核电新能源介绍

1、核电新能源介绍核电新能源介绍核电新能源介绍核电新能源介绍引引 言言核电是核电是清洁清洁的能源，也是一种的能源，也是一种经济可靠经济可靠的能源。的能源。核电产业是一种危险与贡献共存的能源产业。核电产业是一种危险与贡献共存的能源产业。风险与利益的平衡质量、安全风险与利益的平衡质量、安全核电新能源介绍核电新能源介绍一、核基础知识一、核基础知识二、核电站的优势二、核电站的优势三、历史上重大影响的核安全事故三、历史上重大影响的核安全事故四、什么是核安全四、什么是核安全五、核电站混凝土特殊性五、核电站混凝土特殊性六、核电特殊性的表现六、核电特殊性的表现七、世界核电发展简介七、世界核电发展简介核电新能源介绍

2、核电新能源介绍一、核基础知识一、核基础知识 物质的物质的构成构成 原子：世界上一切物原子：世界上一切物质都是由质都是由原子原子构成。构成。原子由带正电的原子由带正电的原子原子核核和围绕它高速旋转和围绕它高速旋转的带负电的的带负电的电子电子构成，构成，原子核由原子核由质子质子和和中子中子构成。构成。核电新能源介绍核电新能源介绍核裂变核裂变核能：核能：铀铀-235-235原子核在中子的轰击下可以发生裂变并同时释原子核在中子的轰击下可以发生裂变并同时释放出能量，此外，放出能量，此外，铀铀-233-233，钚钚-239-239等等也能产生核裂变反应，也能产生核裂变反应，核裂变反应放出的能量就是核能。核

3、裂变反应放出的能量就是核能。核电站的组成核电站的组成核系统及核设备，又称为核系统及核设备，又称为核岛核岛；常规系统及常规设备，又；常规系统及常规设备，又称为称为常规岛常规岛。这两部分就组成了核能发电系统。这两部分就组成了核能发电系统。核岛中主要的设备为核反应堆及由载热剂（核岛中主要的设备为核反应堆及由载热剂（冷却剂冷却剂）提供）提供热量的蒸汽发生器，它替代常规火电站中蒸汽锅炉的作用热量的蒸汽发生器，它替代常规火电站中蒸汽锅炉的作用。常规岛的主要设备为气轮机和发电机及其相应附属设备。常规岛的主要设备为气轮机和发电机及其相应附属设备，常规岛的组成与常规火电站气轮机大致相同。，常规岛的组成与常规火电

4、站气轮机大致相同。核反应堆原理反应堆反应堆是核电站的关键设计，链式裂变反应就在其中进行。反应堆种是核电站的关键设计，链式裂变反应就在其中进行。反应堆种类很多，核电站中使用最多的是类很多，核电站中使用最多的是压水堆压水堆。压水堆中首先要有压水堆中首先要有核燃料核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块，装到锆合金管中，将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起，成，装到锆合金管中，将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起，成为为燃料组件燃料组件。大多数组件中都有一束控制棒，控制着链式反应的强度。大多数组件中都有一束控制棒，控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。

5、和反应的开始与终止。压水堆压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件，吸收了核裂变以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件，吸收了核裂变产生的热能以后流出产生的热能以后流出反应堆反应堆，进入蒸汽发生器，进入蒸汽发生器， 在那里把热量传给在那里把热量传给二次侧的水，使它们变成蒸汽送去发电，二次侧的水，使它们变成蒸汽送去发电， 而主冷却剂本身的温度就而主冷却剂本身的温度就降低了。从蒸汽发生器出来的主冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。降低了。从蒸汽发生器出来的主冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂冷却剂的这一循环通道称为一回路，一回路高压由稳压器来维持和调的这一循环通道称为一回路，一回路高压由稳

6、压器来维持和调节。节。核电新能源介绍核电新能源介绍二、核电站的二、核电站的优势优势1.1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物污染物质到大气中，因此质到大气中，因此核能发电核能发电, ,核能发电不会造成空气污染。核能发电不会造成空气污染。2.2.核能发电不会产生加重地球温室效应的核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳二氧化碳。3.3.核燃料能核燃料能能量密度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，一座燃料体积小，运输与储存都很方便，一座10001000百万瓦

