核能发电专题

机械 Machinary
电子Electronics
仪器制造等
Instrument Manufacture etc.
国内形势Domestic Situation
3、国家核电中长期发展规划
Mid Long term Development Plan of the State’s Nuclear Power
核裂变能及利用
核子结合能
当核子因彼此间强核力的吸引作用而紧密结合 成稳定的原子核时，会释放巨大的能量，这种 能量叫核子结合能。 结合能的大小 E = mc2
原子核的结合能 (binding energy) 原子核的稳定性是与它的中子，实验表明 Z
广东省深圳市龙岗区 大鹏镇大坑村
岭澳I期核电站
广东省深圳市龙岗区 大鹏镇岭澳村
秦山I期核电站
浙江省嘉兴市海盐县 秦山镇
秦山II期核电站
浙江省嘉兴市海盐县 武原镇杨柳山
秦山III期核电站
CANDU型重水压水堆 由加拿大原子能源有限公司 (AECL Atomic Energy of Canada Limited)投资设计建造 并经营，运行20年后产权和 管理归属中国。
X
mX Zmp ( A - Z )mn
所谓“1+12”
原子核质量mX总小于它所包含的质子质量和中子质量之和，核子结合成原 子核，质量减少了，所减少的质量称为质量亏损。
孤立核子组成原子核时所放出的能量，称为原子核的结合能。
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平均结合能为原子核的结合能与核内所包含的总核子数之比，比较不同原 子核的稳定程度。
国内形势 Domestic Situation
2、核电对国内行业的带动效应 The Driving Effects of Nuclear Power on Domestic Industries
2
材料 Materials
冶金 Metallurgy
化工 Chemical
高技术密集 产业
High-tech Intensive Industries

为适应形势发展的要求，国家主管部门最新修订的核电发展规划比 07年的规划增加了近一倍。

In order to meet the requirements of the situation development, the latest development plans for nuclear power revised by departments in charge of the state nearly double than
能源可持续性问题日益凸现 The sustainability problem of energy becomes increasingly prominent.
核电的优势The Advantages of Nuclear Power
1 2
无温室气体排放
清洁能源
3 技术成熟
Mature .... Technologies
世世界能源能源领域的新趋势
油价大起大落，石油安全问题突出
核能升温，和平利用路艰难
气候变化问题影响能源发展
新能源、可再生能源受青睐
节能提效受重视，展现新机遇
新技术受推崇
“十五”以来中国能源消费增长情况
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节能优先是长期战略
• 符合中国的基本国情
• 是能源供需平衡重要前提
• 是现代文明的具体体现
核能发电专题
人类的几次技术革命
• 一、蒸汽机“改变了世界”
• 1776年，瓦特制成了高效能蒸汽机，1785年，蒸汽机开始生产。瓦特 完成了从动力机到工具机的生产技术体系，他的巨大成功“改变了世 界”。
• 二、电力技术“开创一个新纪元”
• 1866年，德国维· 西门子发明电机后曾给他在伦敦的弟弟写信：“电力 技术很有发展前途，它将会开创一个新纪元”。
• 发展高效洁净煤发电技术 • 集中控制SO2和NOX排放 • 逐渐引领国际高效清洁煤炭电力发展新 潮流
核电：重要一次电力
• 加快国内先进核电技术开发利用
• 推进下一代核电技术引进消化吸收 • 优先发展沿海，稳步推进内地 • 实现快速规模发展，核电项目批量化
加快核电规模发展
我国
第一颗原子弹
• 三、计算机——人类大脑的延伸
• 1944年，美国在国防部领导下开始研制计算机，1946年制成世界上第 一台电子数字计算机ENIAC，开辟了一个计算机科学技术新纪元，拉 开信息技术革命序幕。
• 四、能源革命？？？
• 在过去100年内，人类消耗了地球历经数百万年所集聚形成的碳氢化 合物的一半，石油资源已过“供应顶点”。
that made in 2007.
核发电量占总发电比例最多的10个国家
法国 75% 立陶宛 73.1% 比利时 57.7% 保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47% 世界核能发电占全部电量1/4
瑞典 46.8%
乌克兰 43.8% 韩国 42.8% 匈牙利 38.3% 亚美尼亚 36.4%
大亚湾核电站
我国 第一颗氢弹
• 我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制 工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了 第一颗原子弹. • 1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹， 完成了其他国家要十几年或几十年才完成 的工作.
人类社会进入经济稳步发展期 The human society enters the period of stable economic development.

