nuclear energy

1、核能发电核能发电11继电一班能源种类核能核能天然能源天然能源其他其他化石类化石类非化石类非化石类1利用形式1.核能的定义目录2.核能发电原理3.核能发电过程4.核能发电特点5.核能发电安措6.核能发电前景核能核能nuclear energy 其中，E=能量，m=质量，c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的裂变形式。 核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特爱因斯坦的方程 :2mcE定义：发电原理发电原理什么是核能发电呢？核能发电的基本原理就是：利用核反应堆中利用核反应堆中链

2、式核裂变反应所释放的能量发电。所释放的能量发电。发电原理核裂变反应原理 燃料是铀。用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机旋转，产生电能。发电原理 核能发电原理核能发电原理核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械电能发电过程核能发电的具体过程核核能能发发电电的的优优点点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，也不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。2、核能发电消耗燃料少.1kg铀235全部裂变产生的能量相当于25002700t标准煤燃烧放出的能量。3、

3、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公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。4、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为稳定。核能发电的缺点1、核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。2、核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境中，故核能电厂的热污染较严重。3、核能电厂建设投资成本太大，电力公司的财务风险较高。4、核电厂

4、的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。YOUR TITLEHERE核 能 发 电 安 全 措 施YOUR TITLEHERE核 能 发 电 安 全 措 施安全措施1、在役检查在役检查核电站运行期间，其部件可能受应力、温度、辐照、腐蚀、振动和磨损等影响，这些影响将会引起材料性能变化，例如：老化、脆化、等。在役检查是在静止部件上进行的一系列无损检验，仅涉及核安全级设备。2、对核能发电安全问题评价对核能发电安全问题评价核电站安全问题：核电站安全问题：保证在核电站发生各类事故时，核电站内外的任何人所受的辐射剂量小于相应的规定值。核能发电安全问题评价：核能发电

5、安全问题评价：一类是在反应堆正常运行条件下，放射性物质的排放量必须保持在远低于环境中的天然放射性本底水平；二类是在事故时，比正常条件下排放量大若干个数量级的放射性量，必须采取适当措施，保证有可能发生的事故情况下有足够的安全欲量。3、安全保卫措施安全保卫措施3、安全保卫措施安全保卫措施屏蔽措施一次屏蔽：一次屏蔽：用来屏蔽反应堆堆芯，减弱来自反应堆的核辐射在屏蔽外表面的剂量水平；在反应堆整个运行寿命期内限制泄漏中子对一回路主设备的活化；降低堆芯裂变产物的衰变了的射线。保证反应堆停堆后人员能接近一回路设备并对其进行维修。二次屏蔽二次屏蔽：用来防护来自堆主冷却剂中的辐射，并作为一次屏蔽的补充部分，继续

6、减弱从一次屏蔽泄漏出来的中子和辐射。保证反应堆满功率运行时，人员可以有限制或无限地接近反应堆厂房。辅助系统屏蔽辅助系统屏蔽：指屏蔽反应堆辅助系统所需要的混凝土墙、地板以及可移动的屏蔽块，用防护各个辅助系统的各种辐射源引起的辐照。快速停堆信号系统用于监测有损于反应堆安全的瞬态及误操作等异常状态，为快速插入控制棒，互锁停止提控制棒，发出警报和关闭主蒸汽隔离阀等及时提供动作信号。堆芯危急冷却系统在一回路冷却系统管道发生严重破裂事故，反应堆处于危急时刻，为了防止因燃料过热而起包壳破损直至元件熔化所设置的重要措施。紧急停堆系统为防止事故扩大，在必要时要紧急停堆。对本系统的要求是当控制棒因故不能插入堆芯时

