能源科學導論 核能在我國利用前景

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1、能源科學導論能源科學導論論文題目核電站在我國發(fā)展前景作者XXX，會計班，經濟管理學院指導老師XXX摘要本片論文的方向是分析核電站在我國的發(fā)展前景，通過核電站的工作原理、核電站的優(yōu)勢及不足、世界各國核電站的發(fā)展以及我國國情來分析我國的核電站發(fā)展，并綜合311日本福島事件給核電發(fā)展帶來的啟示。得出的結論是：核電站在我國有很大的發(fā)展空間。二O一一年四月關鍵詞：核電站；發(fā)展；啟示9能源科學導論能源在社會進步與科學發(fā)展之間扮演著越來越重要的作用?？v觀歷史，能源的發(fā)展和經濟的增長之間亦存在著廣泛的聯(lián)系，但是目前利用的大部

2、分能源是非可再生能源，且對環(huán)境的影響很大，能源部門是造成全球溫室氣體排放的主要部門【1】。新能源的開發(fā)和利用越來越受到人們的關注，因此，核能的安全利用與發(fā)展?jié)u漸成為世界的焦點。核電站提供了世界上大約17%的電能，一些國家或地區(qū)對核電的依賴，要比其他發(fā)電方式更高【2】。本篇文章將概括的闡述核能利用現(xiàn)狀以及核電站在中國的發(fā)展。一、核電站工作原理熱堆的概念中子打入鈾－235的原于核以后，原子核就變得不穩(wěn)定，會分裂成兩個較小質量的新原子核，這是核的裂變反應，放出的能量叫裂變能；產生巨大能量的同時，還會放出2～3個中子

3、和其它射線。這些中子再打入別的鈾－235核，引起新的核裂變，新的裂變又產生新的中子和裂變能，如此不斷持續(xù)下去，就形成了鏈式反應。利用原子核反應原理建造的反應堆需將裂變時釋放出的中子減速后，再引起新的核裂變，由于中子的運動速度與分子的熱運動達到平衡狀態(tài)，這種中子被稱為熱中子。堆內主要由熱中子引起裂變的反應堆叫做熱中子反應堆（簡稱熱堆）。熱中子反應堆，它是用慢化劑把快中子速度降低，使之成為熱中子（或稱慢中子），再利用熱中子來進行鏈式反應的一種裝置。由于熱中子更容易引起鈾－235等裂變，這樣，用少量裂變物質就可獲得

4、鏈式裂變反應。慢化劑是一些含輕元素而又吸收中子少的物質，如重水、鈹、石墨、水等。熱中子堆一般都是把燃料元件有規(guī)則地排列在慢化劑中，組成堆芯。鏈式反應就是在堆芯中進行的。反應堆必須用冷卻劑把裂變能帶出堆芯。冷卻劑也是吸收中子很少的物質。熱中子堆最常用的冷卻劑是輕水（普通水）、重水、二氧化碳和氦氣。核電站的內部通常由一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)組成。反應堆是核電站的核心。反應堆工作時放出的熱能，由一回路系統(tǒng)的冷卻劑帶出，用以產生蒸汽。因此，整個一回路系統(tǒng)被稱為“核供汽系統(tǒng)”，它相當于火電廠的鍋爐系統(tǒng)。為了確保安全，整個

5、一回路系統(tǒng)裝在一個被稱為安全殼的密閉廠房內，這樣，無論在正常運行或發(fā)生事故時都不會影響安全。由蒸汽驅動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的二回路系統(tǒng)，與火電廠的汽輪發(fā)電機系統(tǒng)基本相同。9能源科學導論自從核電站問世以來，在工業(yè)上成熟的發(fā)電堆主要有以下三種：輕水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它們相應地被用到三種不同的核電站中，形成了現(xiàn)代核發(fā)電的主體。目前，熱中子堆中的大多數(shù)是用輕水慢化和冷卻的所謂輕水堆。輕水堆又分為壓水堆和沸水堆。壓水堆核電站壓水堆核電站的一回路系統(tǒng)與二回路系統(tǒng)完全隔開，它是一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)。該核電站的原理流程為

6、：主泵將高壓冷卻劑送入反應堆，一般冷卻劑保持在120～160個大氣壓。在高壓情況下，冷卻劑的溫度即使300℃多也不會汽化。冷卻劑把核燃料放出的熱能帶出反應堆，并進入蒸汽發(fā)生器，通過數(shù)以千計的傳熱管，把熱量傳給管外的二回路水，使水沸騰產生蒸汽；冷卻劑流經蒸汽發(fā)生器后，再由主泵送入反應堆，這樣來回循環(huán)，不斷地把反應堆中的熱量帶出并轉換產生蒸汽。從蒸汽發(fā)生器出來的高溫高壓蒸汽，推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。做過功的廢汽在冷凝器中凝結成水，再由凝結給水泵送入加熱器，重新加熱后送回蒸汽發(fā)生器。這就是二回路循環(huán)系統(tǒng)。壓水堆由壓力

7、容器和堆芯兩部分組成。壓力容器是一個密封的、又厚又重的、高達數(shù)十米的圓筒形大鋼殼，所用的鋼材耐高溫高壓、耐腐蝕，用來推動汽輪機轉動的高溫高壓蒸汽就在這里產生的。在容器的頂部設置有控制棒驅動機構，用以驅動控制棒在堆芯內上下移動。堆芯是反應堆的心臟，裝在壓力容器中間。它是燃料組件構成的。正如鍋爐燒的煤塊一樣，燃料芯塊是核電站“原子鍋爐”燃燒的基本單元。這種芯塊是由二氧化鈾燒結而成的，含有2～4%的鈾－235，呈小圓柱形，直徑為9.3毫米。把這種芯塊裝在兩端密封的鋯合金包殼管中，成為一根長約4米、直徑約10毫米的燃

8、料元件棒。把200多根燃料棒按正方形排列，用定位格架固定，組成燃料組件。每個堆芯一般由121個到193個組件組成。這樣，一座壓水堆所需燃料棒幾萬根，二氧化鈾芯塊1千多萬塊堆芯。此外，這種反應堆的堆芯還有控制棒和含硼的冷卻水（冷卻劑）。控制棒用銀銦鎘材料制成，外面套有不銹鋼包殼，可以吸收反應堆中的中子，它的粗細與燃料棒差不多。把多根控制棒組成棒束型，用來控制反應堆核反應的快慢。如果反應堆發(fā)生故障，立即