核电基本情况课件

各类资源发电比例各类资源发电比例1已探明的燃料可用年数已探明的燃料可用年数2世界核电站一览表1954年前苏联建成了世界第一座核电站。截至2004年5月，全世界30个国家正在运行的核电机组有441台，装机容量36313.5万千瓦，核发电量占总发电量的16％。世界核电站一览表1954年前苏联建成了世界第一座核电站。截至3核电基本情况课件4核电基本情况课件5核电基本情况课件6核电基本情况课件7核电基本情况课件8核电基本情况课件9核电基本情况课件10我国建成核电站一览表我国建成核电站一览表11核电基本情况课件12我国核电将快速大发展我国的煤碳、水力和石油资源有一定的蕴藏量，但是人口众多，人均能耗低，随着经济发展，今后几十年内能源要求大幅度的增长，特别在我国华东地区电力需求增长较快，最近几年大量建造煤电站已经造成沿海地区空气严重污染，因此必须调整发电结构，加速发展核电，以缓解电力的供需矛盾，减少环境污染。我国核电将快速大发展我国的煤碳、水力和石油资源有一定的蕴藏量13我国已批准建设的核电站一览表我国已批准建设的核电站一览表14核电基本情况课件15核电站的优点和特点（一）核电站是高能量、少耗料的电站原子核裂变释放的能量，要比任何一种化学反应释放的能量大几百万倍。每一公斤铀－235全部裂变所产生的能量相当于2500－2700吨优质煤燃烧时放出的能量。一座发电容量为60万千瓦的核电站，每天仅需燃耗约3公斤的铀－235。而对于同样发电容量的一座煤电站来说，每天要解决近万吨的送料和上千吨灰渣的运输问题。核电站的优点和特点161000MW电站燃料用量我国资源分布不均匀：60％以上的煤集中在华北70％以上的水力资源集中在西南东南沿海人口、工业集中，缺乏水力、煤炭资源北煤南运，西电东送，西气东送1000MW电站燃料用量我国资源分布不均匀：60％以上的煤17（二）核电站同时是特殊的核燃料生产厂核燃料在反应堆内燃耗掉一部份，同时还使一部份铀-238或钍-232转化为新的可裂变的核燃料钚-239或铀-233。它们经过加工处理后可重新投入反应堆中使用。在铀矿藏中，铀235占0.71％，其余大都是铀－238。铀-238和钍-232的蕴藏量要比铀-235大千百倍，因此，利用核电站反应堆的这样一个转化、增殖特性，可以使自然界蕴藏着的大量铀、钍矿藏获得充分利用，同时又为核发电提供了丰富的新核燃料。（二）核电站同时是特殊的核燃料生产厂18（三）国外核电站的发电成本已低于火电站发电站每度电的成本是由电站建造投资费、燃料循环费和运行维修费三部份组成的，核电站的建造投资费比火电站高，但是核电站的燃料循环费却比较低，只占总电价的30－40%，而火电站的燃料费占总电价的60－70%。在国外核发电成本已低于火力发电成本。从长远看，随着核电站设备改进，燃料循环更加合理，其发电成本仍然会继续低于同时期的火电发电。（三）国外核电站的发电成本已低于火电站19火电站与核电站发电成本比较火电站与核电站发电成本比较20（四）核电是清洁的能源核电站排放的稀有气体、裂变产物的总剂量率约为1.2×10-11微希/(千瓦·小时)[标准为2.1×10-10微希/(千瓦·小时)]。而烧煤电站排放的灰尘中主要含有镭、钍等物质，其总剂量率约为3.52×10-11微希/(千瓦·小时)[标准为10.6×10-10微希/(千瓦·小时)]。显然，核电站对环境的污染比火电站小。烧煤的电站每天还要排出几百吨的二氧化硫等有害气体，造成温室效益和酸雨。（四）核电是清洁的能源21（五）核电是安全的能源－三道屏障为了保证核电站的安全，我们在放射性裂度产物和环境之间设置了三道屏障：只要其中一道屏障是完整的，就不会发生放射性物质外泄事故。第一道屏障——燃料芯块和包壳核裂变产生的放射性物质98％以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中，燃料芯块密封在鋯合金包壳内，它能承受约200大气的压力，防止燃料裂变产物进入一回路水中。（五）核电是安全的能源－三道屏障为了保证核电站的安全，我们在22三道屏障(续)第二道屏障——压力容器和一回路压力边界核燃料封闭在耐高压的壁厚20厘米的钢质压力容器和一回路内。第三道屏障——安全壳反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物，壁厚近1米，内表面有6毫米厚的钢衬，即使在一回路系统及设备发生严重破裂的情况下，放射性物质也不会扩散到安全壳以外的环境中。三道屏障(续)第二道屏障——压力容器和一回路压力边界23（五）核电站有一系列处理事故措施为了保证在最严重假想事故下这些屏障不被突破，核电站中还设置了各种工程安全设施。例如在失水事故时，通过安全注射和安全喷淋系统将反应堆产生的热量带走并将带放射性的水蒸汽冷凝下来，通过净化系统将放射性物质除去，从而保证反应堆不发生熔化并防止放射性物质向外扩散。（五）核电站有一系列处理事故措施24压水堆核电站简单介绍

