第7章 核能发电与应用技术.ppt

*机械工业出版社4、控制室未来发展方向随着科学技术的发展，核电站主控制室正朝向计算机化的先进控制室方向发展，由计算机工作站取代常规仪表控制设备，使操纵员能够更多地从事电站的监督管理工作。先进的控制室主要包括下列设置：（1)计算机化的工作站(操纵员、值长)。（2）大屏幕。（3）与工作站冗余的、与安全有关的控制盘台。（4）火灾探测及消防盘。（5）保安、通信设施。第7章核能发电与应用技术*机械工业出版社第7章核能发电与应用技术*机械工业出版社主要内容7.1核能的形式及其利用7.2核反应原理及反应装置7.3核能发电技术与发电设备7.4核电站的运行与监控系统*机械工业出版社7.1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。7.1.1核能的主要形式*机械工业出版社据测算，1kg全部裂变后释放出的能量，相当于标准煤完全燃烧放出的化学能。核聚变反应将会放出更多的能量。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。*机械工业出版社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1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。核能发电的基本思路：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。核裂变和核聚变电站就是利用可控的核裂变和核聚变来发电。*机械工业出版社7.1.2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，随着社会的发展才陆续开始在工业、农业、医学等诸多领域广泛应用。核能的和平利用形式有：利用核能直接为工厂或家庭取暖供热、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、军用微机械用同位素电池(辐射伏特效应)、食品和器具的消毒等。当前，核能利用的主要形式是核发电。*机械工业出版社我国核电的发展我国第一座实验性反应堆是在1954年6月建成投入运行。秦山核电站是我国第一座自己研究、设计、建造和运营管理的商业核电站（30万千瓦压水堆核电站），在1991年投入运行。截至2022年12月，中国大陆地区在运核电机组55台，保持安全稳定运行，装机容量全球第三，仅次于美国、法国；在建核电机组22台，在建核电规模世界第一。*机械工业出版社7.2核反应原理及反应装置7.2.1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。*机械工业出版社压水堆核电站工作原理*机械工业出版社7.2.2核反应堆装置主要有三种核电堆型：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。*机械工业出版社（1）压水堆：其慢化剂和载热剂是轻水，故属于轻水堆。为了提高载热效率，要求载热剂在300-350摄氏度范围内不沸腾，因此必须使水保持在140-160atm的高压下，故又常称压水堆。该核电厂由核反应堆、一回路系统、二回路系统、三回路系统和辅助系统组成。效率高，体积较小。（2）沸水堆：其慢化剂和载热剂是轻水，故也属于轻水堆。沸水堆中的水允许沸腾，压力约70atm，故又常称沸水堆。该核电厂由核反应堆、回路系统（只有1回水系统，载热剂直接送入汽轮机做功，汽轮机系统有辐射污染）和辅助系统组成。结构简单、体积小，但效率较低。*机械工业出版社我国的核电发展战略路线是：近期发展热中子反应堆核电站；中期发展快中子增殖反应堆核电站；远期发展聚变堆核电站，从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。（3）重水堆：其慢化剂和载热剂是重水（D2O），故属于重水堆。系统与压水堆相似。效率高，但体积大、发电成本较高。*机械工业出版社7.3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