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辽宁核能发电厂电气部分设计与关键技术分析

内容摘要

发电厂是电力系统的重要组成部分，电力资源在社会的发展过程中扮演着至关重要、不可缺少的角色，发电厂发电效率和发电质量的高低直接决定了人们用电水平的高低。基于此，本文将从以下几个方面展开对核能发电厂电气部分的设计。

首先，本文对我国的核能发电厂工作现状和发展趋势作了一个简单的调查和了解，了解发现虽然我国现在的发电厂数量庞大，发电效率一天比一天高，但是随着社会需求以及环境污染的增加，使得我国需要在短时间建设数量更加庞大的核能发电机组。其次，本文根据核能发电厂电气设计要求，对发电厂的整体进行了详细分析，同时通过对发电厂电气主接线、电厂主变、短路电流以及电气设备的科学设计和选择，完成了对现代核能发电厂电气部分的设计。最后，本文对设计完成的核能发电厂电气部分的具体情况进行了简单分析，明确了该设计方法和设计步骤的优缺点，并对我国核能发电的未来发展趋势作了进一步的研究，完成了对所选课题的研究和设计。

关键词：核能；发电厂；电气设计；短路电流；主变压

1绪论

1.1中国核能发电厂的发展现状与趋势

截至2019年底，我国核准及在建核电机组16台，装机容量1754.5万千瓦，位居世界第一。在运核电机组共47台，分别位于8个沿海省份的13个核电基地中，运行装机容量达到4875万千瓦，位居世界第三，占全国总装机容量的2.5%左右。

截止2020年9月底，我国在建核电机组14台，总装机容量1553万千瓦。在运核电机组48台，总装机容量4988万千瓦。

预计2020年底，我国在运核电机组51台(不含台湾地区)，总装机容量5200万千瓦，在建核电机组17台以上，装机容量1900万千瓦以上;到2025年，我国在运核电装机达到7000万千瓦，在建3000万千瓦;到2035年，在运和在建核电装机容量合计将达到2亿千瓦。在“十四五”规划及中长期规划中，核能在我国清洁低碳能源系统中的定位将更加明确，作用将更加凸显。

中国核电虽然起步较晚，但在党中央和国务院的正确领导和大力支持下，取得了举世瞩目的成绩，为我国经济发展注入了新的动力。但目前也面临诸多挑战。近年来，由于国家产业结构调整，电力增长需求趋缓，以及来自风电、太阳能发展的竞争，出现核电降负荷、降电价问题，为核电营运单位带来一定困难。装备制造业出现产能过剩。近年来核电开工项目减少，目前总体上呈现产能过剩态势，为企业经营带来压力。公众对核电的接受度面临挑战，“邻避现象”较为普遍，对新核电项目的开工带来一定影响，特别是严重地推后了内陆核电的发展。风能、太阳能等清洁能源发展很快，并且随着技术进步，造价不断降低，而三代核电由于不断提高安全水平等原因而带来造价增加，在经济性竞争方面面临挑战。

全球目前正面临气候变暖带来的严重环境、生态问题，中国承受着更大的压力和挑战。我国发展核电，近期目的是满足经济社会发展对能源的需求，远期目标是实现清洁能源的替代，减少化石能源的比重，是推动能源革命的一项重要举措。中国在2015年12月巴黎气候变化大会上重申：到2030年前后，二氧化碳排放达到峰值并争取尽早达峰，非化石能源占一次能源消费比重达到20%，作为清洁能源，核能将在其中发挥重要的、不可替代的作用。

虽然我国短期内面临一些挑战，包括风能、太阳能的有力竞争，但核电持续发展的大好机遇在相当长的一段时期内始终存在，问题是在于我国核电界如何争取国家确立一个长期、稳定的核电发展规划，加强技术创新，通过标准化、批量化的发展模式，确保核电安全，增加经济竞争力，把机遇变成现实。

1.2核能发电厂的国内外研究背景

国外对核能发电的研究比较早，二战期间由于劳动力、各种资源以及设备严重缺乏，因此美国首先提出对核能发电的课题研究。此后，美国将很能发电工程归纳称为价值工程。将核能发电工程称为价值工程的原因是该工程的发电效率、质量以及环保程度非常高，即使在各种技术发展迅速的现代社会，核能发电依旧是各个国家电力发电方面主要研究的内容。进行核能发电能够降低对各种资源、设备的利用，且设计成功投入使用后的核能发电机组的发电效率和发电质量提升效果明显。

20世纪60年代，国外开始对核能发电机组进行流程化以及程序化生产，并将核能发电厂投入到实际的电力生产过程中，取得了明显的成效。在这个时期，美国政府对核能发电给予了充分的重视，认为进行核能发电能够从根本上减少对各种资源的消耗，从而可降低对电力生产开发的人力投入和资金投入。此后，认识到了核能发电的积极意义后，美国国防部开始积极推广建立核能发电工程。首先，美国按照合同的总额大小对核能发电工程价值工程以及其他价值工程进行了详细分类。当某核能价值工程合同超出了一定额度时，研究团队就会展开对核能发电工程的价值研究。只有明确核能发电工程各项设计以及电力发电效率、质量均