核电基础知识

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核电基础知识
(3)秦山二期 2×60 万千瓦核电机组
1987 年 10 月国家批准立项,厂址设在秦山地区杨柳山,经过六年建设,1 号机组已于 2002 年
4 月 18 日正式投入产业运行,2 号机组已于 2004 年 5 月投入运行。
(4)广东二期(岭澳)2×90 万千瓦核电站
广东核电运营公司在岭澳地区建造两台 90
界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消耗的水
平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如
果人类实现了氘—氚的可控核聚
变,核燃料就可谓“取之不尽,用
之不竭了”,人类就将从根本上解
决了能源问题,这正是目前核科学
家们孜孜以求的所以。聚变能源不
核能
仅丰富,而且安全、清洁。聚变产 生的放射性比裂变小的多。
CP-1。从它对未来的推动和它对 社会变迁的重大意义来说,可以
图 1-2 费米
同蒸汽机的发明相提并论。这是一个伟大的科学成就。首先被应用
于原子武器
和潜艇核动
力方面。然
后,各种类型
的核电站相
继建成。标志
着人类从此
进入了核能
图 1-3 第一座链式反应 时代。在这以
前人类利用 的能源,只涉及到物理变化和化学变化,当核
11 月并网发电,2 号机组已于 2003 年 6 月投入运
行。
(6)江苏 2×100 万千瓦核电站
图 1-9 秦山三期核电站
1995 年 4 月,国家正式批准江苏核电
站立项,厂址设在江苏省连云港。1997 年
12 月中俄建设核电站合同签字,签订机组
电功率为 2×100 万千瓦,采用俄罗斯的
WWER-1000 型压水堆机组,由俄罗斯政府
万千瓦核电站,1 号机组已于 2002 年 3 月并网发
电,2003 年 11 月 2 号机组也已投入运行。
(5)秦山三期 2×70 万千瓦重水堆核电站
秦山三期 2×70 万千瓦重水堆核电站是利用
加拿大政府提供的优惠货款建设的 CANDU-6 型反
应堆。厂址设在秦山地区的螳螂山。1996 年 11
月 12 日正式签订合同,第一台机组已于 2002 年
图 1-6 秦山核电站(秦山一期)
荷因子达 76.55%;累计发电量达 104 亿度,平均负荷 因子达 76.55%;达到国际同类核电站的先进水平。累 计运行周期达 1300 满功率天,堆内已运行的 5 万多根 燃料棒至今未发生一根破损,保证了核电站安全运行 和较高负荷因子。截至到 2009 年年底已安全运行超
图 1-4 世界第一个反应堆
能进入人们的生产和生活后,一种通过原子核变化而产生的新能源从此诞生。
第一座反应堆首次启动时,功率仅为
0.5 瓦,十天后功率上升到 200 瓦。
1954 年,苏联在莫斯科附近的奥布宁
斯克建立了世界上第一座核电站,输出功率
为 5000 千瓦。从此,人类开始了和平利用
原子能的历史。
聚变反应主要来源于氘—氚的核反应,氘可来自大量海水,氚可来自锂(Li+n)。 0.03 克/升,据估计地球上的海水量约为 138 亿亿米2,所以世
界上氘的储量约 40 亿万吨;地球上的锂储量虽然比氘少的多,但也有 2000 多亿吨,用它来制造氚,
足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世
发电量比例很低,截止 2004 年核电装机容量为 1.8%,发电总量仅为 2.3%。根据国家和地方各省核
电规划,在不久的将来,山东省海阳、广东省岭东、浙江省三门湾、。辽宁红沿河、秦山二期扩建
工程、福建省、江西省、安徽省和湖北省等地区均打算建造百万千瓦级核电站,厂址选择工作基本
完成,可行性研究报告已经批复,多数电站土建工作已全面展开。
按初步研究结果,预计到 2020 年中国核电装机容量将达到届时总装机量的 4%,甚至更多一
些。如果 2020 年我国电力装机总量达到 9 亿千瓦,核电的总规模将达到 4000 万千瓦。和建设燃煤
提供货款,国内配套,由中核总、江苏省
电力公司承建,于 2005 年正式并网发电。
上述 11 座反应堆运行机组总装机容
量已达 850 万 kW。
3.2.我国核电发展现状
图 1-10 江苏田湾核电
