中唯壹容易裂變的核素。

當壹個中子轟擊鈾-235原子核時,原子核可以分裂成兩個較輕的原子核,同時產生兩個或三個中子和射線,並釋放能量。如果新產生的中子擊中另壹個鈾-235原子核,它可以引起新的裂變。在連鎖反應中,能量會不斷釋放。

鈾-235裂變釋放出多少能量?請記住壹個數字,

即1公斤鈾-235釋放的能量相當於2700噸標準煤燃燒釋放的能量。

2.核反應堆原理

反應堆是核電站的關鍵設計,核裂變的鏈式反應就在其中。反應堆有很多種,其中壓水堆是核電站中應用最廣泛的壹種。

壓水堆裏首先要有核燃料。核燃料是將小手指大小的燒結二氧化鈾芯塊裝入鋯合金管中,將300多根鋯合金管與芯塊組裝在壹起,形成壹個燃料組件。大多數組件中都有壹束控制棒,控制鏈式反應的強度和反應的開始與結束。

壓水堆以水為冷卻劑,流經主泵驅動的燃料組件,吸收核裂變產生的熱能後,流出反應堆,進入蒸汽發生器,在那裏將熱量傳遞給二次側的水,使它們變成蒸汽送去發電,同時主冷卻劑本身的溫度降低。主泵將蒸汽發生器中的主冷卻劑送回反應堆進行加熱。冷卻劑的這個循環通道稱為壹回路,壹回路的高壓由穩壓器維持和調節。

3.什麽是核電站?

燃煤電站用煤和石油發電,水電站用水力發電,核電站是利用原子核所含的能量發電的新型電站。核電站大致可以分為兩部分:壹部分是利用核能產生蒸汽的核島,包括反應堆裝置和壹回路系統;另壹部分是使用蒸汽發電的常規島嶼,包括渦輪發電機系統。

核電站使用的燃料是鈾。鈾是壹種重金屬。由鈾制成的核燃料在壹種叫做“反應堆”的設備中裂變產生大量熱能,這是由水在高壓下進行的,在蒸汽發生器中產生蒸汽。蒸汽帶動燃氣輪機隨發電機轉動,不斷發電,通過電網向四面八方輸送。這是最常見的壓水堆核電站的工作原理。

在發達國家,核電已經發展了幾十年,已經成為壹種成熟的能源。中國核工業發展40多年,已經建立了相當完整的核燃料循環體系,包括地質勘探、開采、組件加工和後處理。建設了多種類型的核反應堆,有多年的安全管理和運行經驗,有壹支專業齊全、技術過硬的隊伍。核電站的建設和運行是壹項復雜的技術。目前,中國已經能夠設計、建造和運營自己的核電站。秦山核電站是由我國設計建造的。

4.什麽是核電站?

電力是由發電廠生產的。我們知道,有燃燒煤或石油的火力發電廠,有水力發電的水電站,還有壹些小型的或實驗性的發電裝置,利用風能、太陽能、地熱能、潮汐能、波浪能和沼氣發電。核電站是壹種依靠原子核所含的能量大規模發電的新型發電廠。

核電站使用的燃料是鈾。鈾是壹種重金屬。由鈾制成的核燃料在壹種叫做“反應堆”的設備中裂變產生大量熱能,然後由高壓下的水攜帶,在蒸汽發生器中產生,通過電網送往四面八方。這是最常見的壓水堆核電站的工作原理。

5.什麽是放射性

大約100年前,科學家發現壹些物質可以發出三種射線:α(阿爾法)射線、β(貝塔)射線和γ(伽馬)射線。

後來的研究證明,α射線是α粒子(氦核)流,β射線是β粒子(電子流),統稱為粒子輻射。同樣,還有擊中射線,宇宙射線等等。伽馬射線是波長較短的電磁波,稱為電磁輻射。類似的還有x光等等。

這些射線的共同特點是:1,具有壹定的穿透物質的能力;2、人的五官無法感知,但能使攝影膠片感光;3、照射在壹些特殊物質上能發出可見熒光;4.穿過物質時會發生電離。

x射線主要通過電離對生物體產生壹定的影響。

輻射不可怕。我們吃的食物,住的房子,甚至我們的身體都含有能發出輻射的物質。當我們戴夜視鏡、接受x光檢查、飛行和吸煙時,我們都會受到壹定劑量的輻射。然而,過高劑量的輻射劑會對健康造成有害影響。

放射性的兩個測量單位

6.什麽是反應堆

核反應堆是能夠維持和控制核裂變鏈式反應,從而實現核能和熱能轉換的裝置。

核電站用的壓水堆有壹個厚的鋼制圓柱殼,在腰部有幾個進出口,稱為壓力容器。900 MW壓水堆的壓力容器高12米,直徑3.9米,壁厚約0.2米。

壓力容器內是反應堆堆芯,由燃料組件和控制棒組件組成。水在它們之間流動。水在這裏起兩個作用,壹個是降低中子速度,使其容易被鈾-235原子核吸收,另壹個是帶走熱量。900 MW壓水堆壹般裝有157燃料組件,含二氧化鈾約80噸。

壓力容器頂部裝有控制棒驅動機構,通過改變控制棒的位置,實現啟動和停機(包括緊急停機)以及調節功率。

7.什麽是核事故?