7、的核能电厂一年只百万瓦的核能电厂一年只需需3030公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。4.4.核能发电的成本中，燃料核能发电的成本中，燃料费用费用所占的比例较低，核能发电的成本较不所占的比例较低，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稳定。核电新能源介绍核电新能源介绍不同电厂对比表不同电厂对比表电厂电厂煤煤天然气天然气油油核电核电容量容量KWKW100100100100100100100100发电量亿度（年）发电量亿度（年）5555555555556565燃料万吨

8、燃料万吨30030036036077771041040.00240.0024CO2CO2万万t t5885882482482902900 0SO2SO2万万t t4.84.80.20.20 00 0烟尘万烟尘万t t0.90.90 00 00 0灰渣万灰渣万t t45450 00 00 0核电新能源介绍核电新能源介绍三、历史上重大影响的三、历史上重大影响的核安全事故核安全事故 核电站历史上的两大事故对核安全思想的发展有着重核电站历史上的两大事故对核安全思想的发展有着重大的影响：大的影响：1.19791.1979年年3 3月月2828日发生在美国的日发生在美国的三里岛三里岛事故；事故；2.198

9、62.1986年年4 4月月2626日发生在原苏联乌克兰的日发生在原苏联乌克兰的切尔诺贝利切尔诺贝利事事故。故。3.20113.2011年年3 3月月1111日，日本日，日本福岛福岛第一核电站第一核电站1 1号反应堆泄露。号反应堆泄露。核电新能源介绍核电新能源介绍1.1.三里岛核事故（三里岛核事故（Three Mile Island-2Three Mile Island-2）19791979年年3 3月月2828日凌晨日凌晨4 4时，美国宾夕法尼亚州的三里岛核时，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第电站第2 2组反应堆的操作室里，红灯闪亮，汽笛报警，组反应堆的操作室里，红灯闪亮，汽笛报警，涡轮机停

10、转，堆芯涡轮机停转，堆芯压力压力和和温度温度骤然升高，骤然升高， 2 2小时后，大小时后，大量放射性物质溢出。在三里岛事件中，从最初清洗设备量放射性物质溢出。在三里岛事件中，从最初清洗设备的工作人员的过失开始，到反应堆彻底毁坏，整个过程的工作人员的过失开始，到反应堆彻底毁坏，整个过程只用了只用了120120秒秒。6 6天以后，堆芯温度才开始下降，蒸气泡天以后，堆芯温度才开始下降，蒸气泡消失消失引起氢爆炸的威胁免除了。引起氢爆炸的威胁免除了。100100吨铀燃料虽然吨铀燃料虽然没有熔化，但有没有熔化，但有60%60%的铀棒的铀棒受到损坏，反应堆最终陷于受到损坏，反应堆最终陷于瘫痪。此事故为核事故

11、的瘫痪。此事故为核事故的第五级第五级。（核事故共。（核事故共7 7个级别，个级别，级别越高，危害越大级别越高，危害越大核电新能源介绍核电新能源介绍2 2、原苏联、原苏联切尔诺贝利切尔诺贝利事故：事故： 1986 1986 年年4 4月月26 26 日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸，其放射性云日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸，其放射性云团直抵西欧，造成约八千人死于辐射导致的各种疾病。团直抵西欧，造成约八千人死于辐射导致的各种疾病。19861986年年4 4月月2626日凌晨，位于苏联乌克兰加盟共和国首府基辅以北日凌晨，位于苏联乌克兰加盟共和国首府基辅以北130130公里公里处的切尔诺贝利

12、核电站发生猛烈爆炸，反应堆机房的建筑遭到毁坏，同处的切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸，反应堆机房的建筑遭到毁坏，同时发生了火灾，反应堆内的放射物质大量外泄，周围环境受到严重污染时发生了火灾，反应堆内的放射物质大量外泄，周围环境受到严重污染，造成了核电史上迄今为止，造成了核电史上迄今为止最严重最严重的事故。的事故。19861986年年4 4月月2525日（事故前一天），切尔诺贝利核电站第日（事故前一天），切尔诺贝利核电站第4 4号反应堆的工作号反应堆的工作人员违反操作规程人员违反操作规程连续切断反应堆的电源连续切断反应堆的电源，使，使主要冷却系统停止工作主要冷却系统停止工作。于是堆芯温度迅速升高，造

