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核能概论,西安交通大学核能工程系秋穗正,一、核能在能源系统的地位与作用二、中国核能发展三、核反应堆与压水堆核电厂基本原理四、其他类型核反应堆核电站,一、核能在能源系统的地位与作用,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,一、核能在能源系统的地位与作用（续）,世界一次能源结构：国际能源资料统计：石油、天然气占60%，煤占25%，水力占5%，其他约占10%。（经济地开采的石油和天然气资源约有三、四十年储藏量，世界上煤的储藏量300年）电力结构：目前世界上有核电站441座，总装机容量3.6亿千瓦。平均核电发电量占总电量比重为17。有核电的国家和地区是32个，核发电超过30有16个国家。法国85，比利时（593），瑞典（516），英国23，俄罗斯16，日本34，美国20，中国1.5%。（美国仍第一核电大国，核电站109个，装机容量占全世界的三分之一。其次是法国、前苏联、日本和德国。）,世界核能的发展历史,一、核能在能源系统的地位与作用（续）,世界核电的发展大体可分为四个阶段。19541960年：试验阶段；19611969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。放弃核电的政策带来严重后果的反思；世界性的燃料供应紧张和环境压力的加大；新一代更为安全和经济的反应堆的推广使用。,二、中国核能发展,中国能源结构的特点及矛盾能源结构方面以煤为主体，油和天然气和水电资源很不丰富；能源资源分布与工业布局不平衡，而且正好相反。煤炭资源有限，不可能作为长期主要能源；煤的运输量大，由煤造成的运输紧张状况不可能解决；煤炭的污染严重，我国的环境将无法承受；煤是种重要的不可再生的化工原料；,发展核能是中国的必然选择需求：2020年中国GDP翻两番（4万亿美元），需要电力8亿9亿千瓦，目前国内已有装机容量是3.5亿千瓦，需要新增量4.5亿5.5亿千瓦。核电优点：安全清洁经济可持续发展现实可行,二、中国核能发展（续）,中国核电发展现状中国大陆正在运行和建造的核电机组共有11台，其中正在运行的有8台机组，装机容量610万千瓦，占全国总供电量的1.5%以上。正在建设还有3台机组，总装机容量为260万千瓦。浙江三门，广东阳江，山东海洋，辽宁大连，秦山四期，连云港二期。,二、中国核能发展（续）,中国核能发展规划国家发改委2003年1月14日宣布，到2020年，中国核发电量占总发电量的比例有望达到6%。（远远低于16%的世界平均水平）在2010年以后，大约每年都要新投产2-3台，甚至更多百万千瓦级的核电站。中国核电发展经历起步（2000年前）、腾飞（20002015年）和持续发展（20152050年）三个阶段世界核电的春天在中国！,二、中国核能发展（续）,三、核反应堆与压水堆核电厂基本原理,反应堆的基本工作原理核反应有聚变反应和裂变反应核燃料：铀-235、铀-233、钚-239235U+1n140Ba+94Kr+21n+200MeV,每1g铀裂变所释放出来的能量相当于2700kg标准煤燃烧时发出来的总能量。每产生100万千瓦的热功率，则每天需要消耗1.22千克的铀-235。,核反应堆的主要功能(1)生产堆，(2)动力堆，(3)研究堆。核反应堆的分类(1)轻水堆（包括压水堆和沸水堆）(2)重水堆(3)气冷堆(4)快中子增殖堆(5)聚变堆聚变堆,三、核反应堆与压水堆核电厂基本原理（续）,压水堆核电厂基本原理压水堆核电厂结构基本概况核压水堆电厂核岛主要参数,三、核反应堆与压水堆核电厂基本原理（续）,压水堆核电厂安全和辅助系统,第一类是牵涉到核安全的安全系统：安全注入系统、安全壳喷淋系统、辅助给水系统和安全壳隔离系统。第二类是保证反应堆和压力回路正常启动、运行和停堆的核辅助系统：化学和容积控制系统、硼和水的补给系统、余热排出系统、反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统、设备冷却水系统、核岛应急生水系统、蒸汽发生器排污系统、硼回收系统、核取样系统、核岛排气和疏水系统和核岛冷冻水系统。第三类是回收和处理放