第一章概述.doc

概 述 核电概况 1.1.1 核电特点 能源是一个国家发展工业农业国防和科学技术的重要物质基础。随着社会生产的不断发展，人类使用的能源不但在数量上越来越大，在品种及构成上也有了很大的变化。 截止1996.9.16，全世界煤电占总电力生产的39%，油电占11%，水电占19%，核电占17%。由于化石燃料储藏有限，又是化学工业与纺织工业的宝贵原料，化石燃料不能保证人类不断增长的能源需求。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。 核能是现阶段已经在工业上得到了大规模的应用的新能源。而由于技术成本等的限制，在相当长的一段时间内，其它新能源还难以形成一定的工业规模。 世界核能资源丰富，铀和钍是可以通过裂变释放核能的天然物质，广泛分布在地球上是可以通过聚变释放核能的天然物质，在海水中有着巨大的储量。如按1Kg 铀-235完全燃烧相当于2700吨标准煤计算，已探明的具有开采价值的铀和钍矿资源，相当于地壳中有机燃料的20倍；而1升海水中的氘聚变放出的能量则相当于300升汽油燃烧放出的能量。 核能的应用技术比较成熟，核能发电已经在工业上得到了大规模的应用。核电具有很大的环境优势。与火电厂相比，核能发电不消耗氧气，也不排放SO2、NOX、CO2和重金属。与水电站相比，核电站不必拦河造坝修建水库，迁移居民，对生态平衡的不利影响很小。核能作为一种清洁、安全、经济的新型能源其逐渐取代现有化石能源的趋向已越来越明显。 据国际原子能机构的资料表明，截止1999年底，全球正在运行的核电站机组共有436座，目前正在建造的核电机组有38座，其中7座在亚洲。1999年全球核发电量为2394.6TWh时。核发电量占总发电量比例最高的10个国家为：法国：75%，立陶宛:73.1%，比利时：57.7%，保加利亚：47.1%，斯洛伐克：47%，瑞典：46.8%，乌克兰： 43.8%，韩国：42.8%，匈牙利：38.3%，亚美尼亚：36.4%。 在我国，火电占主导地位，煤炭占能源总量的72.9％,核能仅占不足1％。火电为主的消费结构造成了严重的环境污染，对我国的环境可持续发展构成了巨大的压力。而能源分布南北不均也给铁路运输造成很大的压力。 新世纪我国在能源开发上将以电力为中心，以煤炭为基础，大力开发石油和天然气，积极发展核电以及其他新能源和可再生能源。中国核电将会有大规模的发展。到2010年，中国核电装机容量的目标为二千万千瓦；到2020年，核电在中国电力结构中的比重将由目前的百分之一提高到百分之五，达到四千万千瓦的装机总容量。 1.1.2 世界核电发展概况 1. 核 2. 链式反应的实现 1942年，在意大利学者费米的领导下，美国在芝加哥建成了世界上第一座核反应堆，他们认为，要实现自持式链式反应，必须解决两个问题。一是找到合适的减速剂（慢化剂），把快中子变为慢中子，才能有效地激发裂变，使裂变反应维持不断的进行，费米建议用石墨。另一个问题是必须严格控制裂变反应速度，使裂变反应既能不断进行，又不致引起爆炸。他们利用镉吸收中子的特性，把镉棒插入反应堆，通过调节镉棒深度来控制裂变反应的速度。1942年12月2日，成功地实现了自持链式裂变反应。当时得到的功率仅仅有0.5瓦，但它第一次实现了输出能大于输入能的核反应，宣告了人类利用核能时代的开始。从此以后，核反应从实验室阶段走向现实的工业生产。 3. 核能的和平利用 二战之后，各大国如苏联、英国、法国、中国都相继研制出原子弹，打破了美国的核垄断和核威慑，这倒使世界局势反而趋于缓和。于是，原子能的和平利用提到了议事日程。实际上，有了反应堆就可以建造核电站，这在技术上是不困难的。 1954年6月，苏联建成了世界上第一座核电站，装机容量为5000KW，第一次实现了原子能的和平利用。这之后，苏联一直在设计建造石墨水冷堆核电站和压水堆核电站，开始在国内建造了一批容量为1000KW级的核电机组。但由于石墨水冷堆核电站没有安装安全壳，在固有安全性上还有一定的缺陷，在切尔诺贝利核电站事故暴露出这一点之后，正在进一步改进之中。 1956年5月，英国建造的第一座石墨气冷堆核电站投入运行，发电容量为50000KW。但由于发电成本高，当60年代中期压水堆核电站大量发展时，无法在国际市场上竞争，后来就发展为高温气冷堆核电站机组。这种核电站可获得很高的蒸汽参数，提高装置的热效率，是一种很有前途的核电站。目前正在运行的这种核电机组，其最大功率为330MW。但由于高温气冷回路技术环境剂量和材料等方面的问题尚待解决，故目前仍然处于原型堆阶段。 1956年，美国在其潜艇压水堆的基础上建造了第一座压水堆核电站，其电功率为60MW。经过几十年的应用和发展，压水堆核电站已获得了设计建造和运行等方面的完整经验。目前商用压水堆核电站的单机功率已达1