壹般來說,核設施(如核電站)發生事故,導致放射性物質泄漏,使工作人員和公眾受到超過或相當於規定限值的輻射,稱為核事故。很明顯,核事故的嚴重程度可以在很大範圍內。為了有壹個統壹的認識標準,國際上把核設施中具有安全意義的事件分為七個等級。

從表中可以看出,只有4-7級被稱為“事故”。5級以上事故需要實施場外應急預案,世界上已經發生過三次,分別是蘇聯切爾諾貝利事故、英國溫茨凱爾事故和美國三裏島事故。

8.部分核電站描述:國內大部分電廠都是這樣的。最近有二代技術和三代技術的工廠。有興趣可以去別處看看。我的水平有限。

1)、反應堆廠房:包括內外安全殼、內部結構和堆芯熔體捕集器。反應堆廠房為雙層圓柱形結構,包含並支撐與壹回路相關的主要設施(包括壓力容器和主冷卻回路,包括主泵、蒸發器和調節器)。反應堆換料腔和內部結構。輔助設備。車間的主要功能是防止外部事件對內部反應的影響,確保不發生泄漏。包括壹回路失水事故,使廠房內壓力和溫度升高。

1.1),安全殼:安全殼為雙層壁結構,內壁由預應力混凝土圓筒和混凝土穹頂組成,內表面內襯鋼板,保證密封。外部安全殼抵抗外部沖擊。壹個寬度為1.8m的環形區域將內外安全殼隔開。這個區域處於負壓狀態,收集泄漏事故後的泄漏物,保證泄漏物在排入大氣前得到過濾。雙層安全殼設計用於在發生嚴重事故時有效保護環境。

1.2),內部結構:主要功能是為反應堆壓力容器和輔助設備提供支撐;人員和設備的生物防護;防止管道砰擊和飛行物對安全殼、回路和安全系統的影響。

1.3),結構描述:內部結構為鋼筋混凝土結構,包括壹級屏蔽墻、二級屏蔽墻和反應堆換料腔;地板和墻壁。

1.4),堆芯熔體捕集器:位於堆芯CVCS和VDS系統的下部,分為三部分,由坑下部、堆芯熔體膨脹通道和膨脹區組成。表面覆蓋著細石混凝土。底部有循環水系統,在事故情況下冷卻熔體,水來自換料儲水罐。

2)安全車間:安全車間1 &;4分為9層,分別布置在安全殼的兩側;工作坊2 &;3分為8層,排列在壹起,采用雙層墻體。外墻與廠房各層隔開,通往廠房的門應有門禁系統。

3)燃料廠房:位於反應堆廠房和安全廠房2、3的對面,與反應堆廠房和安全廠房位於筏形基礎上。九層(0.00-19.5米面積)。西側是乏燃料池和相關設施。東側為事故廢氣過濾裝置。采用雙面墻,門應有門禁系統。

4)核輔助車間:核輔助車間配有電廠運行所必需的、與安全無關的輔助系統,還提供壹些維修區。為鋼筋混凝土結構,基礎與廠房筏板基礎分離,放射性設備周圍設置屏蔽結構和系統隔離。提供充分的生物隔離。

5)進出廠房:基本廠房配有必要的設備和設施,保證人員安全進入核島。進出廠房基礎靠近核島基礎,設置沈降縫允許相對位移。

6)放射性廢物車間:分為放射性廢物車間(HQB)和放射性廢物貯存車間(HQS),可收集、貯存和處理液態和固態放射性廢物。由兩臺機組共用,直接與1機組的核輔助廠房相連,用於儲存和運輸樹脂廢料以及收集、臨時儲存和運輸廢液。在放射性廢物車間和2號機組輔助廠房(2HQS)之間連接壹根熱管,用於輸送2號機組的廢液。7)應急柴油機房:(HD)為鋼筋混凝土結構,其鋼筋混凝土筏板基礎、地下部分和外墻均采用瀝青保溫材料防水。放置柴油儲罐和柴油罐的房間的地面、墻壁和天花板用摻有疏油材料的水泥砂漿抹面。

8)安全廠房水泵房:為混凝土結構,其鋼筋混凝土結構設計、配合比和工藝應具有足夠的耐久性,以保證結構主體能防止地下水和海水的侵蝕。所有與水接觸的混凝土表面應使用細模板,其他地方可使用粗模板。

更多相關內容請訪問中國核電論壇【編輯此段】。核電行業有相當大的市場。核電站只需消耗少量核燃料就能產生大量電力,每度電的成本比火電廠低20%以上。核電站也可以大大減少燃料的運輸。比如壹個654.38+0百萬千瓦的火電廠,每年要消耗三四百萬噸煤,而同樣功率的核電站,每年只需要三四十噸鈾燃料。核電的另壹個優勢是清潔無汙染,幾乎零排放,非常適合正在經歷快速發展和巨大環境壓力的中國。