从 20 世纪 80 年代以来,我国以秦山 核电基地和大亚湾核电基地为主相继建设
了 11 台核电机组,并已经投入运行,与世界核电占总电力 16%的比例相比较,我国核电装机容量和
核电基础知识
核电基础知识
第一节 核电发展概述
1.核能--无穷的能源
核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用
技术正在实验和攻克阶段。
核裂变能的主要原料之一是铀,世界上已探明的铀储存量约 490 万吨,钍储量约 275 万吨。
如果利用的好可用 2400~2800 年。
从发展趋势来看,在今后 30 年内将会有更多国家和地区拥有核电站,预计到 2025 年,核电站 总数将达到 1000 座,核电发量将占总发电量的约三分之一,由此可见核电必将成为电力工业的支 柱产业。 3.我国核电发展现状和未来 3.1.人类的需求和自然条件
我国的煤碳、水力和石油资源有一定的蕴藏量,但是人口众多,人均占有量不多。随着经济发 展,今后几十年内人均能耗将有大幅度的增长,煤、石油和水力的增加不能满足需要。而且煤和石 油将更多地用于化工原料,大量消耗不仅使资源过早枯竭,且将给环境造成越来越严重的污染。特 别在我国华东地区经济发达,电力需求增长较快,最近几年大量建造燃煤电厂已经造成沿海地区空 气严重污染,因此在华东地区要调整火电结构,加速发展核能,以缓解电力的供需矛盾,减少环境 污染。
核电站的设计、建造和运行管理是一项综合性很强的工程,牵涉到多种学科和工业部门。我国 核电虽然起步较晚,但通过秦山 30 万千瓦和 60 万千瓦核电厂的研究、设计、建造和运行管理,已 初步形成了一个从核电站设计、科研试验、设备制造、施工安装、安全评审到调试运行等完整的核 电工程配套体系;同时通过广东大亚湾和岭澳 4×90 万千瓦核电站的引进建成发电,进一步增强了 核电建设、运行管理能力,加上在改革开放政策下通过广泛的国际交流和国际合作在核能技术和管 理方面为进一步发展我国核电创造了良好基础。
当前,世界上的主要能源是煤、石油、天然气这些化石燃料,化石燃料不是可再生能源,用掉 一点儿就少一点儿。燃烧化石燃料向大气排放大量的“温室气体”二氧化碳、形成酸雨的二氧化硫 和氮的氧化物,并排放大量的烟尘,这些有害的物质对环境造成了严重的破坏。核能不产生这些有 害物质。1987 年,世界卫生组织总干事布伦特兰领导的世界环境和发展委员会提出了“可持续发展” 的概念,就是“既满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需求的发展”。为了实现可持续发展, 人类迫切地需要新的替代能源。目前唯一达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源,就是核 能。
台运行机组和江苏田湾核电基地 2 台机组。我国正在以前所未有的速度扩大核电基地,包括:辽宁
红沿河基地、浙江三门核电基地、山东海阳核电基地、广东阳江核电基地、福建德清核电基地、福
建宁德核电基地、山东乳山核电基地等。核电正在从沿海向内陆发展,正在规划的内陆核电基地有:
湖南小墨山核电基地、安徽吉阳核电基地和山东容城核电基地等。
专家们预测,核能在未来将成
图 1-1 天然铀矿
为人类取之不尽的持久能源。 2.世界核电发展情况概述
核能是 20 世纪人类的一项伟大发现,并已取得了十分重要
的成果。1942 年 12 月 2 日,著名科学家费米领导几十位科学家,
在美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆,这座反应
堆被命名为“芝加哥”第一号,
出了积极发展核电的发展方针,把核电作为国家能源战
略的重要组成部分,逐步提高核能在能源供应总量中的
比例。为此,核电发展将进入了一个快速发展的新时期。
图 3-1 浙江三门 AP1000 机组
按照这一决策,目前具体的核电发展规划正在论证中。 在这样的新形式下,为了实现我国核电中长期发展规划
编辑:朱思民
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核电基础知识
要求,顺应世界的核电技术进步的潮流,国家做出了以全面技术转让的方式引进先进的第三代
AP1000 核电技术,建设浙江三门、山东海阳核电示范工程,计划各建设 2 台百万千瓦级目前最先进