13、成氢气过浓，以至于是堆芯温度迅速升高，造成氢气过浓，以至2626日凌晨发生猛烈爆炸，日凌晨发生猛烈爆炸，爆炸引起机房起火，浓烟使人呼吸困难，放射性物质不断外溢。爆炸引起机房起火，浓烟使人呼吸困难，放射性物质不断外溢。核电新能源介绍核电新能源介绍切尔诺贝利事故照片切尔诺贝利事故照片核电新能源介绍核电新能源介绍切尔诺贝利事故照片切尔诺贝利事故照片3.福岛核电站泄露事件20112011年年3 3月月1111日在日本东方外海发生的规模阵级日在日本东方外海发生的规模阵级9.09.0级地震、与紧接引起的海啸，在福岛第一核电级地震、与紧接引起的海啸，在福岛第一核电站造成的一系列站造成的一系列设备损坏设备损坏

14、、堆芯熔化堆芯熔化、辐射释放辐射释放等灾害事件，为等灾害事件，为19861986年切尔诺贝利以来最严重的年切尔诺贝利以来最严重的核子事故核子事故核电新能源介绍核电新能源介绍四、什么是四、什么是核安全核安全现代技术和安全管理现代技术和安全管理作为支撑；作为支撑；运行实践与常规能源运行实践与常规能源相对比：相对比：核电是安全、清核电是安全、清洁、经济的能源。洁、经济的能源。但是，核电也存在安但是，核电也存在安全问题，与常规能源全问题，与常规能源相比，其安全的特殊相比，其安全的特殊性就是性就是“核安全核安全”。核电新能源介绍核电新能源介绍什么是核安全？什么是核安全？回答：核安全就是核设施在其回答：核

15、安全就是核设施在其设计设计、制造制造、运行运行及及停役期间为保护停役期间为保护职工职工、公众公众、及、及环境环境免受可能的放免受可能的放射性危害所采取的所有措施的总和。射性危害所采取的所有措施的总和。简言之，核安全就是核设施不发生放射性物质的不简言之，核安全就是核设施不发生放射性物质的不可控的过量释放和工作过程中对人员的失控的可控的过量释放和工作过程中对人员的失控的过量过量照射。照射。反言之：放射性物质的不可控的过量释放和工作过反言之：放射性物质的不可控的过量释放和工作过程中对人员的失控的过量照射就是核安全事故或事程中对人员的失控的过量照射就是核安全事故或事件。件。核电新能源介绍核电新能源介绍

16、五、核电站混凝土特殊性五、核电站混凝土特殊性即核电站与常规电厂混凝土不一样的道理即核电站与常规电厂混凝土不一样的道理核电新能源介绍核电新能源介绍多重屏障体系不让放射性物质泄漏出去多重屏障体系不让放射性物质泄漏出去（1） 核裂变反应会产生许多放射性物质，包括裂变碎片和它核裂变反应会产生许多放射性物质，包括裂变碎片和它们的衰变产物及们的衰变产物及 射线射线、 射线射线、 射线、中子等，因此有很射线、中子等，因此有很强的放射性。强的放射性。核电新能源介绍核电新能源介绍多重屏障体系不让放射性物质泄漏出去（多重屏障体系不让放射性物质泄漏出去（2 2）核电新能源介绍核电新能源介绍核电站，混凝土是第一关。把

17、混凝土这一关把好了，就为核核电站，混凝土是第一关。把混凝土这一关把好了，就为核电站建设奠定了好基础。有人说，核电站混凝土和常规电站电站建设奠定了好基础。有人说，核电站混凝土和常规电站没有什么不一样。在这里认真地告诉大家，就是不一样。不没有什么不一样。在这里认真地告诉大家，就是不一样。不一样的不是混凝土的本质，而是它的作用。反应堆厂房是核一样的不是混凝土的本质，而是它的作用。反应堆厂房是核安全的最后一道实体屏障，安全的最后一道实体屏障，它的作用不仅是力学意义上的它的作用不仅是力学意义上的“抗体抗体”，而是辐射防护的最后一道防线，而是辐射防护的最后一道防线。正因为它在设计。正因为它在设计寿期内要承

18、受放射性的辐照，所以我们说寿期内要承受放射性的辐照，所以我们说核电站寿期核电站寿期4040年，年，6060年，实际上是混凝土的耐受年，实际上是混凝土的耐受“射线穿透射线穿透”年限年限，并不是在，并不是在寿期时混凝土能寿期时混凝土能“塌塌”了的问题。了的问题。即核电站混凝土同普通电厂不一样，即核电站混凝土具有特即核电站混凝土同普通电厂不一样，即核电站混凝土具有特殊性。殊性。所以：每个核电站都要设置采石场、砂石料加工生厂、混凝所以：每个核电站都要设置采石场、砂石料加工生厂、混凝土搅拌站、实验室，以保证混凝土的质量。土搅拌站、实验室，以保证混凝土的质量。核电新能源介绍核电新能源介绍采石场采石场核电新