2007年,全國核電總產量為628.62億千瓦時,上網電量為592.63億千瓦時,分別增長65.438+04.61%和65.438+04.39%。田灣核電站兩臺1.06萬千瓦機組分別於2007年5月和8月投入商業運行。全國核電運行機組達到1臺,總裝機容量907.8萬千瓦。

截至2007年底,中國電力裝機容量達到713萬千瓦,全國電力供需繼續保持總體平衡。同時,隨著田灣核電站兩臺百萬千瓦核電機組的投產,中國核電裝機容量達到885萬千瓦。

2007年,我國水電和火電裝機容量保持10%以上的增長,分別達到145萬千瓦和5.54億千瓦。風電並網生產總裝機容量翻了壹番,達到403萬千瓦。

中國已經開始放寬發展核電的政策。長期以來,中國官方壹直強調核電產業的“有限”發展。然而,自2003年以來,中國出現了全面的能源短缺。在這種情況下,國內大力發展核電產業的呼聲日益強烈。這壹最新的高層關於發展核電的表態無疑是值得肯定的,因為它確立了核電產業的戰略地位,不僅對解決中國長期的能源短缺具有積極意義,也是保持中國和平時期戰略威懾能力的理想方式,可謂“壹舉兩得”。

目前,我國已建和在建核電站總裝機容量為870萬千瓦。預計到2010年我國核電裝機容量約為2000萬千瓦,到2020年為4000萬千瓦。到2050年,根據不同部門的估算,我國核電裝機容量可分為三個方案:高方案為3.6億千瓦(約占我國總裝機容量的30%),中方案為2.4億千瓦(約占我國總裝機容量的20%),低方案為65438+2億千瓦(約占我國總裝機容量的10%)。

中國國家發展和改革委員會正在制定中國民用核電產業發展規劃。計劃到2020年中國總裝機容量為9億千瓦時,核電占總裝機容量的比例為4%,即2020年中國核電為3600-4000萬千瓦。也就是說,到2020年,中國將建設相當於大亞灣的4000萬千瓦核電站。

從核電發展的大趨勢來看,中國核電發展的技術路線和戰略路線早已明確,並正在實施。目前發展壓水堆,中期發展快中子堆,遠期發展聚變堆。具體來說,近期將發展熱中子堆核電站;為充分利用鈾資源,中期采用鈾鈈循環技術路線發展快中子增殖堆核電站;遠期發展聚變堆核電站,從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。

技術和市場現狀

國際核電企業以日本為中心,形成三足鼎立的局面:日本富士財團的日立-通用,日本三井財團的東芝-西屋,日本三菱重工-法國阿海琺。日本壟斷核電技術和市場的雛形已經出現,中國調整能源戰略加快發展核能應用必然受制於日本。

核電技術的發展

自從1951年65438+2月,美國實驗增殖堆1 (EBR-1)首次利用核能發電以來,世界核電已經發展了50多年。截至2005年底,全球共有440多臺核電機組,約占全球總發電量的16%。

核電技術方案

縱觀核電發展史,核電廠的技術方案大致可分為四代,即:

第壹代核電站:核電站的開發建設始於20世紀50年代。1954年,前蘇聯建成實驗核電站,電功率5兆瓦;1957年,美國建成了電功率為9萬千瓦的原型核電站,證明了利用核能發電的技術可行性。國際上把上述實驗型和原型核電機組稱為第壹代核電機組。

第二代核電站:20世紀60年代末,在實驗性和原型核電站的基礎上,相繼建成了壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等電功率30萬千瓦的核電站,進壹步證明了核能發電技術的可行性和核電的經濟性。20世紀70年代,油價上漲引發的能源危機推動了核電的大發展。目前世界上已投入商業運行的400多臺核電機組中,大部分都是這壹時期建造的,習慣上稱為第二代核電機組。

第三代核電站:20世紀90年代,為解決三裏島和切爾諾貝利核電站嚴重事故的負面影響,世界核電行業集中力量預防和緩解嚴重事故,美國和歐洲相繼發布了《先進輕水反應堆用戶要求》文件。即URD文件和“歐洲用戶對輕水反應堆核電站的要求”,即(EUR)文件,進壹步明確了預防和減輕嚴重事故、提高安全性和可靠性、改善人因工程的要求。在國際上,滿足URD文件或EUR文件的核電機組通常稱為第三代核電機組。第三代核電機組要求在2010前建成商用。

第四代核電站:2000年6月,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、阿根廷等十個有意發展核能的國家共同組成了“GIF”,並於2006年7月5438+0簽約,規定根據該構想,第四代核能方案在安全性和經濟性方面將更加優越,廢物少,無需場外應急,具有防止核擴散的內在能力。

第壹代核電站是原型反應堆,目的是驗證核電的設計技術和商業發展前景;第二代核電站是技術成熟的商用堆,目前運行的核電站大部分屬於第二代核電站;第三代核電站滿足URD或EUR的要求,安全性和經濟性較第二代有所提高,是未來發展的主要方向之壹。第四代核電站加強了防止核擴散的要求,目前處於原型堆技術的研發階段。祝妳好運!