压水堆核电站主要由原子核反应堆、一回路系统、二回路系统及其他辅助系统和设备组成。一回路系统是将核裂变能转化为水蒸汽的热能装置。它由反应堆、主循环泵（即主泵）、稳压器、蒸汽发生器以及相应的管道等组成。压水堆核电站简单介绍25压水堆核电站简单介绍（续）一回路循环系统的压力由稳压器进行调节。现代大功率压水堆核电站的一回路系统一般有2－4条并联的密闭环路,为了确保安全，整个一回路循环系统的主要设备集中安装在一座立式圆柱状球形顶盖密封建筑物安全壳里。安全壳的内径约40米，高约70米。压水堆核电站简单介绍（续）一回路循环系统的压力由稳压器进行调26二回路主系统和设备二回路主系统的主要功用是将蒸汽发生器产生的饱和蒸汽供汽轮发电机组作功发电和供电站其他辅助设备使用。二回路系统主要由饱和蒸汽轮机、发电机、冷凝器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、中间汽水分离再热器和相应的仪表、阀门、管道等设备组成二回路主系统和设备二回路主系统的主要功用是将蒸汽发生器产生的27第一代核电站

自50年至60年代初苏联、美国等建造的第一批单机容量在300MWe的原型核电站，如美国的希平港核电站和英第安角1号核电站，法国的舒兹(Chooz)核电站，德国的奥珀利海母(Obrigheim)核电站,日本的美浜1号核电站等。

第一代核电站

自50年至60年代初苏联、美国等建造的第28第二代核电站

自60年代末至70年代世界上建造了单机容量在600－1400MWe的标准核电站，以美国为代表的Model212（600MWe，两环路压水堆）、Model312，Model314，Model412、Model414、System80以及一批沸水堆（BWR）均可划入第2代核电站范畴。法国的CPY，P4，P4′´也属于Model312，Model414一类标准核电站。日本、韩国也建造了一批Model412、System80等标准核电站。它们是目前世界正在运行的441座核电站（2004年6月统计数）主力机组。第二代核电站自60年代末至70年代世界上建造了单机容量在29第三代核电站

满足美国用户要求文件或欧洲核电用户要求文件建造的核电站 美国核电用户要求文件（URD）和欧洲核电用户要求文件（EUR）提出了下一代核电站的安全和设计技术要求，它包括了改革型的能动（安全系统）核电站和先进型的非能动（安全系统）核电站，并完成了全部工程论证和试验工作以及核电站的初步设计，它们将成为下三代核电站的主力堆型表：

第三代核电站 满足美国用户要求文件或欧洲核电用户要求文件30第三代核电站(续)第三代核电站(续)31AP1000的设计理念

在传统成熟的压水堆核电技术的基础上，安全系统“非能动化”。“非能动化”设计利用的是自然力，这种设计理念的引入，使核电站安全系统的设计发生了根本的变化：在设计中充分考虑了严重事故的预防和缓解；系统配置简化，安全支持系统减少，安全级设备和抗震厂房大幅减少，安全等级和质保等级降低，应急动力电源和很多动力设备被取消，大宗材料需求明显降低。由此还产生了设计简化、系统设置简化、工艺布置简化、施工量减少、工期缩短等一系列效应，最终使AP1000在安全性能显著提高的同时，经济上也具有较强的竞争力

AP1000的设计理念

在传统成熟的压水堆核电技术32AP1000开发情况

1985年西屋公司开始了非能动先进压水堆AP600的开发研究工作，前后共化了13年的时间，于1998年9月3日NRC颁布了AP600最终设计批准书。化费了1300人年，完成了12,000份设计文件，耗资近6个亿美元。在此基础上开发了AP1000。2002年3月，核管会已经完成AP1000设计的预认证审查，AP600有关的试验和分析程序可以用于AP1000设计。目前AP1000设计许可证审查阶段已基本完成。AP1000开发情况

1985年西屋公司开始了非能动33AP1000技术描述

AP1000为单堆布置两环路机组;

电功率1117MWe;

设计寿命60年;主要安全系统采用非能动设计，布置在安全壳内;安全壳为双层结构，外层为预应力混凝土，内层为钢板结构。AP1000主要的设计特点如下：AP1000技术描述

34AP1000技术描述(续)●

反应堆和反应堆冷却剂系统设计采用成熟技术。●AP1000反应堆采用西屋公司成熟的Model314,这种反应堆设计已获得成功的运行；●燃料组件采用可靠性高的14ftRobust燃料组件；●采用增大的蒸汽发生器（

125型），这种蒸汽发生器已在改造核电厂中获得成功的运行经验；●稳压器容积比运行电厂增大了很多；AP1000技术描述(续)●反应堆和反应堆冷却剂系统设计35AP1000技术描述(续)●主泵采用成熟的屏蔽式电动泵；●主管道简化设计，减少焊缝和支撑；●压力容器与西屋标准的三环路压力容器相似，取消堆芯区的环焊缝，堆芯测量仪表布置在上封头，可在线测量；●反应堆冷却剂系统采用两环路的布置方案，但蒸汽发生器和屏蔽马达泵是直接连接的。AP1000技术描述(续)●主泵采用成熟的屏蔽式电动泵；36非能动安全系统

1.

