国内CPR1000核电技术详细介绍幻灯片.ppt

核电站简介 DJ 内部资料 谢绝外传 目录 一 概述二 什么是核电站三 压水堆核电站介绍四 核电站的发展五 我国核电发展的未来 一 概述 1 各种形式的能源能源是人类社会赖以生存的基本条件 也是保证社会稳定和发展国民经济的重要物质基础 自然界中除有机燃料能源 煤炭 石油 天然气 外 核能 水力 风力 太阳能 地热和潮汐能也都是巨大的能源 受人类技术经济发展的影响 太阳能 风能 潮汐能及地热发电等 其应用还受到很多条件的限制 水力是较为理想的自然资源 但是投资时间比较长 一般须要10年 20年左右 可能需要大量移民及改变生态环境 随着技术的发展 利用核能发电这一方法正逐步被人们接受 有效利用核能发电 可以改变能源结构 有利于保护环境 一 概述 一 概述 2 蓬勃发展的世界核电从廿世纪50年代第一座核电站建成以来 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后核电发展更快 据统计 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 计划建造的约60座 全部建成后装机容量将近5亿千瓦 约占世界总发电量的20 左右 一 概述 从发展趋势来看 在今后30年内将会有更多国家和地区拥有核电站 预计到2030年 世界核电站总数将达1000座 核发电量将占总量的三分之一 核能除了用来发电外 还可以作为船舶 火箭 宇宙飞船 人造卫星等的动力能源 特别是核动力不需要空气助燃 因而它是在缺乏空气环境下的地下 水下 空间等的特殊动力 它将是人类开发的理想能源 一 概述 3 我国核电发展现状我国的煤碳 水力和石油资源有一定的蕴藏量 但因人口众多 人均储量低 因此发展核电是我国能源规划的组成部分 无论对近期和将来补充或替代常规能源都是十分重要的措施 我国自廿世纪七十年代中期开始设计建造核电站以来 到2005年我国已建成6个项目计11座核反应堆发电机组 核电运行容量已达870万千瓦 一 概述 华兴公司核电站建造经历 公司参加了国内所有核电站的工程建设 并在其中的7座核电站工程中担当主力 承担了11个反应堆及其附属工程的施工 为我国的核电建设和能源事业立下了赫赫功绩 在国外 承建了我国最大的出口成套项目 巴基斯坦恰希玛核电站一期工程 目前正在承建国内的岭澳二期 大连红沿河 福建宁德 广东阳江 山东海阳等核电站工程及国外的恰希玛核电站二期工程 一 概述 已建核电站概况 大亚湾核电站大亚湾核电站是广东核电投资建造法国堆型大功率压水堆 由法马通公司总承包 功率2 90万千瓦 1993年投入商业运行 两座机组年发电量可达100亿度 岭澳核电站即大亚湾核电站二期工程 由广东核电投资建造并经营 功率为2 90万千瓦 2002年投入商业运行 秦山一期核电站由我国自行设计建造的第一个试验型反应堆核电站 反应堆为双环路轻水型压水堆 功率1 30万千瓦 秦山核电站的建成和运行是我国和平利用原子能的开端 成功的经验使我国具备了独立设计建造小功率核电站的能力 秦山二期核电站秦山第二核电站是由我国自行设计建造的第一个商用核电站 功率2 60万千瓦 设计总包是核二院 反应堆由核一院设计 常规岛由华东电力设计院承担 秦山三期核电站与其它几个核电站不同之处是 这是一个CANDU型重水压水堆 由加拿大原子能源有限公司投资设计建造并经营 运行20年后产权和管理归属中国 秦山三期核电站的功率是2 70万千瓦 江苏田湾核电站田湾核电站一期由江苏核电有限公司投资建设 采用两套俄罗斯生产的VVER 1000型压水堆核电机组 功率为2 100万千瓦 恰希玛核电站向巴基斯坦出口的恰希玛核电站 功率为1 30万千瓦 2000年并网发电 现正在稳定运行 