综合篇 第11章 核电站

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核能的概念
❖ 核能有两种，一种是由一些重金属元素如铀、钚等的原子核发生分 裂时放出的巨大能量，这一分裂过程称为裂变反应，原子弹就是根 据这个原理制造出来的。另一种是由一些轻元素如氢的同位素氘和 氚等原子核聚合成较重的原子核时，放出巨大的能量，这一聚合过 程称为聚变反应(又称热核反应)，氢弹就是根据这个原理制造出来 的。
核电站工作原理（二）
❖ 反应堆的分类：按能普分有由热能中子和快速中子引起裂变的热堆、 快堆；按冷却剂分有轻水堆，即普通水堆（又分为压水堆和沸水 堆）、重水堆、气冷堆和钠冷堆。按用途分有：研究试验堆、生产 堆、动力堆。世界上动力反应堆可分为潜艇动力堆和商用发电反应 堆。 应用最广泛的是压水反应堆。压水反应堆是以普通水作冷却 剂和慢化剂，
❖ 管理方面的安全措施：核电厂有着严密的质量保证体系，还实行内 部和外部监查制度，对参加核电厂工作的人员的选择、培训、考核 和任命有着严格的规定。
核电站的安全措施（二）
❖ 纵深防御措施包括以下五道防线： （1）第一道防线：精心设计，精心施工，确保核电站的设备精良。 （2）第二道防线：加强运行管理和监督，及时正确处理不正常情 况，排除故障。 （3）第三道防线：设计提供的多层次的安全系统和保护系统，防 止设备故障和人为差错酿成事故。 （4）第四道防线：启用核电站安全系统，加强事故中的电站 管理，防止事故扩大。 （5）第五道防线：厂内外应急响应计划，努力减轻事故对居 民的影响。
电力生产概论
核电站
一
核电站概述
二
核电站工作原理
三
核电站的安全措施
四
典型核电站简介
核电站概述
❖ 核能发电自上世纪五十年代中期问世，我国从1993年起有了核电。
❖ 从我国能源结构看，我国的能源资源虽然比较丰富，但分布不均， 沿海地区经济发达、电力供应负荷集中，但水电资源和煤炭资源匮 乏、环保要求高，因此在这些地区发展核电，是解决能源供应的有 效途径和必由之路。同时，我国电源结构也不尽合理，电源装机容 量中火电比例过大。大量使用煤炭，势必造成环境污染严重，能源 利用效率低等问题，以煤电为主的电源结构必须尽快加以调整。水 电的发展也受到自然环境、自然条件的诸多限制。因此，发展核电 已越来越显示出了其重要性和必要性。
核电站工作原理（一）
❖ 核反应堆原理：核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应，从 而实现核能与热能转换的装置。1942年美国芝加哥大学建成了世界 上第一座链式反应装置。 反应堆由堆芯、冷却系统、慢化系统、反射层、控制与保护系统、 屏蔽系统、辐射监测系统等组成。 （1）燃料包壳：为了防止裂变产物逸出，一般燃料都需用包壳包 起来，包壳材料有铝、锆合金和不锈钢等。 （2）控制棒和安全棒：控制棒用来补偿燃料消耗和调节反应速率； 安全棒用来快速停止链式反应。吸收体材料一般是硼、碳化硼、镉、 银铟镉等。 （3）冷却剂：常用的冷却剂有轻水、重水、氦和液态金属钠等。 （4）慢化剂：有些反应堆中要放入能使中子速度减慢的材料，就 叫慢化剂，一般慢化剂有水、重水、石墨等。
❖ 大亚湾核电站：广东大亚湾核电站位于深圳市东部大亚湾畔，是我 国引进国外资金、设备和技术建设的第一座大型商用核电站，其中 七成电力供应香港，三成电力供应广东电网。
❖ 田湾核电站：田湾核电站工程是依据中俄两国政府协议，在核能领 域进行的高科技合作项目，厂址位于江苏省连云港市连云区田湾。
❖ 岭澳核电站：采用大亚湾核电站技术翻版加改进方案。 ❖ 三门核电站：位于浙江省东部沿海，隶属台州市。
❖ 核电站废物处理：核电厂的三废治理设施与主体工程同时设计，同 时施工，同时投产，其原则是尽量回收，把排放量减至最小，核电 厂的固体废物完全不向环境排放，放射性液体废物转化为固体也不
典型核电站
❖ 秦山核电站：秦山核电站位于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是中 国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆 核电站。
❖ 压水堆的工作过程：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
压水ຫໍສະໝຸດ Baidu核电站原理流程图
核电站的安全措施（一）
❖ 设计方面安全措施 （1）四重屏障防止放射性物质外逸：裂变产生的放射性物质90％ 滞留于燃料芯块中；密封的燃料包壳；坚固的压力容器和密闭的回 路系统；能承受内压的安全壳。 （2）多重保护 ：因任何原因未能正常停堆时，控制棒自动落入堆 内，实行自动紧急停堆；如任何原因控制棒未能插入，高浓度硼酸 水自动喷入堆内，实现自动紧急停堆。 （3）发生自然灾害时安全停闭核电厂：在核电厂设计中甚至还考 虑了厂区附近的堤坝坍塌、飞机附毁、交通事故和化工厂事故之类 的事件。
❖ 核电厂的燃料是铀，1千克铀全部裂变放出的能量相当于2700吨标 准煤燃烧放出的能量。
❖ 核能发电就是利用原子核裂变产生的核能转变为热能，再用处于高 压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮 机带着发电机一起旋转。核电站与火电站在构成上的最主要区别， 是前者用核蒸汽发生系统(反应堆、蒸汽发生器、泵和管道等)代替 后者的蒸汽锅炉机组。