非能动安注系统2.

非能动余热排出系统3.非能动安全壳冷却系统4.非能动主控制室居留系统5.非能动安全壳氢控制6.非能动MCR/I&C室冷却7.非能动安全壳pH控制8.非能动安全壳大气放射性导出非能动安全系统1.

非能动安注系统37非能动安全系统(续)

采用了非能动设计大幅度减少了安全系统的设备和部件，与正在运行电站的设备相比，阀门、泵、安全级管道、电缆、抗震厂房容积分别减少了约50%，35%，80%，70%和45%。

非能动安全系统(续)采用了非能动设计大幅度减少了38数字仪控系统和先进主控室设计AP1000采用成熟的数字化技术和先进主控室设计。主控室采用紧凑布置，充分应用人因工程的设计理念。数字化控制系统采用OvationDCS系统。数字仪控系统和先进主控室设计AP1000采用成熟的数字化技术39采用模块化建造技术AP1000在建造中大量采用模块化建造技术。整个电站共分4种模块类型:结构模块122个;管道模块154个;机械设备模块55个;电气设备模块11个。从而建设周期大大缩短，从第一罐混凝土到装料只需36个月。模块最大体积不得超过集装箱的容积，即24m×3.6m×3.6m，其重量一般不得超过5吨。

采用模块化建造技术AP1000在建造中大量采用模块化建造技术40第四代核电站美国、法国、日本、英国等核电发达国家在2000年组建了Gen-IV国际论坛.总的目标是在2030年左右，向市场上提供够很好解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的第四代核电站。第四代核电站有可持续能力、安全可靠性和经济性三个方面的目标第四代核电站美国、法国、日本、英国等核电发达国家在2000年41经济性目标1.初投资每千瓦小于1000美元，在全寿期内的经济性明显优于其它能源2.能源系统的财务风险不高于其它能源项目3.总的电力生产成本应低于每度电3美分4.建设期小于3年经济性目标1.初投资每千瓦小于1000美元，在全寿期内的经济42安全可靠性目标1：有很高的运行安全性和可靠性。2：堆芯损坏的可能性极低3：在事故条件下无厂外释放，不需要厂外应急。安全可靠性目标1：有很高的运行安全性和可靠性。43第四代核电站(续)第四代核电站(续)44IE级设备的定义IE级被定为电气系统设备的安全级，它是完成下列各项功能所必须的：-反应堆紧急停堆，-安全壳隔离，-堆芯应急冷却，-反应堆余热导出，-反应堆厂房的热导出，-防止放射性物质向周围环境大量排放。IE级设备的定义IE级被定为电气系统设备的安全级，它是完成下45标准质量鉴定程序

标准质量鉴定程序用来验证设备在正常环境下能执行其规定功能的能力。这是通过执行一个对每种类型设备的专用质量鉴定大纲来证明的。这个大纲须通过其条件和顺序适合于该设备的一系列试验

标准质量鉴定程序46这一系列试验应包括：基准实验例如：介电强度试验绝缘电阻试验功能特性的评定试验等影响参数的极限值试验:在影响参数的规定范围的限值内和规定的上限值上检验设备的功能特性。可以综合这些影响参数的作用有关设备的耐久性试验和/或超时限性能评定的实验。这一系列试验应包括：47K3质量鉴定程序K3质量鉴定程序用来验证安装在安全壳外的设备在正常环境条件下和地震载荷下以及对一些设备项规定的事故条件下能执行其规定功能的能力。这是通过执行一个为每种类型设备所持有的专用质量鉴定大纲来证明的，这大纲指出了下面三个程序的应用顺序和条件：K3质量鉴定程序K3质量鉴定程序用来验证安装在安全壳外的设备48－按照标准质量鉴定程序；－按照抗地震试验程序；－为某些设备项所规定的事故条件下的专用质量鉴定程序。通过以上程序试验应证明该设备仍能执行其规定的功能。在某些情况下可通过分析法或用综合的质量鉴定方法代替通过试验的质量鉴定方法。－按照标准质量鉴定程序；49抗地震试验

用抗地震试验的方法如在IEC980“核电站安全系统电气设备抗地震质量鉴定的推荐方法”和IEC68-3-3“设备抗地震方法”