核电厂系统及设备课程设计

第一章概论

1.1 国际国内核电概况

能源是社会和经济发展的基础，是人类生活和生产的要素。随着社会的发展，能源的需求也在不断扩大。从能源供应结构方面看，目前世界上消耗的能源主要来自煤、石油、天然气。此类能源为不可再生能源，且在作为能源利用的过程中，对生态环境造成污染。对于煤、石油、天然气来说，它们还是很好的化工原料，应用于化工生产过程中，能够创造出更大的效益。核能不仅单位能量大，而且资源丰富。地球上蕴藏的铀矿和钍矿资源相当于有机燃料的几十倍。如果进一步实现受控核聚变，并从海水中提取氚加以利用，就会根本上解决能源供应的矛盾。

我国秦山三期为重水堆，秦山一期、二期，大亚湾，岭澳，田湾均为压水堆。其他国家在运行的核电机组主要有轻水堆(PWR、BWR)、改进型气冷堆(AGR)、高温气冷堆(HTGR)、CANDU重水堆和金属冷却快种子增殖堆（LMFBR) 。

我国在建核电厂有三门核电站、阳江核电站、台山核电站、福建省宁德核电站、福建省福清核电站、山东省华能石岛湾核电厂、华辽宁省红沿河核电厂、湖南省桃花江核电站、广西省防城港核电站等。

1.1.1 人类能源结构三次重大的演变：

18世纪60年代：煤炭逐步替代了木柴；

20世纪20年代：煤炭转向石油和天然气；

20世纪70年代：石油、天然气，煤，核能和再生能源等多种能源结构；

21世纪主要能源：核能

1.1.2 世界核电的发展大体可分为四个阶段。

1954～1960年：试验阶段；

1961～1969年：实用化阶段；

1969年至二十世纪70年代末：大发展阶段；

二十世纪80年代至二十世纪末：低潮阶段；

二十一世纪开始：复苏阶段

1.1.3 2009年底世界核电统计

全球运行中的核电机组： 436座

净输出容量： 369321MW

正在兴建的机组： 56座

净输出容量： 51727MW

主要堆型：轻水堆（PWR、BWR）、改进型气冷堆（AGR）、高温气冷堆（HTGR）、CANDU重水堆和液态金属冷却快中子增值堆（LMFBR）

1.2.4 2009年底中国核电统计

中国（大陆）运行中的核电机组： 11座

净输出容量： 8438MW

正在兴建的机组： 20座

净输出容量： 19920MW

中国（台湾）运行中的核电机组： 6座

净输出容量： 4949MW

正在兴建的机组： 2座

净输出容量： 2600MW

主要堆型：轻水堆（PWR）、重水堆

1.2我国的能源形势，能源政策

我国一次能源分布极不均匀，70%的煤炭资源分布在西北地区，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%。全国铁路货运能力的45%和水运总量的三分之一用于煤炭运输。到2009年底，全国电力装机容量累计达874GW，其中：火电652GW，占装机总容量的74.60%；水电197GW，占22..51；风电20GW，占2.29,核电9.08GW，占1.04。而2008年，核电在世界电力生产的比例为15%。

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。尽管采取了脱硫等环保措施，然而二氧化硫和氮氧化物的排放总量还是巨大的。加之国内可开发的水电资源有限，可再生能源等新能源成本高、难以形成规模，环境状况非常严峻。在此形势下，发展核电对于调节能源结构，减少环境污染，实现经济和生态环境协调发展具有十分重要的战略意义。

核工业是一个战略性产业，是技术密集型高科技产业，是一个国家综合实

力的象征。发展核电还可以带动我国机电、建筑行业的技术进步和管理升级，拉动国民经济发展。在能源紧缺地区建造核电站，既可替代部分常规能源，也有利于调整地区能源结构，缓解能源工业对环境的影响和对交通运输的压力。

我国发展核电的基本政策是：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、建设和运行经验；坚持“质量第一，安全第一”；坚持“以我为主，中外合作”，把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、自主建设和自主营运。

1.3拟选堆型，主要参数

拟选堆型：AP1000压水堆

AP1000压水堆主要参数

（321 ℃）AP1000属于第三核电厂，但用于发电的主设备都有成熟的经验：如反应堆压力容器，核燃料组件，堆内构件，蒸汽发生器，主泵，汽轮发电机组等。

第二章核电厂选址

2.1选址基本要求：

核电厂选址，涉及区域经济规划等因素，与气象、地质、地震、水文等自然条件有关，受政府（环保部门）和周围民众的普遍重视。

核电厂选址因素很多与火电厂选址要求相同，包括接近电力负荷中心、有充足的冷却水源、交通运输方便、有良好的自然条件（地形、地质、地震等）、减少废热废物排放对生物的影响，防止环境污染可能性等。另外，还应减少释放放射性对环境的影响，以确保在一般事故和严重事故条件下不受危害。归结起来，核电厂选址应考虑：核电厂本身的特性、厂址自然条件和技术要求、辐射安全要求三方面。

1）．核电厂的放射性特性

核反应堆是一个强大的放射源。核电厂的热功率决定了反应堆内放射性的总储量，在相同的远行条件下，堆内放射性的总量与功率成正比，因而在发生事故时可能释放的放射性也与功率有关。

2）．厂址的自然条件和技术要求

厂址的自然条件必须满足核电厂选址的技术要求，应尽可能地避免或减少自然灾害(如地震、洪水及灾难性气象条件)造成的后果，并应有利于排出的放射性物质在环境中稀释。

3）．辐射安全要求

从辐射安全的角度看，电厂正常运行时排放的放射性废物对环境的影响很小，对选址有影响的主要还是核电厂事故时可能对居民造成的危害，所以，通常一个国家的核电厂选

2.2所选地址的条件特点说明

根据我国《核电厂厂址选择安全规定》，以及国内外核电厂选址有关法规要求，在核电厂选址中需要评价三个方面的基本内容。其一是厂址外部环境对核电厂安全可能产生的影响，包括外部自然和人为事件；其二是核电厂对厂址周围区域环境可能产生的影响，其中包括自然环境和社会环境；第三点是实施应急计划的可行性，即在假定核电厂发生需要采取应急的事故工况下，厂址周围区域特征对实施应急计划的影响。对于一个特定厂址，如果在上述三个方面不