19、能源介绍核电新能源介绍砂石料加工厂砂石料加工厂核电新能源介绍核电新能源介绍混凝土搅拌站混凝土搅拌站核电新能源介绍核电新能源介绍试验室试验室核电新能源介绍核电新能源介绍六、核电特殊性的表现六、核电特殊性的表现1 1、政府政府严密监管严密监管完整的法律标准体系（完整的法律标准体系（HAF003HAF003等法规）等法规）严格的许可证制度严格的许可证制度严格的审批流程严格的审批流程( (技术审核、专家咨询、行政决策技术审核、专家咨询、行政决策) )全过程控制核电厂建设和运行全过程控制核电厂建设和运行2 2、社会社会高度关注、政治影响大高度关注、政治影响大国外国外2 2起核安全事故对世界核电的打击起核

20、安全事故对世界核电的打击大亚湾核电建设过程时，核岛底板漏钢筋事件，香港组织大亚湾核电建设过程时，核岛底板漏钢筋事件，香港组织游行抗议，大连红沿河核岛底板插筋漏放事件游行抗议，大连红沿河核岛底板插筋漏放事件建设项目岭澳二期主变压器烧毁事件，惊动国务院，国资建设项目岭澳二期主变压器烧毁事件，惊动国务院，国资委牵头调查委牵头调查运行电厂大亚湾燃料棒破损事件，香港反应强烈运行电厂大亚湾燃料棒破损事件，香港反应强烈3 3、技术复杂、标准高；设计、设备制造、施工非标准化；造、技术复杂、标准高；设计、设备制造、施工非标准化；造价高；工期长；非市场化；辐射防护；核安全应急。价高；工期长；非市场化；辐射防护；核

21、安全应急。 核电新能源介绍核电新能源介绍世界核电概况世界核电概况自自19511951年年1212月美国实验增殖堆月美国实验增殖堆1 1号（号（EBR-1EBR-1）首次利）首次利用核能发电以来，世界核电至今已近用核能发电以来，世界核电至今已近6060年的发展历年的发展历史。史。 全世界核电运行机组共有全世界核电运行机组共有440440多台，其发电量约占世多台，其发电量约占世界发电总量的界发电总量的16%16%。主要堆型包括：主要堆型包括：压水堆压水堆、沸水堆沸水堆、石墨水冷堆石墨水冷堆、重重水堆水堆、气冷堆气冷堆七、世界核电发展简介七、世界核电发展简介核电新能源介绍核电新能源介绍核电新能源介绍

22、核电新能源介绍压水堆：压水堆：用用高压轻水高压轻水作冷却剂和慢化剂，用作冷却剂和慢化剂，用富集铀富集铀作核燃料。作核燃料。堆芯热量通过蒸汽发生器传递给二回路，由蒸汽驱动汽堆芯热量通过蒸汽发生器传递给二回路，由蒸汽驱动汽轮发电机发电。轮发电机发电。世界上大部分核电站使用压水堆。世界上大部分核电站使用压水堆。核电新能源介绍核电新能源介绍沸水堆：沸水堆：用用沸腾水沸腾水作冷却剂和慢化剂，用作冷却剂和慢化剂，用富集铀富集铀作核燃料。作核燃料。沸水堆与压水堆同属轻水堆沸水堆与压水堆同属轻水堆不同之处在于：不同之处在于：沸水堆取消了蒸汽发生器，核蒸汽直接灾堆芯产生；沸水堆取消了蒸汽发生器，核蒸汽直接灾堆芯

23、产生； 两者的运行控制方式差别很大两者的运行控制方式差别很大沸水堆核电站主要分布在美国和日本；沸水堆核电站主要分布在美国和日本；我国没有沸水堆商用核电站我国没有沸水堆商用核电站核电新能源介绍核电新能源介绍石墨水冷堆：石墨水冷堆：用用石墨材料石墨材料作慢化剂，以作慢化剂，以轻水轻水作冷却剂，用富集铀作核料。作冷却剂，用富集铀作核料。与压水堆的主要区别：与压水堆的主要区别：1.1.反应堆结构不同反应堆结构不同2.2.用石墨材料作慢化剂用石墨材料作慢化剂3.3.低功率时存在功率激荡现象低功率时存在功率激荡现象4.4.没有安全壳厂房没有安全壳厂房核电新能源介绍核电新能源介绍 石墨水冷堆图核电新能源介绍

