第8章_核能发电与应用技术摘要.ppt

* 电气学院 我国核电的发展 * 电气学院 我国核电的发展 * 电气学院 我国核电的发展 * 电气学院 8.5 核能发电的经济技术性评价 核电厂经济分析，狭义地说，是对某个核电厂工程建设项目作投资概算、发电成本和经济效益分析；广义地说，是通过对核电厂作多个工程建设方案的投资概算、发电成本和经济效益分析，对各个方案作对比分析，研究并确定核电厂最佳工程建设方案和改进的方向。 核电成本，核电厂单位发电量的生产成本，即把为发电而在基本建设、运行维修、核燃料和退役等方面投入资金的总和，分摊到所生产的每1kW·h上。一般计算公式为 式中，C为核电成本；S为基本建设投资；O为运行维修费；F为核燃料费；E为扣除厂用电后的净发电量。 * 电气学院 核电厂发电成本由投资提成(或折旧费)、核燃料费、运行维护费、退役费等构成。 对核电厂经济性有重要影响的因素有：单机容量，建设规模。标准化程度，建设方式，建造周期，利息率，价格浮动率，负荷因子，平均燃耗深度等。 通过改进堆芯设计性能和改善燃料管理来加深燃耗深度。是降低核燃料发电成本的重要手段。目前新设计的核燃料都在考虑提高铀-235的富集度，加深燃耗，将换料周期延长至18～24个月，这样不仅会降低核燃料所占的发电成本，同时可提高核电厂的负荷因子。 第8章 核能发电与应用技术 * 电气学院 第8章 核能发电与应用技术 * 电气学院 * 电气学院 主要内容 核能的形式及其利用 8.1 核反应原理及反应装置 8.2 核能发电技术与发电设备 8.3 核电站的运行与监控系统 8.4 核能发电的经济技术性评价 8.5 * 电气学院 8.1 核能的形式及其利用 核能包括核裂变能、核聚变能、核素衰变能等。其中主要的核能形式为核裂变能和核聚变能。核裂变能是重元素(铀或钍等)在中子的轰击下，原子核发生裂变反应时放出的能量；核聚变能是轻元素(氘和氚)的原子核发生聚变反应时放出的能量。 8.1.1 核能的主要形式 * 电气学院 8.1.1.1 核裂变能 某些重核原子如 等，在热中子的轰击下，原子核发生裂变反应，产生质量相差不多的两种核素和几个中子，并释放出大量的能量。以 为例: 据测算，1kg 全部裂变后释放出的能量，相当于 燃烧放出的化学能。 标准煤完全 * 电气学院 8.1.1.1 核裂变能 在不加控制的链式反应中，从一个原子核开始裂变放出中子，到该中子引发下一代原子核的裂变，只需一纳秒（10-9s）时间。在非常短的时间以及有限空间内，核裂变所放出巨大的能量必然会引起剧烈地爆炸。原子弹就是根据这种不加控制的链式反应的原理制成的。通过链式反应的控制，使核裂变能缓缓地释放出来，可用于直接供热或发电等。核裂变电站就是利用可控核裂变来发电的。 * 电气学院 8.1.1.2 核聚变能 核聚变是由两个或多个轻元素的原子核，如氢的同位素氘( ) 或氚( ) 的原子核，聚合成一个较重的原子核的过程。在 这个过程中， 由于某些轻元素如氘在聚变时质量亏损较核裂变 反应时大，根据 ，核聚变反应将会放出更多的能量。 * 电气学院 8.1.1.3 核能发电的特点 1 能量的高度集中。利用核能可以大大减少燃料开采、运输和贮存的困难及费用。 2 铀资源丰富。能提供的能量已大大超过全球可用的煤炭、石油和天然气储量之和。 * 电气学院 8.1.1 核能的和平利用 核技术最初被作为现代化武器在国防军事领域所使用，如原子弹、氢弹。而后，随着社会的发展陆续开始在工业、农业、医学等诸多领域广泛应用。如利用核能直接为工厂或家庭取暖供热、核能发电、海水淡化、氢燃料的制备、航天器用的热电转换型同位素空间电池(利用核素衰变热发电)、 心脏起博器或军用微机械用同位素电池(辐射伏特效应)、食品辐照、食品和器具的消毒等。 * 电气学院 8.2 核反应原理及反应装置 8.2.1 核反应堆原理 核电站是利用核裂变反应释放出的能量来发电的工厂。它是通过冷却剂流过核燃料元件表面，把裂变产生的热量带出来，再产生蒸汽，推动汽轮发电机组发电。 * 电气学院 压水堆核电站工作原理 * 电气学院 8.2 海洋能的分类与利用 8.2.2 核反应堆装置 几种主要的核电堆型 a）压水堆 b）沸水堆 c）重水堆 反应堆 核反应堆装置由堆芯、冷却系统、中子慢化系统、中子反射层、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。 * 电气学院 8.3 核能发电技术与发电设备 压水堆全称为加压轻水慢化冷却反应堆。压水堆核电厂的反应堆采用普通高纯水作慢化剂和冷却剂，低富集度的二氧化铀为燃料，为了把反应堆的出口水温提高到300℃左右，必须将压力提高到14～16MPa左右，以防止沸腾。所以称这种类型的反应堆为加压水反应堆，简称压水堆。压水堆结构图如下图所示