我国因此成为核电站出口国之一 一 概述 4 我国计划建设 已开始建设 的核电站包括 二 什么是核电站 1 原子能的机理世界上一切物质都是由原子构成的 原子是由原子核和电子组成的 而原子核又由质子和中子组成 任何原子都是由带正电的原子核和绕原子核旋转的带负电的电子构成的 一个铀 235原子有92个电子 其原子核由92个质子和143个中子组成 50万个原子排列起来相当一根头发的直径 如果把原子比作一个巨大的宫殿 其原子核的大小只是一颗黄豆 而电子相当于一根大头针的针尖 科学家发现铀 235原子核在吸收一个中子以后能分裂 同时放出2 3个中子和大量的能量 放出的能量比化学反应中释放出的能量大得多 这就是核裂变能 也就是我们所说的核能 如果一个新产生的中子 再去轰击另一个铀 235原子核 便引起新的裂变 以此类推 这样就使裂变反应不断地持续下去 这就是裂变链式反应 在链式反应中 核能就连续不断地释放出来 将原子核裂变释放的核能转换成热能 再转变为电能的系统和设施 通常称为核电站 一座100万千瓦的火电厂 每年要烧掉约330万吨煤 要用许多列火车来运输 而同样容量的核电站一年只用30吨燃料 二 什么是核电站 二 什么是核电站 2 核电站的能量转换过程 二 什么是核电站 3 核电站常见的反应堆堆型目前常见的核电站反应堆堆型有压水堆 沸水堆 重水堆 石墨堆 高温气冷堆以及快中子增殖堆等 其中压水堆核电站是从军用堆基础上发展起来的最成熟 最成功的动力堆堆型 现在世界上已运行的核电站堆型中压水堆核电站约占总数的62 下面以压水反应堆为例 介绍核电站的工作原理 三 压水堆核电站介绍 1 压水堆核电站的工作原理 三 压水堆核电站介绍 2 压水堆核电站主要设备压水堆核电站主要设备除反应堆外 还有主泵机组 蒸汽发生器 稳压器 汽轮发电机机组 应急冷却系统等 三 压水堆核电站介绍 主泵机组 是一回路中高速转动的设备 通过推动冷却剂流动将反应堆热量送到蒸汽发生器 传递给二回路给水 主泵 三 压水堆核电站介绍 蒸汽发生器 是将反应堆的热能转换为蒸汽的热交换设备 三 压水堆核电站介绍 稳压器 是一回路冷却水容积变化的补偿设备 其功能是调节和控制一回路系统冷却剂的工作压力 稳压器 三 压水堆核电站介绍 汽轮发电机机组 二回路系统的主要设备 由汽轮机 发电机 冷凝器和中间汽水分离加热器组成 三 压水堆核电站介绍 应急冷却系统 由注射系统和安全壳喷淋系统组成 一旦得到失水事故的信号后 安全注射系统向反应堆内注射高压含硼水 喷淋系统向安全壳喷水和化学药剂 可以缓解事故后果 限制事故蔓延 三 压水堆核电站介绍 3 压水堆核电站主要厂房核电站厂房主要由反应堆厂房 又称安全壳厂房 控制厂房 安全厂房 核辅助厂房 燃料厂房 汽轮发电机厂房 循环水厂房及其他辅助厂房等组成 三 压水堆核电站介绍 三 压水堆核电站介绍 安全壳 控制和限制放射性物质扩散 以及防止外部撞击事件产生的危害 保护周围环境免遭放射性物质的伤害 万一发生反应堆失水事故时 是防止裂变产物释放的最后一道屏障 一般为带钢衬里的预应力钢筋混凝土厚壁结构 目前已建成的核电站 其安全壳结构有单壳和双壳两种结构形式 三 压水堆核电站介绍 三 压水堆核电站介绍 四 核电站的发展 1 第一代核电站20世纪50 60年代核电发展早期建造的核电厂 主要集中在美 苏 英 法和加拿大少数几个国家 这一代核电厂有以下特点 1 建于核电开发期 具有研究探索的试验原型堆性质 2 设计比较粗糙 结构松散 机组发电容量不大 一般在30万千瓦之内 但体积较大 3 设计中没有系统 规范 科学的安全标准作为指导和准则 存在许多安全隐患 4 发电成本较高 四 核电站的发展 2 第二代核电站目前正在运行的绝大部分商用核电站可划归为第二代核电站 