24、核电新能源介绍重水堆重水堆用用重水重水作慢化剂，以作慢化剂，以轻水轻水作冷却剂，作冷却剂， 用用天然铀天然铀或或低富集低富集作核燃料。作核燃料。商用重水堆主要是加拿大原子能公司发展的商用重水堆主要是加拿大原子能公司发展的CANDUCANDU堆系列。堆系列。CANDUCANDU堆：堆：1.CANDU1.CANDU堆可以实现不停堆换料。堆可以实现不停堆换料。2.2.重水成本高，乏燃料产生量大，可用率不高重水成本高，乏燃料产生量大，可用率不高3.3.造价高，运行维护复杂造价高，运行维护复杂我国秦山三期从加拿大引进了两台我国秦山三期从加拿大引进了两台7070万千瓦级万千瓦级CANDUCANDU堆。堆。

25、核电新能源介绍核电新能源介绍气冷堆：气冷堆：用用石墨石墨作慢化剂，以作慢化剂，以惰性气体惰性气体或或COCO2 2作冷却剂。作冷却剂。英国英国MAGNOXMAGNOX堆是较为成功的商用气冷堆，目前还在商业堆是较为成功的商用气冷堆，目前还在商业行，其它则主要用于研究或基本退出商业运行。行，其它则主要用于研究或基本退出商业运行。对气冷堆的认识（仅供参考）：对气冷堆的认识（仅供参考）：至今仍未形成标准化的设计，新技术的研究尚在进行之中至今仍未形成标准化的设计，新技术的研究尚在进行之中运行成本高，可用率不高。是第四代核电站潜在堆型之一。运行成本高，可用率不高。是第四代核电站潜在堆型之一。核电新能源介绍

26、核电新能源介绍核电站技术大致可以分四代核电站技术大致可以分四代 ：第一代核电站：第一代核电站：第一代核电站的开发与建设开始于上世纪第一代核电站的开发与建设开始于上世纪5050年代年代 19541954年，前苏联建成电功率为五千千瓦的实验性核电站年，前苏联建成电功率为五千千瓦的实验性核电站19571957年，美国建成电功率为九万千瓦的年，美国建成电功率为九万千瓦的Shipping PortShipping Port原原型核电站型核电站 这些成就证明了利用核能发电的技术可行性这些成就证明了利用核能发电的技术可行性上述实验性和原型核电机组被称为第一代核电机组上述实验性和原型核电机组被称为第一代核电机

27、组核电新能源介绍核电新能源介绍第二代核电站：第二代核电站：上世纪年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，上世纪年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在万千瓦以上的陆续建成电功率在万千瓦以上的压水堆、沸水堆、压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆重水堆、石墨水冷堆等核电机组等核电机组它们在进一步验证核电技术可行性的同时，也验证了核它们在进一步验证核电技术可行性的同时，也验证了核电的经济性。电的经济性。上世纪年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核上世纪年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。电的大发展。目前世界上商业运行的目前世界上商业运行的400400多座核电机组绝大部分是

28、在这多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的，习惯上称之为第二代核电机组。段时期建成的，习惯上称之为第二代核电机组。核电新能源介绍核电新能源介绍第三代核电站：第三代核电站：上世纪上世纪9090年代，为了解决三里岛和切尔诺贝利核电站的年代，为了解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，世界核电业界集中力量对严重事严重事故的负面影响，世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关。故的预防和缓解进行了研究和攻关。美国和欧洲先后出台了美国和欧洲先后出台了URDURD文件和文件和EUREUR文件，进一步明确文件，进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程、降低造价等方面的要求。程、降低造价等方面的要求。通常把满足通常把满足URDURD文件或文件或EUREUR文件的核电机组称为第三代核文件的核电机组称为第三代核电机组。电机组。目前比较成熟的第三代核电技术方案有目前比较成熟的第三代核电技术方案有ABWRABWR、SBWRSBWR、AP1000AP1000、EPREPR、SYSTEM 80+SYSTEM 80+和和