E核电站与核反应堆ppt课件

1942年12月，意大利科学家E.费密领导的科
学家小组建成了世界上第一座人工的裂变反
应堆，首次实现了可控核裂变链式反应。[
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一、反应堆
1.Leabharlann Baidu用人工方法控制核裂变链式反应 速度并获得核能的装置，叫做反应堆。
即核反应堆是一种启动、控制并维持核裂变链 式反应的装置。相对于核武器爆炸瞬间所发生的失 控链式反应，在反应堆中核裂变的速率可得到精确 的控制，其能量能够慢速释放，供人们利用。
控制棒：其作用是吸收中子。一般由
硼、镉等易于吸收慢中子的材料制成。
调节控制棒插入反应堆的 深度，控制吸收中子的多少，也即 改变铀235吸收中子的数量，以达到 控制链式反应速度的目的。
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减速剂：用来降低裂变产生中子的运动速度。
一般用水、重水、石墨等组成。中子与质量越小 的核相碰，损失的动能越大，因而慢化的效 果越好。随着所使用的慢化剂，反应堆可分 为水堆、重水堆、石墨堆等类型。
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核反应堆分类： ①将中子束用于实验或 利用中子束的核反应，包括研究堆、材料实 验等。 ②生产放射性同位素的核反应堆。 ③生产核裂变物质的核反应堆，称为生产堆。 ④提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的 核反应堆，比如多目的堆。 ⑤为发电而发 生热量的核反应，称为发电堆。 ⑥用于推 进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆，称为 推进堆。
裂变中子能量大部分在1~2MeV范围； 中子通过和介质中原子核碰撞，逐步“慢 化”，直到能量和介质中的分子热运动达到 平衡，即中子的速度被慢化。速度越慢的中 子被铀235吸收而引起裂变的可能性越大。
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冷却剂
常用水在反应堆内外循环流动，把反应 堆产生的热量传出去，同时又起了使反 应堆降温、冷却的作用。
变为电能的发电厂。
随着石油和煤炭资源日渐稀缺，核能发电开始受
到重视。
蒸汽发生器 蒸汽 汽轮机 发电机
反
应
堆
水
冷凝器
汞
汞
水泥防护层 核岛
冷却剂
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常规岛
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核电站的基本构成及基本原理
核电站由核岛、常规岛及配套设施组成。 核电站与一般电厂的区别主要在核岛部分，
核岛的主要部分是反应堆。 核电站的核心装置是提供核能的反应堆，
第十二章 物质的微观结构 E 反应堆 核电站
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重核裂变时的链式反应进行得很快，大 约1秒种内就能产生1000代中子，于是 在很短的时间内便有大量核发生裂变， 放出大量核能，发生爆炸。
要利用核能作为能源而为人类造福，则 必须让核能释放的速度听从于人们的意 愿——即人为控制重核裂变链式反应的 速度来获得核能。
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核反应堆分类
主要由慢（快）中子起作用的核反应堆， 叫做热（快）中子堆。由于热中子堆所需 的核燃料（铀或钚）较少，并且较易控制， 所以现在核电站使用的反应堆大都是热中 子堆。
快中子堆需要装进更多的核燃料，但可利 用来增殖钚，加深核燃料的利用率。如制 造原子弹时。
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二、核电站
利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转
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中国快堆在建设中
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三、核电是经济、安全、干净的能源
首先，核能是高度浓集的能源，核电站可建 立在最需要用电的地方，不受燃料运输的限制。 l公斤铀裂变产生的热量相当于1公斤标准煤燃烧 后产生热量的270万倍。因此，核电站特别适合于 缺乏常规能源而又急需用电的地区，如我国的东 南、华南地区。核能是后备储量最丰富的能源， 铀在地球上的储量相当丰富，等于有机燃料储量 的20倍。
堆中释放的能量要利用载热流体（水、氦 气、液态金属）通过第一回路带到热交换 器，再通过热交换器，加热工作物质，由 第二回路送到涡轮发电机。
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1954年，在库尔恰托夫的主持下，前 苏联建成了世界上第一座核电站—— 奥布灵斯克5MW石墨水冷堆核电站。从 此人类进入了核电时代。这种类型的 核电站目前只在原苏联和东欧少数国 家使用。
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1968年，加拿大角坎杜堆核电站运 行，它由重水堆本体、一次冷却回 路、二次回路及其它辅助系统组成。 目前，这种类型核电站所站比例排 在第三位，我国在建的秦山三期核 电站即属这种类型。
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1974年，法国建成了“凤凰”示范快 堆核电站，它由快中子堆本体、一回 路钠、二回路钠、三回路水及其它辅 助系统组成。目前，这种类型核电站 所占比例最小，它的最大特点是在运 行中能够实现核燃料的增殖，我国将 建一座实验快（中子）堆。
2. 反应堆主要由核燃料棒、减速剂、 控制棒、冷却系统和防护层等构成。
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反应堆中的核燃料物质 优做成棒状，被控制棒 分散隔开。
控制棒的作用是吸收中 子，将它抽出或插进反 应堆，可以加快、减慢 或停止链式反应。
进入反应堆内部的水， 一作为减速剂，二作为 冷却剂。
钢制压力容器作为防护 层封装着核燃料。 •. 普通反应堆内部结构示意•4 图
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压水堆核电站示意图
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秦山核电站
我国核电起步较晚，80年代 才动工兴建核电站。
1991年底投•. 入运行
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1987年开工 199•.4年全部并网发电
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1960年，美国的德累斯顿沸水堆核电站 投入运行，它主要由沸水堆本体、蒸汽 给水系统和其它辅助系统组成。目前这 种类型的核电站所占比例仅次于压水堆 核电站，我国目前没有这种类型的核电 站。
在核电站中一般采用两个热循环系统， 可以避免受污染的水直接进入发电机组， 以减少对外界的污染。
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3.反应堆的用途
核裂变可释放大量能量，同时又 产生大量中子。因此，反应堆的用途主要可 归结为利用核能和利用中子两个方面。
如利用核能可以用来发电、供热、也 可以作为火箭、飞机、潜艇、航空母舰 等的动力装置等；利用中子可以大量生 产放射性同位素、利用中子掺杂技术生 产优质半导体材料、还可以利用堆内放 出的中子治疗癌症等。
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世界第一座核反应堆
（天然铀52吨、高纯石墨1000多吨，总重1400吨）
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1957年，美国的希平港压水堆核电 站投入运行，这种核电站安全性能 较好，目前世界各国的核电站有70% 以上属于这种类型。我国投入运行 的秦山核电站、广东大亚湾核电站、 在建的秦山二期、岭澳、田湾核电 站也是。