核电站装置与电气系统

作为化工、轻纺等行业重要原料的煤与石油，仅作为燃
料利用是极不经济的。
Sustainable Development !
核能是一种可持续发展的新能源，是目前为止
唯一现实的大规模替代能源。
单位能量大；Q1kgU235裂变＝Q2700t标准煤燃烧
资源丰富：据初步统计，地球上已勘探到的铀矿 和钍矿裂变燃料资源，按其蕴藏的能量计算，相当 于地壳中有机燃料能量的20倍； 燃料运输方便； 对环境污染较小
2、核能在能源系统中的地位
随着现代工业的急剧发展，世界能源的耗量与日俱增：
60年代初期全世界能源消耗量：40亿吨标准煤； 70年代初期全世界能源消耗量：80亿吨标准煤； 80年代初期全世界能源消耗量：超过100亿吨标准煤； 2000年的需求量：200亿吨标准煤。
迄今为止，世界上使用的能源仍主要来自石油、煤、 天然气等有机燃料，它们占总能耗的约85%。
我国的发展核电基本政策是：坚持集中领导、统一规划、 并与全国能源和电力发展相衔接；在核电的布局上优先考虑 一次能源缺乏、经济实力较强的东南沿海地区；在发展核电 的过程中，充分利用我国丰富的核能资源，包括天然铀及加 工能力，核燃料设计制造能力和核电厂设计、制造、建造和 运行经验；坚持“质量第一，安全第一”； 坚持“以我为主， 中外合作”，多渠道筹措资金发展核电和引进技术、推动国 产化相结合，逐步实现自主设计，自主制造，自主建设，自 主营运。
国 家
法国 立陶宛 比利时
核电所占比 重（%）
76.4
国 家
西班牙
核电所占比重 （%）
27.6
73.3
56.8 53.4 47.3
英国
捷克 美国 俄罗斯
21.9
20.1 19.8 14.9
斯洛伐克
乌克兰 保加利亚 匈牙利
45
42.2
加拿大
罗马尼亚
11.8
10.9
韩国
瑞典 瑞士 斯洛文尼亚 日本 亚美尼亚 芬兰 德国
9,900kcal
9,800kcal
1kg铀-235完全裂变放出的热量相当于2700吨标准煤完全燃烧放 出的热量
同一质量下，核能比化学能大数百万倍
（2）核裂变反应不需要氧气
（3）核裂变过程伴随着放射性物质的产生 • 核裂变反应会产生大量的放射性物质；
• 核动力装臵具有潜在的危险性；
• 需要采取严格的辐射防护措施； • 运行管理要求很高。
40.7
39 38.2 37.4 33.8 33.0 32.1 30.6
阿根廷
南非 荷兰 墨西哥 印度 巴基斯坦 巴西 中国
7.3
6.6 4.0 3.9 3.1 1.7 1.4 1.6
3 我国核能现状与发展前景
发展核电是我国的基本方针
我国一次能源分布极不均匀，70%的煤炭资源分布在西北部地区， 水电资源主要分布在西南、西北地区。而经济发达的东南沿海地区， 煤炭资源仅占全国的1%，水电资源不足6%。全国铁路运力的40%和 水运总量的1/3用于煤炭运输。 我国火电以燃煤为主，大量的煤炭燃烧带来了严重的环境污染问 题。 我国政府确定的电力建设基本方针是“优化火电结构，大力发 展水电，适当发展核电，因地制宜地发展多种新能源发展核电”。
3 系统的运行原理 • 系统是如何实现其功能的？ • 系统基本运行与原理
［ 教材及参考书
• 教材
］
– 《核动力设备》，孙中宁主编，哈尔滨工程大学出版社， 2004.08 – 《核电厂电气原理与设备》，顾颖宾等编，原子能出版社，2010.12
• 参考书
– 《船舶核动力装臵》 彭敏俊编著 原子能出版社，2009 – 《核能动力装臵》 薛汉俊主编 原子能出版社，1992
核电在世界电力能源中占 17%（2000年）

化石燃料的日益枯竭和环境污染的日益严重，严重威 胁着人类社会的可持续发展。 开采300年左右。
矿物能源储藏量有限：石油能开采3040年；煤也只能 大量燃烧有机燃料所产生的二氧化碳、二氧化硫、氧化
亚氮和烟尘等物质给人们带来深为忧虑的环境影响问题。
教学方式：课堂讲授＋课堂讨论＋作业 考核方式：闭卷考试 课堂讨论方式：互问互答 （1）教师提出问题，同学回答 （2）同学提出问题，其他同学回答
［ 学习要点
1 系统的功用或作用 • 为什么设臵该系统？
］
• 该系统在核动力装臵中承担什么任务？ 2 系统的基本组成 • 系统中包括哪些主要设备？
• 各设备如何组成一个完整系统？
核电站设备与电气系统
Nuclear Power Plant
自动化学院 20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
［ 教学内容

］
核动力装臵概论 核电站反应堆 核电站蒸汽发生器 核电站稳压器和冷凝器 核电站汽轮机
核电厂电气的基本概念
电气设备选择 核电厂厂用电电气信号检测及断路控制
［ 教学要求

］
第一章 绪 论
1、核能的特点
（1）核燃料具有极高的能量密度 （2）核裂变反应不需要氧气
（3）核裂变过程伴随着大量放射性物质的产生
（1）核燃料具有极高的能量密度
• 1kg铀-235完全裂变 • 1kg标准煤完全燃烧
19,600,000,000kcal 7,000kcal
• 1L重油完全燃烧
• 1m3天然气完全燃烧
• 石油、天然气占60
• 煤占25 • 水力占5
• 其它各种能源总共占5
世界的能源结构
煤 40% 石油 25%
其它 2% 核能 17% 煤 37% 石油 11% 天然气 15%
电力
核能 其它 8% 5%
天然气 22%
水力 18%
世界能源消费结构（2000年）
世界电力能源结构（2000年）
核电在世界能源消费中占8% （2000年）
2 世界核能发电的应用及发展
从二十世纪50年代第一座核电站建成以来越来越受到 人们重视。许多国家先后建造了核电站，特别是70年代世界 发生能源危机核电发展更快，30年的时间几乎走完了常规电 站100多年的历程。 截止2002年底世界上已有30多个国家和地区建成约 441座核电站，发电容量约为3.6亿千瓦。正在建造中约有40 座，计划建造约60座，全部建成装机容量将近5亿千瓦，约占 那时世界发电量的20%左右。 预计到 2030年，世界核电站总数将达到 1000座，核发 电量将占总发电量的三分之一，可以预期在相当长一段时期 内核电将成为电力工业的支柱。