核电与仪器仪表吴剑鸣9月

1、核电与仪器仪表核电与仪器仪表吴剑鸣吴剑鸣2007年年9月月各类资源发电比例各类资源发电比例我国世界平均1煤78%39%2石油10%3天然气15%4水力20%19%5核电2%16%6其它1%已探明的燃料可用年数已探明的燃料可用年数石油天然气煤炭4060200铀（热中子）铀（快中子） 核聚变无限世界核电站一览表世界核电站一览表n1954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。我国建成核电站一览表我国建成核电站一览表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

2、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25002700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

3、送料和上千吨灰渣的运输问题。1000 mw电站燃料用量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（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-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。（三

4、）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3040%，而火电站的燃料费占总电价的6070%。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。火电站与核电站发电成本比较国别电站类型美国法国日本烧油电站 8.1美分/度28生丁/度13.06日元/度烧煤电站 4.8美分/度10.45日元/度核电站4.3美分/度21生丁/度8.9日元/度电（四）核电是清洁的能源核电站排放的稀有气体、裂变

5、产物的总剂量率约为1.210-11微希/(千瓦小时)标准为2.110-10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3.5210-11微希/(千瓦小时)标准为10.610-10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，。（五）核电是安全的能源三道屏障（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

6、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。三道屏障三道屏障( (续续) )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。（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

7、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。压水堆核电站简单介绍压水堆核电站简单介绍压水堆核电站简单介绍（续）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24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。二回路主系统和设备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、

8、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 第四代核电站第四代核电站美国、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经济性目标经济性目标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年安全可靠性目标安全可靠性目标1：有很高的运行安全性和可靠性。2：

9、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。ie级设备的定义级设备的定义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。标准质量鉴定程序标准质量鉴定程序 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 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

10、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。k3质量鉴定程序质量鉴定程序nk3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：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

11、方法代替通过试验的质量鉴定方法。抗地震试验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”中所述。在一个设备试样上进行的程序是用于验证在经受安全停堆地震（sse）载荷时设备执行其规定功能的能力。在该试验之前应先进行为确定谐振频率的探测试验。应给出在每次试验之前、试验期间及试验之后确定功能特性的验收准则。允许采用下列方法：单轴正弦拍波试验；单轴时程试验；双轴时程试验。用k3质量鉴定程序鉴定的设备称 “k3类设备”。k2质量鉴定程序质量鉴定程序 k2质量鉴定程序用来验证安装在安全壳内的设备在正常环境条件情况下和地震载荷下能执行其规定功能的能力。需用k2质量鉴定程序鉴定的设备称作“k2类设备”。k1质量鉴定程序质量鉴定程序k1质量鉴定程序里来验证安