论中国核电发展论文.doc

论中国和世界核电发展2011年3月16日，日本大地震后出现的重大核安全事故再次引发人们对核电安全的担忧。其实，在世界核电发展史上，“谈核色变”并非第一次，美国的三里岛核电站事故以及苏联切尔诺贝利核泄漏事故也曾令核电发展迅速降温，但痛定思痛后，我们不得不冷静下来思考：核电的发展对未来能源需求而言，对全球可持续发展而言，我们可以放弃吗？答案无疑是否定的。全球核电建设虽历经波折，但一直在稳步向前。目前，人类实际应用的主要能源还是化石能源。煤、石油、天然气等化石能源的利用，对人类生存、发展、进步产生过巨大的影响。进入21世纪后，人们更加注重生存环境和生存空间的质量。大量燃用化石能源产生的温室效应、酸雨现象对人类生存环境造成了严重破坏。同时，化石能源经长期开采，其资源日趋枯竭，已不足以支撑全球经济的发展。在寻找替代能源的过程中，人们开始越来越重视核能的应用，而核能最主要的应用就是核能发电。人类首次实现核能发电是在1951年。当年8月，美国原子能委员会在爱达荷州一座钠冷块中子增殖实验堆上进行了世界上第一次核能发电实验并获得成功。1954年，苏联建成了世界上第一座实验核电站，发电功率5000KW。核电站又称核电厂，它指用铀、钚等作核燃料，将它在裂变反应中产生的能量转变为电能的发电厂。核电厂主要以反应堆的种类相区别，有压水堆核电厂、沸水堆核电厂、重水堆核电厂、石墨水冷堆核电厂、石墨气冷堆核电厂、高温气冷堆核电厂和快中子增殖堆核电厂等。核电厂由核岛（主要是核蒸汽供应系统）、常规岛（主要是汽轮发动机组）和电厂配套设施三大部分组成。核燃料在反应堆内产生的裂变能，主要以热能的形式出现。它经过冷却济的载带和转换，最终用蒸汽或气体驱动涡轮发电机组发电。核电厂所有带强放射性的关键设备都安装在反应堆安全壳厂房内，以便在失水事故或其他严重事故下限制放射性物质外溢。为了保证堆芯核燃料在任何情况下等到冷却而免于烧毁熔化，核电厂设置有多项安全系统。国际上普遍认为世界核电发展共分为四代第一代核电站：20世纪50年至60年代初，苏联、美国等建造了第一批单机容量在300MWe左右的核电站。第一代核电厂属于原型堆核电厂，主要目的是为了通过试验示范形式来验证其核电在工程实施上的可行性。第二代核电站：20世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电发展，世界上已经商业运行的400多台机组大部分在这段时期建成，称为第二代核电机组。第二代核电厂主要是实现商业化、标准化、系列化、批量化，以提高经济性。第二代核电站是世界正在运行的439座核电站（2007年9月统计数）主力机组，总装机容量为3.72亿千瓦。还共有34台在建核电机组，总装机容量为0.278亿千瓦。在三里岛核电站和切尔诺贝利核电站发生事故之后，各国对正在运行的核电站进行了不同程度的改进，在安全性和经济性都有了不同程度的提高。从事核电的专家们对第二代核电站进行了反思，当时认为发生堆芯熔化和放射性物质大量往环境释放这类严重事故的可能性很小，不必把预防和缓解严重事故的设施作为设计上必须的要求，因此，第二代核电站应对严重事故的措施比较薄弱。第三代核电站：对于第三代核电站类型有各种不同看法。（URD）和欧洲核电用户要求文件（EUR）提出了第三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，它们将成为第三代核电站的主力堆型。通过总结经验教训，美国、欧洲和国际原子能机构都出台了新规定，把预防和缓解严重事故作为设计上的必须要求，满足以上要求的核电站称为第三代核电站。第四代核能系统：第四代核能系统概念（有别于核电技术或先进反应堆），最先由美国能源部的核能、科学与技术办公室提出，始见于1999年6月美国核学会夏季年会，同年11月的该学会冬季年会上，发展第四代核能系统的设想得到进一步明确； 2000年1月，美国能源部发起并约请阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、南非和英国等9个国家的政府代表开会，讨论开发新一代核能技术的国际合作问题，取得了广泛共识，并发表了“九国联合声明”。随后，由美国、法国、日本、英国等核电发达国家组建了“第四代核能系统国际论坛（GIF）”，拟于2-3年内定出相关目标和计划；这项计划总的目标是在2030年左右，向市场推出能够解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的第四代核能系统（Gen-IV）。