的第三代核电站机组。目前正在同美国西屋公司签订最终引进协议。广东阳江项目谈判也在积极进
行中,计划引进法国的先进的第三代 EPR 核电技术。
“十五末和”“十一五”初,我国陆续批复并开工建设的几个新的核电机组,其中包括:岭澳
核电二期(岭东)两台 60 万千瓦、秦山二期扩建工程两台两台 60 万千瓦机组、红沿河两台 90 万
千瓦机组、三门核电两台 100 万千瓦 AP1000 机组和海阳核电两台 AP1000 百万千瓦核电机组。
目前国内已建成的核电基地有三个:浙江秦山核电基地 5 台运行机组、广东大亚湾核电基地 4
图 1-8 秦山二期核电站
编辑:朱思民
图 1-7 广东大亚湾核电站 过十八年。 (2)广东大亚湾核电运营公司
大亚湾核电站是从法国引起的压水堆核 电站。单堆电功率为 90 万千瓦,两座核电 站年发电量达 100 亿度,1994 年 2 月 1 日 和 5 月 6 日 两 台 机 组 先 后 投入商业运行 以来,运营十分稳定,对广东、香港两地的 经济发展和繁荣产生的积极作用。
之后,英国和法国相继建成一批生产钚
和发电两用的气冷堆核电站。美国利用核潜
艇技术建成功率 9 万千瓦的第一座压水堆核
电站,到上世纪 70 年代,核电的发展进入
了高潮,前苏联、美国、法国、比利时、德
国、英国、日本、加拿大等发达国家相继建
图 1-5 世界上第一座核电站
造了大量核电站。我国自 80 年代开始,设 计和建造核电站,自行设计的秦山核电站于
“十五”规划期间,我国核电发展的提法是“适度发展核电”。2003 年中国开始启动“庞大的
核电计划”,核电首次被纳入国家电力规划之中,中国这一战略令全球瞩目。中国政府于 2004 年确
定了“积极发展核电的方针”,并于 2006 年 3 月 23 日原则通过《核电中长期发展规划(2005-2020)》,
指出:“积极推进核电建设,是国家重要的能源战略,对于满足经济和社会发展不断增长的能源需
求,实现能源、经济和生态环境协调发展,提升我国综合经济实力和工业技术水平,具有重要意义”。
提出了“2020 年我国运行核电的装机容量达到 4000 万千瓦、在建核电装机容量 1800 万千瓦”的发
展目标。根据远期能源需求预测,2020 年以后,我国核电还会有更大的发展。
3.3.我国核电发展规划和政策
上世纪 90 年代和本世纪初,中国经过了一段核电
发展的缓慢期。2003 年年中开始,核电建设被提到了一
个非常重要的地位。发展核工业是维护国家安全的重要
保障,发展核电是加快我国能源结构调整的重要举措,
发展核科技是推动我国科学技术事业发展的重要途径。
为此,国家对进一步推动核电发展做出了新的决策,提
--奥布宁斯克核电站
1991 年并网发电。同年大亚湾核电站并网发
编辑:朱思民
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电。到目前为止,岭澳核电、秦山二期、秦山三期、田湾核电都相继并网发电,中国大陆正在运行 的核电机组已达 11 座,到 2005 年我国核电在役装机容量已达到 850 万千瓦。
时至今日,核能已占全世界总能耗的 6%。国际原子能机构统计,截至 2005 年底,全世界共有 443 台核电机组在运行,共有 249 座核电站,总发电量 367 千兆瓦,占全世界发电量的 16%,分布 于世界 32 个国家。另外 24 个核电机组在建,装机容量 19 千兆瓦。在未来的 15 年,世界将至少建 造 60 座核电站,其中印度将建成 10 座核电站,中国将建成 6 座核电站。到 2020 年世界发电总量将 达到 430 亿千瓦,核电站发电总量占全球总发电量的比例增至 17%。在此期间,亚洲将成为核能发 电领域发展最快的地区。
3.2.在役运营机组 (1)秦山核电站并网发电以来运行状况
秦山核电站自 1991 年 12 月 15 日并 网成功以来,运行情况良好,并网发电至 2009 年已完成十一次换料运行,1995 年 发电量达 22.18 亿度,负荷因子达 84.41%; 1996 年发电量达 22.25 亿度,负荷因子达 84.44%;1997 年发电量达 20.12 亿度,负
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