核电厂系统及设备

1、核电厂现状以及个人对核电厂的认识和理解朱顺平交流10 201014160255白1957年美国建成世界上第一座核电站希平港(Shipping port)以来.世界核电的发展已经经历了四十个春秋。四十年来，世 界核电从起步、成熟到大规模商业运用，发展到今天，已成为能为全世界提供近1/5电力的重要能源。过去几十年，核电为太平洋沿岸和大西洋两岸的不少远离能源资 源的国家和地区的经济腾飞作出了重要贡献。1960年.世界核发电量 仅为2.町Wh(占世界总发电量的0 1%)。在20年后的1980年.核发电 量迅速增长至681. 4TWh，占世界总发电量的8. 3%。1990年，世界 核发电量猛增至1901

2、 3TWh，比1980年增长了倍以上，核电份额上 升到16. 8%。1993年世界核发电总量达2233TWh，约占世界总发电 量的18% .在1992年的2028TWh基础上增长了 10%，1994年，世 界核发电总量为2172TWh，约占世界总发电量的l7%。据国际原子能机构(IAEA)通报报道，截至1995年12月31日，全世 界共有438套核电机组，总净电功率345587MWe正在31个国家和地区 运行。另有l3个国家的38套核电机组、总净电功率31429MWe正在建造 中。1995年世界核发电总量为2228TWh，占世界总发电量的17%。1995 年核电比例高于35%的有11个国家，这

3、l1个国家分别为：立陶宛 85. 6%，法国76. 1%，比利时55. 5%，瑞典46 6% .保加利亚和 斯洛伐克均为44. 1%，匈牙利42. 3%，瑞士39 9%、斯洛文尼亚 39 5%，乌克兰37. 8%，韩国36. 1%(见表1)。在1995年运行的437套(除副投运的瓦兹巴l号)核电机组中，沸 水堆(BWR)是运行性能最好的机组，年平均负荷因子达76.6%，在1994 年(68. 3%)的基碹If上有很大提高；压水堆(PWR)的年平均负荷因子 为75 2%，在1994年(74. 3%)的基础上也有提高；而其他堆型机组 的年平均负荷因子都比1994年有所下降.即加压重水堆(PHWR)

4、1995 年的年平均负荷因子为61. 4%、镁诺克斯堆(Magnox)为65. 6%、 改进型气冷堆(AGR)为69. 5%。1995年中，全世界有四套核电机组的年平均负荷因子达到 100%.这四套机组均出自日本，其中沸水堆(BWR)3套，压水堆(PWR)l 套。它们分别是日本东京电力公司的柏崎一刈羽(KKariwa)1号和3 号(2 座 1100MWeBWR)、滨冈(Hamaoka)4 号(1137MWe BWR)和伊方 (Ikata)3号(890MWe PWR)。这一年有4、套核电机组的年平均负荷因子 达90%或更高(比1994年的54套机组稍有减少)！核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放

5、的热能进行发电的方式。核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反 应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在 中子作用下分裂为两个，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可 裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些 中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持 地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的 前提。核电堆型种类很多，但技术比较成熟且投入商业营运的，主要有 以下几种堆型:压水堆、沸水堆、重水堆、气冷堆、压力管式石墨沸 水堆、快中子增殖堆。在目前，核电站中以压水堆、沸水堆所占的比 例最

6、大。虽然目前核电站都是采用的核裂变反应堆，但是许多国家包括我 国都投入大量的人力物力在积极探索研制核聚变反应堆，核聚变是两 个较轻的原子结合形成一个较重的原子，在这个过程中将会产生比核 裂变更多的能量，这种能量是一种更加安全、清洁、经济的能源，且有 可能实现能量直接转换，具有极高的热效率。相比于裂变所需的铀、 钚等重元素原料，核聚变却可以利用氘、氚等储存量更大，分布更广泛 的轻元素，在放射性方面也降低了很多。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中最重要的部分是堆芯, 由核燃料组件和控制棒组件组成,堆芯堆载在压力容器中。核燃料组 件是由圆柱状的二氧化铀芯块做成的燃料棒，然后按照一定顺序组装 起来

7、。控制棒组件控制核反应堆的开、停以及功率的变化,控制棒内 的材料能强烈吸收中子，可以控制反应堆内链式裂变反应的进行，通过 调节控制棒的高度来控制反应速度。安全壳是核电站必不可缺的建筑, 核聚变反应所用的原料具有很强的放射性，所以需要安全壳来进行保 护，安全壳是由钢筋混凝土制成,有很大的强度，能承受各种冲击，并确 保核反应堆内的放射性物质不逸入环境。我国第一个核电站是秦山核电站，秦山核电站也是我国自行设计 和建造的第一座实用型核电站，秦山核电站具有三期工程，总装机容量 290万千瓦，第一期仅具有试验性质，它采用了当时国际上成熟的压水 型反应堆技术，建设单台30万千瓦发电机组，并由中国自主承担整个

8、 电站的设计、建造、设备提供和运营管理工作,1991年12月首次实现 并网发电;第二期工程仍然是我国自主设计、建造和运行，采用压水型 反应堆技术，安装两台60万千瓦发电机组,于2004年建成;第三期工程 由中国和加拿大政府合作，采用加拿大提供的重水型反应堆技术，建设 两台70万千瓦发电机组,于2003年建成。我国目前共有四座核电站投入运行，其它三座是大亚湾核电站，田 湾核电站，岭澳核电站。大亚湾核电站和岭澳核电站共同组成一个大 型核电基地，有五台发电机组，总装机容量290万千瓦，四台机组均为压 水型反应堆,1994年大亚湾核电站投入运行，岭澳核电站2002年投产。 田湾核电站是由中、俄两国合作

9、于1999年10月20日正式开工建设, 一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核 电机组，设计寿命40年，年发电量达140亿千瓦时,是我国“九五”期间开 工建设的重点工程之一，同时也是中国核电三大基地之一。现在四座核电站的发电量占我国发电总量不到6%,我国目前仍 是采用火力发电和水力发电，这两种发电方式对于能源的消耗以及对 于环境的破坏是十分巨大的,我们国家的煤炭可开采量每年都在锐减, 而水电也已经达到了一个比较高的利用率，单单依靠火力发电和水力 发电是不能满足我国迅速腾飞的经济需要。我国对于核电的需要是十 分迫切的。在新中国建国60周年能源发展报告中，对于我国未来能

10、源发 展做了规划,根据中国核电产业发展规划，从沿海的广东、浙江、福建 到内陆的湖北、湖南、江西将建设数十座核电站。到2020年,中国将 建成13座核电站，拥有58台百万千瓦级核电机组，核电总装机容量达 4000万千瓦,核电年发电量将超过2600亿千瓦时，核电占中国全部发 电装机容量的比重4%左右,发电量比重占全国发电量的6%以上。目前在建和规划的核电站有位于浙江省南部的三门核电站,广东 省的阳江核电站和台山核电站，山东省的海阳核电站和华能石岛湾核 电站，辽宁省的红沿河核电站，湖南省的桃花江核电站,广西省的防城 港核电站,福建省的宁德核电站和福清核电站，海南省的吕江核电站, 湖北省的咸宁核电站,江西省的彭泽核电站，安徽省的芜湖核电站。核电不会像化石燃料会释放大量的污染物质到大气中，不会造成 环境污染，核能发电不会加剧地球温室效应，目前核能发电所用的铀原 料能