2007年《核电中长期发展规划》提出“到2020年，核电运行装机容 量争取达到4000万千瓦，在建核电容量保持1800万千瓦左右”的目 标。

In the Mid Long-term Development Plan of Nuclear Power 2007, the goal is put forward
秦山三期重水堆核电站
三门核电站
浙江省嘉兴市 海盐县秦山镇 螳螂山
田湾核电站
江苏省连云港市连云区 高公岛乡田湾
核能（原子能）
ì ì ï ï ï 原子核 ï 质子 ï í ï 中子 原子 ï í ï î ï ï ï 电子 ï î 核子
• 原子核是带正电的质子和中子的紧密结合体，其直径不及原 子直径的万分之一，但其质量却占原子质量的绝大部分。 • 为体么带正电的质子少可以紧密的结合在原子核中？由于 核力的存在。当两个核子间距离为310-13cm以内时核子间 有很强的吸引力（远大于静电排斥力），但一旦超过这一距 离，核力则骤减为0。
B A
也称比结合能。平均结合能越大，原子核就越
稳定。
核的结合能图表示 随质量数A的变化。 较轻和较重核的 较小稳定性较差；中等质 量核的 较大，在8MeV上下，最稳定。如将
结合能小的核转变为结合能大的核，必定会
释放出能量。
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原子能释放途径
原子能释放途径主要有两个 – 轻核聚变成为一个较重核 – 重核裂变成两个质量中等的核 在轻核区，如将平均结合能小的核聚变成平均结合 能大的核，将释放巨大的能量。例如，2个2H核，聚 4 He 或1个2H核和3H核聚变成1个 4 He核 变成1个 2 2 1 ，并释放出一个 0 n ,都会释放巨大能量。这是核 聚变反应和氢弹研制的理论依据。 在重核区，重核的平均结合能比中等核小，当它分 裂为两个中等核时，平均结合能升高，所以重核裂 变时释放巨大能量，这是制造核能反应堆与原子弹 的理论根据。
核电 4% Nuclear Power 4%
气电
6%
新能源 4%
New Energy
Gas-electric
我国电力装机比例（2006年）
Proportion of Installed Power
9.5
6.9
1.9
2.6
Capacity in China (2006) 核电 1.3% Nuclear 其它 0.6% Power 1.3% Others 0.6% 水电20.3%
发电效率可以大幅度提高
超超临界发电效率45% 整体煤气化联合循环（IGCC）等技术53% 天然气联合循环发电技术65％ 热电联供可提高到80％以上
电力发展方向
• 适度超前，提前安排水电、核电 • 电源结构多元化：
煤电、水电、核电、风电、太阳能发电
多元发展
煤炭 石油
天然气
核能 水电 可再生能源
煤电：重在清洁高效
127 Nuclear Power Plants of 100 MW
42700万千瓦 427,000MW
机组数量增加 Increase of Unit Quantity
国内形势Domestic Situation
至2020年全国电力装机增长 (亿千瓦)
Increase of Installed Power Capacity in China by 2020 (100,000 MW)
原子能释放途径特点
两种方法的共同之处是平均结合能低的核转变成平均 结合能高的核，在转变过程中，出现“质量亏损”， 亏损的质量转换成增加的结合能释放出来 物质与能量是同一事物的两个不同方面，物质可以消 失，但同时会产生一定的能量，能量可以消失但同时 会产生一定的物质。即使很少量的物质也能产生极大 的能量。所以物质和能量合在一起，既不能创造，也 不能被消灭

按照国家“积极推进核电建设”的方针，目前全国已经有约16个有条件的省、 市、自治区正在积极推动核电项目的开发，我国核电发展进入了千载难逢的 战略机遇期。 According to the state policy of actively pushing the development of nuclear power, now there are about 16 provinces, municipalities and autonomous regions that are actively promoting the development of nuclear power projects. The nuclear power development in China has entered the period of very rare strategic opportunities.
that by 2020, the installed power capacity of nuclear power in operation is expected to reach 40,000 MW through our efforts, and the power capacity of construction-in-progress nuclear power remains at about 18,000 MW.
2.世界能源供需状况--世界煤炭消费
2007年世界煤炭消费量：37.18亿吨油当量
比2006年增长4.5% 世界煤炭生产量2007年为63.96亿吨，比2006 年增长3% 居第一位是我国，占世界总量的41.1%，其次 是美国10.39亿吨，占18.7%，其后有澳大利 亚、印度、南非、俄罗斯等国。
....
....
Clean Energy
No Greenhouse Gas Emission
• 国际原子能机构保守预测
• The Conservative Forecast of International Atomic Energy Agency (IAEA)
至2020年
Till 2020
127座百万千瓦核 电站
Hydropower 20.3% 火电77.8% Thermal Power 77.8%
水电 24% Hydropower 24% 火电 62% Thermal Power 62%
5 3.2
2000 2005 2010

2020
2020年能源结构图 Energy Structure Diagram of Year 2020
能源危机如何解决？
解决能源危机根本途径——核能
可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
2007年世界能源消费结构
1.世界能源供需状况--世界石油消费
2007年世界石油消费量：39.5亿吨
比2006年增长1.1%
美国第一，9.43亿吨，占23.9%
中国第二，3.68亿吨，占9.3% 日本第三，2.29亿吨，占5.8%