第四代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求。世界各国都在不同程度上开展第四代核电能系统的基础技术和学课的研发工作。第四代核电能系统包括三种快中子反应堆系统和三种热中子反应堆系统：第四代核能系统代号中子能谱燃料循环钠冷快堆系统(Sodium Cooled Fast Reactor System)SFR快闭式铅合金冷却快堆系统(Lead Alloy-Cooled Fast Reactor System)LFR快闭式气冷快堆系统(Gas-Cooled Fast Reactor System)GFR快闭式超高温堆系统(Very High Temperature Reactor System)VHTR热一次超临界水冷堆系统(Supercritical Water Cooled Reactor System)SCWR热和快一次/闭式熔盐堆系统(Molten Salt Reactor System)MSR热闭式世界发展情况据国际原子能机构统计，1984年，全世界有34座核电站投产发电，使世界核电站发电量增长17%，达到2200亿瓦。当年，全世界新建核电站14座。到1986年底，全世界在运转的核电站达到376座，总装机容量达到2769.75亿瓦；在建的核电站有135座，总装机容量为1469.31亿瓦；拟建的核电站有124座，总装机容量为1218.9亿瓦。到1987年6月底，全世界在运转的核电站有389座，总装机容量达到3000亿瓦。当时，世界各国核电站所提供的电力，相当于700多万桶石油的能量。去年，全世界又增加了20座核电站，使世界核电站总数达到420座。到1986年底，核电站发电量占世界发电总量的比重已上升到了15%。同时，核电站发电量占各国发电总量的比重，法国为70%，比利时为67%，瑞典为50%，瑞士和西德两国分别为39%和30%，日本和美国两国分别为25%和17%。截止2012年11月，全世界核电运行机组共有437台，在建机组64座。全世界在运行的机组总装机容量达371,762 兆瓦。据预测，到2000年，全世界已安装的核电站的装机容量将达到49706460亿瓦；到2025年，将增加到875021600亿瓦。中国发展情况中国大陆核电发展主要经历了核电起步阶段和积极发展阶段。截至2012年11月，中国已有核电站如秦山核电站、大亚湾核电站、田湾核电站、岭澳核电站、福建宁德核电站（是中国大陆首个在海岛上建设核电站，2008年2月18日正式动工）等。15座在运行反应堆，其中包括秦山核电站（1-3期）共7个机组，大亚湾核电站2个机组，岭澳4个机组，田湾2个机组。核电总发电量占全国发电量的1.85%。1座实验型快中子反应堆，位于北京房山。26个在建机组，其中包括三门核电站2个机组，海阳核电站2个机组，方家山2个机组，防城港2个机组，红沿河4个机组，宁德4个机组，阳江3个机组，福清3个机组，台山2个机组，海南昌江2个机组。28台机组，装机容量为3087万千万。中国已成为世界在建核电机组规模最大的国家。我国目前共有国家核电技术公司、中国核工业集团公司、中国广东核电集团、中国电力投资集团。中国核电情况一览表核电站电功率/MW类型并网时间秦山一期300压水堆CP3001991-12大亚湾1号机组900压水堆1993-08大亚湾2号机组900压水堆1994-02秦山二期1号机组600压水堆CP6002002-02岭澳1号机组1000压水堆2002-02秦山三期1号机组700重水堆CANDU2002-11岭澳2号机组1000压水堆2002-12秦山三期2号机组700重水堆CANDU2003-07秦山二期2号机组600压水堆CP6002004-05田湾1号机组1000压水堆WWER10002004-05田湾2号机组1000压水堆WWER10002005-04中国实验快堆20快中子堆2010-07岭澳3号、4号机组2x1000-2010浙江三门6x1000先进压水堆AP10002014广东阳江6x1000-2010-02,2016-04广东台山2x1750压水堆EPR2013-12,2014-10山东海阳8x1250先进压水堆AP10002014-02,2020-06福建宁德6x1000压水堆CPR10002013-02辽宁红沿河4x1000-2011核电集团在建及国家同意开展前期工作的核电项目业主单位电站名称额定功率（万千瓦）合计（万千瓦）堆型中广核集团岭澳核电站二期21082284CPR1000辽宁红沿河核电站4108CPR1000福建宁德核电站4108CPR1000阳江核电站6108CPR1000台山核电站2170EPR广西防城港（红沙）核电站2108CPR1000中核集团秦山核电站二期扩建工程265942压水堆秦山核电站扩建（方家山）2108压水堆浙江三门核电站2125AP1000福建福清核电站2108压水堆海南昌江核电站265压水堆中电投集团山东海洋核电站2125250AP1000全文公布的能源发展“十二五”规划首次明确未来核电的发展速度和规模。