核能知識概述1

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1、核能知識概述一能源系統(tǒng)及核能1.能源定義:提供能量的自然資源,支持經(jīng)濟增長的重要物質(zhì)基礎和生產(chǎn)要素2.能源分類能源分類一次能源可再生能源太陽能風能水能生物質(zhì)能地熱能潮汐能非再生能源煤炭石油天然氣核能二次能源電力汽油柴油液化氣一能源系統(tǒng)及核能3.能源結(jié)構(gòu)三次重大演變:18世紀60年代木柴?煤炭20世紀20年代煤炭?石油20世紀90年代石油?多種能源一能源系統(tǒng)及核能4.核能的特點a.高能量密度1kg鈾-235裂變放出熱量19600000000千卡1kg標準煤燃燒放出熱量7000千卡1L重油燃燒放出熱量9900千卡不難算出，

2、1kg鈾-235放出熱量=2800噸標準煤b.清潔能源容量100萬千瓦的電廠,每年所需的燃料:燃煤,260萬噸煤,2000節(jié)火車皮燃油,200萬噸石油,10艘超級油輪核電,30噸核燃料,幾卡車c.儲量豐富核燃料有鈾、釷、氘等等，世界上鈾的儲量約為417萬噸，地球上可供開發(fā)的核燃料資源，可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍二核能現(xiàn)狀1.國內(nèi)外核電的現(xiàn)狀截止2005年1月,30個國家和地區(qū)共439座核電機組在運行,總裝機容量36540萬千瓦,總發(fā)電量25271億度,占16%中國大陸目前9臺機組,裝機容量658.7萬千瓦,占1.

3、7%,發(fā)電量416億度,占2.2%.2020年計劃核電裝機容量達到3600萬千瓦,占4%,平均每年新增2~3套百萬千瓦級核電機組二核能現(xiàn)狀2.核反應堆及其分類反應堆：以可控方式實現(xiàn)自持鏈式裂變反應或核聚變反應的裝置，可分為裂變堆和聚變堆．二核能現(xiàn)狀3.世界核電廠各種堆型的發(fā)電份額二核能現(xiàn)狀4.我國核電站反應堆類型核電站類型容量秦山核電一期壓水堆300MW大亞灣核電站壓水堆2*900MW秦山核電二期壓水堆2*600MW秦山核電三期重水堆2*720MW嶺澳核電一期壓水堆2*900MW田灣核電站壓水堆2*1000MW三　各種

4、反應堆簡介1.壓水堆(PressurizedWaterReactor)1)總體特點a.以凈化的普通水作冷卻劑和慢化劑,水的總體溫度低于系統(tǒng)壓力下的飽和溫度b.輕水慢化性能好?堆芯較小吸收截面大?低富集度加濃鈾c.一回路冷卻劑壓力一般為15.5MPa(飽和溫度約345度),冷卻劑流經(jīng)堆芯一般不出現(xiàn)飽和沸騰,出口冷卻劑有15-20度的過冷度d.壓水堆核電站有放射性的一回路和二回路系統(tǒng)分開，放射性冷卻劑不會進入二污染二回路設備，運行和維護方便，需要處理的廢氣、廢水、廢物量較少三　各種反應堆簡介三　各種反應堆簡介2)PWR堆本

5、體的基本構(gòu)成a.堆芯進行鏈式核裂變的區(qū)域,由核燃料組件、可燃毒物組件、控制棒組件和啟動中子源組件等組成b.堆內(nèi)構(gòu)件使堆芯在壓力容器內(nèi)精確定位、對中并壓緊；分隔流體,使冷卻劑按一定的方向流動c.壓力容器壓水堆的關(guān)鍵設備,放置堆芯及堆內(nèi)構(gòu)件,防止放射性物質(zhì)外逸出d.控制棒驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動控制棒,使其在正常運行時能上下緩慢移動,緊急停堆或事故情況下能迅速全部插入堆芯三　各種反應堆簡介2.沸水堆(BoilingWaterReactor)1)BWR與PWR同屬于輕水堆,在設計上有許多相同點:a.以輕水作為冷卻劑和慢化劑b.用富集度為

6、3—4%的低加濃鈾做燃料c.堆芯在一個壓力殼內(nèi)，裂變能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機發(fā)電三　各種反應堆簡介三　各種反應堆簡介BWR冷卻劑在壓力容器內(nèi)處于飽和沸騰狀態(tài)，所產(chǎn)生的蒸汽直接引入汽輪發(fā)電機發(fā)電,使沸水堆的設計又在許多地方與PWR不同三　各種反應堆簡介2)BWR與PWR的主要區(qū)別a.蒸汽產(chǎn)生的基本原理盡管都用輕水作為反應堆冷卻劑和中子慢化劑，但他們的蒸汽產(chǎn)生方是不同的：BWRPWR·直接循環(huán)·間接循環(huán)·系統(tǒng)壓力7.3MPa·系統(tǒng)壓力15.5MPa·冷卻劑溫度286℃·冷卻劑溫度320℃·蒸汽產(chǎn)生于壓力殼內(nèi)·蒸汽產(chǎn)

7、生于蒸發(fā)器（汽水分離器和蒸汽干燥器）（通過二回路）·壓力殼內(nèi)允許沸騰·壓力殼內(nèi)無沸騰三　各種反應堆簡介b.主要核蒸汽供應系統(tǒng)設備BWRPWR·壓力容器·反應堆壓力容器（蒸汽干燥器和汽水公離器）·無蒸汽發(fā)生器·3個蒸發(fā)器·無穩(wěn)壓器·1個穩(wěn)壓器·內(nèi)置泵·壓力容器外的主泵·下部插入的控制棒驅(qū)動機構(gòu)·上端插入三　各種反應堆簡介3)BWR堆本體構(gòu)成a.堆芯包括核燃料、控制棒等b.汽水分離器除去飽和蒸汽中大部分的水c.蒸汽干燥器進一步提高蒸汽干度d.噴射泵把來自汽水分離器的給水和從汽輪機冷凝后回流的水送往堆芯再循環(huán)e.堆內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)

8、沸水堆核電廠的優(yōu)缺點優(yōu)點系統(tǒng)壓力低，設備易于加工制造采用直接循環(huán)，循環(huán)回路簡單冷卻劑一次流過堆芯吸收的熱量多，同功率條件下冷卻劑流量小缺點堆芯中子慢化性能差，堆芯體積增大燃料裝載量比同功率壓水堆大50%放射性物質(zhì)進入汽輪機等設備，污染范圍大，維修比較困難三　各種反應堆簡介三　各種反應堆簡介3.重水堆(HeavyWaterReact