这一代核电站主要是按照比较完备的核安全法规和标准以及确定论的方法考虑设计基准事故的要求而设计的 第二代核电站的结构特点 一般采用单层预应力钢筋混凝土安全壳 安全壳内侧采用6mm厚钢衬里或防辐射涂料 四 核电站的发展 3 第三代核电站近10年来世界主要核电国家开发了一系列第三代核电堆型 这些堆型按其设计特征可分为改进型和革新型两类 其中主要的堆型有AP 1000 EPR等 其特点是采用双层安全壳防护或模块化施工技术 施工周期小于以往的核电站类型 2006年12月16日中美在北京签署先进压水堆核电技术转让谅解备忘录 中国将引进美国西屋电气公司AP1000技术 建设四台百万千瓦的核电机组 计划建设地点浙江三门 山东海阳 2007年2月广东核电集团与法国签署了EPR核电站的协议议定书 四 核电站的发展 AP1000堆型 AP1000是美国西屋公司开发的一种双环路第三代先进型机组 模块化施工是AP1000堆型的主要特点 该堆型施工时主要模块包括 设备模块70个 结构模块108个 其中最重的CA20模块重达700吨 AP1000核电站反应堆厂房剖面图 四 核电站的发展 EPR 欧洲压水堆型 核电站 EPR是法马通公司和西门子公司共同开发的 目前该项目纳入法马通ANP公司 EPR采用圆筒状的双层安全壳 其中第一层为带钢衬里的预应力钢筋混凝土 第二层安全壳为钢筋混凝土 安全壳设计压力为0 75MPa EPR核电站反应堆厂房剖面图 四 核电站的发展简介 4 第四代核电站所谓第四代核电站主要包括14项基本要求 经济性3条 要有竞争力的发电成本 其母线发电成本为3美分 kwh 可接受的投资风险 小于1000美元 kw 建造时间少于3年 核安全和辐射安全的5条 非常低的堆芯破损概率 任何可信初因事故都经验证 不会发生严重堆芯损坏 不需要场外应急 人因容错性能高 尽可能小的辐射照射 四 核电站的发展 核废物处理3条 要有完整的解决方案 解决方案被公众接受 废物量要最小 防核扩散的3条 对武器扩散分子的吸引力小 内在的和外部的防止核扩散能力强 对防止核扩散要经过评估 第四代核电站的主要堆型 第四代核电站主要包括 超临界水冷堆 超高温气冷堆 气冷快堆 液态钠冷快堆 铅冷快堆和熔盐反应堆 四 核电站的发展 5 核聚变反应堆核电站 其机理是当两个轻原子核结合成一个较重的原子核时 会释放能量 我们称这种结合为聚变 在人工控制下的聚变称为受控聚变 在受控聚变的情况下释放能量的装置 称为聚变反应堆 氢的同位素氘 氚之间的聚变较为容易 可作为聚变核燃料 氘和氚发生聚变释放的能量是铀 235的4 14倍 更重要的是 地球上氘的含量非常丰富 每升海水中含0 03克氘 其所含的氘 经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量 而地球上的水中约有40万亿吨氘 足够人类使用上百亿年 四 核电站的发展 核聚变反应堆研究发展现状旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆的六方包括欧盟 美国 俄罗斯 日本 韩国和中国最终确定世界第一个实验型热核反应堆在法国的卡达拉舍建造 计划前期投资约46亿美元 工程建设已于2005年开始 计划用8到10年的时间完成 最终总投资预计超过100亿美元 五 我国核电发展的未来 1 中国发展核电的有利条件 我国有一定储量核资源和相当强的核工业基础 有较成熟的设计 建造和运行反应堆的经验 有素质较好 专业配套的核科技队伍 可以适应我国核电建设的需要 五 我国核电发展的未来 2 我国核电的发展规划 根据国家发改委及核电专家制定的我国核电发展远景规划 到2020年 国内核电装机比重将从目前的1 15 上升到4 左右 这相当于在今后15年内再建至少30座百万千瓦级