7、，能立即快速投入，使反应堆停闭。反应堆的装料与换料随反应堆的类型和核燃料的种类而异，通常有不停堆连续装换料和停堆间断装换料两种方式。核能发电前景前 景 展 望前 景 展 望 核能利用是解决能源问题必由之路，它在能源中的比例将逐步加大，从而改善能源结构，并有希望在将来彻底解决人类对能源的需求。 然而，核能的开发利用是一个循序渐进的长期进程，按其科技难度和实现产业化的前景展望，大致可分为三个阶段：第一阶段是热中子裂变堆，第二阶段是快中子裂变堆，第三阶段是可控聚变堆。这三阶段需要互相衔接，逐步进入实用，实现产业化。 目前，世界上有450多座核电机组在运行发电，总装机容量约3.7亿千瓦，除个别是快堆外

8、，都是热中子堆。这就是说，核能的产业化利用目前还处于第一阶段。热中子堆核电机组中，有近300座是压水堆，占大多数。现在在世界上已能商用建造的第三代核电机组也都是压水堆型或沸水堆型的。 但是，无论压水堆或沸水堆核电机组，它们的汽轮机工作介质都是饱和蒸汽，温度不超过280，这就决定了它们的发电热效率只能到达约36。压水堆和沸水堆的发展前景是走向超临界水冷堆(SCWR，Supercritical Water-Cooled Reactor，已不完全是热中子堆)。超临界水冷堆核电机组的汽轮机工作介质是超临界水，直接来自反应堆，其压力约25MPa，温度约510550。机组热效率可高达44-45。由于系统简

9、化，机组的单位千瓦造价也将显著降低。但堆芯性能、控制稳定性、耐高温抗腐蚀的材料等一系列关键问题尚有待克服。第一阶段：热中子裂变堆第一阶段：热中子裂变堆 另一有发展前途的热中子堆是高温气冷堆。在上世纪80年代，德国推出了模块式高温气冷堆的设计概念，以模快式小型化和具有固有安全性为特征，成为国际上高温气冷堆的技术走向。美、德、俄、日本、南非和我国都在积极研究，我国10MW模块式实验高温气冷堆”已建成，它在技术上是走在世界前列的。即将开工建造的一座电功率为20万千瓦的模块式示范性高温气冷堆核电机组，将促使高温气冷堆向商用化目标推进。高温气冷堆还将向极高温气冷堆(VHTR，Very High Temp

10、erature Reactor)发展，其冷却堆芯的氦气出口温度达1000，可用于制氢，也可用于石油、化工、炼钢等工艺供热，用于发电、热效率可达50。但高性能燃料元件技术、氦气透平直接循环发电及高温堆热制氢等技术尚有待克服。第二阶段：快中子裂变堆 热中子堆的主要缺点是核燃料利用率很低，在开采精炼出来的天然铀中，只有大约12 的核燃料能够在热中子堆中产生核能，其余约98-99的铀238都将积压下来， 要等到快中子堆才加以利用。快中子堆最大的优点就是能够充分利用核燃料，它在消耗裂变燃料来产生核能的同时，还能够产生相当于消耗量1.21.6倍的裂变燃料，使得热堆积压下来的铀238的6070能在快堆中利用

11、。第三阶段：可控聚变堆 聚变堆是利用氢的同位素氘、氚等聚变成氦而释放核能的反应堆，氘即重水中的“重氢”，而地球上的水中有1/7000是重水，总计含氘量有40万亿吨，故聚变反应堆成功后，水中氘足以满足人类几十亿年对能源的需求。然而，实现持续的可控聚变，难度非常大。关键问题是要把氘、氚原子核加温到至少几千万乃至上亿摄氏度(已是等离子体)，并把它们约束在一起。目前主要研究的有磁约束、激光惯性约束等途径实现可控聚变。核核聚聚变变原原理理第三阶段：可控聚变堆 各国已建造多种类型的试验装置共200多台，我国也已建成四台，向可控聚变目标探索，已露出胜利的曙光：国际上的磁约束聚变试验装置已得到了输出功率大于输入功率的成果，原则上证实了可控聚变堆的科学可行性。为此，美、俄、日、欧共体等联合开发的国际热核聚变实