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第 一 章 核电基本知识 一．前言 能源是一个国家发展农业、工业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要物资基础。电力则是国民经济发展中，能效高、使用方便，并得到广泛应用的二次能源。目前，人类赖以生存和发展主要的能源有煤、石油、天然气，它们的储量是有限的。因此开发新能源是人类生存与发展的需要，也是社会经济发展的需要。铀、钍是可以通过裂变释放核能的天然资源。如：1kg 铀-235全部裂变释放出热量相当于2700吨标准煤全部燃烧的能量。核能是新能源的一种，潜力大，我国的政策是大力发展能源，核电作为补充。 二．世界核电发展概况 1938年，科学家发现了中子轰击铀原子核时发生铀核分裂并释放大量能量后，人们立即转向核能的研究应用。 1942年美国建成世界上第一座核反应堆，实现链式反应。但至终并不能从反应堆中取得有用的热量。在第二次世界大战期间，几个大国大力研制核武器，直至战后，各国才开始重视核电的研究。 1954年6月前苏联建成世界上第一座电站，其电功率为5000KW。 1956年5月，英国建设的第一座石墨气冷堆核电站，其发电容量5000KW，但由于发电成本高，60年代中期压水堆核电站大量发展时，这个石墨气冷堆无法参与国际市场竞争，后来转为发展高温气冷堆核电机组。但由于高温氦气回路技术、环境剂量和材料等方面的问题尚未解决，故目前仍处于原型堆阶段。 1956年，美国在核潜艇压水堆技术的基础上，建造了第一座压水堆核电站，其电功率为60MW。经过二、三十年的发展，在设计、建造、运行等方面取得了完整的经验。目前，单机最大功率已达1300MW。 1962年，加拿大建成了实验性重水堆核电站，后来又建造了电功率为540和750MW的重水堆核电机组。目前在我国建设的秦山坎杜核电站就是重水反应堆核电站，单机最大功率为700MW。世界上重水堆核电站不多（重水太贵）。 沸水堆核电站发展的很快，1960年美国第一座示范性沸水堆核电站投入运行以后，目前单机最大功率已达1300MW。 前苏联自第一座核电站开始，一直在设计、建造石墨水冷堆核电站，并在国内建造了一批功率为1000MW的核电机组。这种核电站安全尚有缺陷。自切尔诺贝利核电站事故后，正在进一步改进。 快中子堆是最有发展前途的核电站。因为它是一种增殖堆，能大量利用“核废料”。虽然世界上发达的国家已建成10多座快中子堆核电机组，但均为实验性的原型堆，尚有许多技术问题尚待解决。 99年底世界上共有核电机组436座，发电能量2394.6MW,占全部电能的1/4，目前，正在兴建的核电站有38座。核发电量在总发电量中占比例最高的10个国家：法国75%，立陶宛73.1%，比利时57.7%,保加利亚74.1%,斯洛伐克47%,瑞典46.8%,1乌克兰43.8%,韩国42.8%,匈牙利38.3%,亚美尼亚36.4%。 三．各种堆型核电站简介 核电站的分类是按反应堆的堆型来分的，目前世界上已经投入运行的几种核电站有： A：沸水堆核电站 这种核电站的优点： 1．系统简单（只有一个回路，设备少。无蒸汽发生器、稳压器、主泵及一回主管道等）。 2．在反应堆压力低的情况下获得相对高的蒸汽参数。 这种核电站的缺点： 1．反应堆结构复杂，功率密度低。 2．汽轮机带有放射性，要采取防护措施。 B：压水堆核电站 这种核电站的优点： 1．反应堆的结构简单，功率密度高。 2．汽轮机不带放射性，勿需采取防护措施。 这种核电站的缺点： 1．系统复杂，设备多。 2．为得到较高的蒸汽参数，反应堆及一回路设备都要在很高的压力下工作，使其设计、制造困难。 C：重水反应堆核电站 这种核电站的优点： 1．用天然铀作燃料，提高了铀资源的利用率，降低了燃料的成本。 2．采用压力管省去技术复杂、制造困难、价格昂贵的压力壳。 3．能不停堆换料。 D： 石墨气冷堆核电站 这种核电站的优点： 1．用天然铀作燃料成本低。 2．获得的蒸汽参数高，且为过热蒸汽。 这种核电站的缺点： 1．功率密度小，反应堆体积庞大。 2．燃料装量大、燃耗浅、自耗功大、发电成本高。 E：快中子堆电站 这种核电站的优点： 1．可利用核废料U238，大大提高铀资源的利用率。 2．可增殖核燃料。 这种核电站的缺点： 1．钠的腐蚀性强对设备、管道的材料要求高。 2．钠在空气中会燃烧，在水中会爆炸--- 钠水反应。故危险性大。 截止99年世界上正式在运行的各种堆型的核电机组,轻水堆占89%，而其中又以压水堆核电机组为最多，占了60%以上。 由此可见，压水堆是世界核电站的主要堆型，是最成熟；最安全