“十一五”期间，我国核电总装机规模从685万千瓦提升到1082万千瓦，年均增长率为9.6%。最新公布的能源“十二五”规划显示，到2015年，我国运行核电装机达到4000万千瓦，在建规模1800万千瓦。未来我国核电发展年均增速达到29.9%，这也意味着我国核电建设将提速。2011年初受到日本核泄漏危机影响，国务院常务会议当时决定，调整完善我国核电中长期发展规划，在核安全规划批准之前，暂停审批核电项目。但我们需要注意，暂停不意味着停止，核电的长期发展是我国经济社会想更好更快发展的必然结果。虽然核电有诸如产生高低阶放射性废料，热效率较低，投资成本太大、财务风险较高，不适宜做尖峰、离峰之随载运转，较易引发政治歧见纷争等等缺点，但必须深刻意识到，核电发展利大于弊，且前景十分广阔。核电优点1核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。以同为百万千瓦级的燃煤发电厂和核电站相比较，火电厂周围居民受到辐射剂量为0.048毫希年，核电站则为0.018毫希年；火电厂的燃料需求为265万吨煤年，核电站为20-30吨核燃料年；采矿面积火电厂为1210亩年，核电站为30-42亩年。火电厂的二氧化硫排放量为2.6万吨年，氮氧化物排放量为1.4万吨年，烟灰为3500吨年，二氧化碳排放量为680万吨年。而上述污染物质，核电站均为零排放。2核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。4核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。5核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法稳定。这里尤其要强调一下核电的安全问题。核电的发展主要有三个要素：高效性、清洁型和高效性。现在有许多人，尤其是普通百姓惧怕核电，阻挠核电在自己家门口发展，主要是担心核泄漏。这主要是社会上对核电的宣传不够造成的恐慌。其实核电是相当安全的。有计算表明核电站发生事故的概率比空难还要低十万分之一，在核电厂周围空气中的辐射量比天然辐射量还要低。这主要归功于核电高强度的防护措施。为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站必须始终坚持“质量第一，安全第一”的原则。核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多等级的重叠保护，以确保核电站对功率能有效控制，对燃料组件能充分冷却，对放射性物质不发生泄漏。纵深防御原则一般包括五层防线，第一层防线：精心设计、制造、施工，确保核电站有精良的硬件环境。建立周密的程序，严格的制度，对核电站工作人员有高水平的教育和培训，人人注意和关心安全，有完备的软件环境。第二层防线：加强运行管理和监督，及时正确处理异常情况，排除故障。第三层防线在严重异常情况下反应堆正常的控制和保护系统动作，防止设备故障和人为差错造成事故。第四层防线：发生事故情况时，启用核电站安全系统包括各外设安全系统加强事故中的电站管理，防止事故扩大保护反应堆厂房安全壳。第五层防线万一发生极不可能发生的事故并伴有放射性外泄启用厂内外应急响应计划努力减轻事故对周围居民和环境的影响。安全保护系统均采用独立设备和冗余布置， 均备有事故电源，安全系统可以抗地展和在蒸汽 空气及放射性物质的恶劣环境中运行。核电站运行人员须经严格的技术和管理培训，通过国家核安全局主持的资格考试，获得国家核安全局颁发的运行值岗操作员或高级操作员执照才能上岗，无照不得上岗。执照在规定期内有效， 过期后必须申请核发机关再次审查。万一发生了核外泄事故，应启动应急计划。应急计划的内容主要包括：疏散人员，封闭核污染区（核反应堆及核电站），清除核污染，以保证人身安全和环境清洁。按照纵深防御的原则，在核燃料和环境外部空气之间设置了四道屏障。即第一道屏障：燃料芯块核然料放在氧化铀陶瓷芯块中，并使得大部分