核能的开发和利用.ppt

1、核能的开发和利用,国内外的核能现状,截止2005年1月,30个国家和地区共439座核电机组在运行,总装机容量36000万千瓦,总发电量25000亿度,占16%。中国大陆目前9台机组,装机容量660万千瓦,占1.7%,发电量420亿度,占2.2%。2020年计划核电装机容量达到3600万千瓦,占4%,平均每年新增2-3套百万千瓦级核电机组。,中国于1964年成功地爆炸了第一颗原子弹.1967年成功地爆炸了第一颗氢弹.,核能的利用,核能：,原子核发生变化时所释放出的能量。,获得核能的两条途径是：核裂变和核聚变,清洁能源高密度能量储量丰富,核能的优点：,核裂变,用中子轰击铀235，铀核会分裂成2个新

2、原子核，并释放能量的过程。1kg铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约相当于2500t的标准煤完全燃烧所放出能量.,核裂变,铀核裂变时，同时放出2-3个中子，如果这些中子再引起其它铀核裂变，就可以使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。,不可控的核反应,可控反应堆,核电站,原子弹,聚变,个质量较小的原子核结合成较大的新核，并释放能量的过程。,氢弹就是利用聚变原理制成的。,聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应.,核能的和平利用核电站,核反应堆,核反应堆能缓慢、平稳地释放核能。,以可控方式实现自持链式裂变反应或核聚变反应的装置。,核反应堆是核电站的核心。,反应

3、堆简介,总体特点a.以净化的普通水作冷却剂和慢化剂b.轻水慢化性能好堆芯较小吸收截面大低富集度加浓铀c.一回路冷却剂压力一般为15.5MPad.压水堆核电站有放射性的一回路和二回路系统分开，放射性冷却剂不会进入二污染二回路设备，运行和维护方便，需要处理的废气、废水、废物量较少。,1.压水堆(PressurizedWaterReactor),BWR与PWR同属于轻水堆,在设计上有许多相同点:a.以轻水作为冷却剂和慢化剂b.用富集度为3-4%的低加浓铀做燃料c.堆芯在一个压力壳内，裂变能转化为热能，产生蒸汽推动汽轮机发电,2.沸水堆(BoilingWaterReactor),反应堆简介,反应堆简介

4、,以天然铀为燃料，重水为慢化剂，重水作冷却剂。代表性重水堆核电厂:CANDU(CANadianDeuteriumUraniumReactor)ACR-1000(AdvancedCANDUReactor),3.重水堆(HeavyWaterReactor),气冷堆是以石墨作为慢化剂，二氧化碳或氦气作为冷却的反应堆。,4.气冷堆(GasCooledReactor),反应堆简介,1)实现核燃料增殖。2)核燃料裂变主要由快中子引起，堆内不需要慢化剂，堆芯有害吸收减少，转换比增大。3)使用传热能力强而慢化能力小的钠为冷却剂。,5.钠冷快堆(SodiumCooledFastReactor),第四代反应堆:,气冷快堆GFR(GasCooledFastReactor)铅冷快堆LFR(LeadCooledFastReactor)熔盐堆MSR(MoltenSaltReactor)超临界水冷堆SCWR(SupercriticalWaterCooledReactor)超高温堆VHTR(VeryHighTemperatureReactor),反应堆简介,核能机构,国际原子能机构经济合作和发展组织美国能源部美国核学会阿贡国立实验室费米国立加速器实验室劳伦斯-伯克利