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1、核工程导论重庆大学 主讲教师：潘良明 动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系课程课时安排内容学时一 核电在能源结构中的地位及作用2h二 核电发展的历史2h三 核电站与反应堆4h四 核燃料循环2h五 核电技术的未来发展方向2h合计 12h动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系教、学参考书1 秋穗正等，核反应堆结构与动力设备，西安交通大学讲义，秋穗正等，核反应堆结构与动力设备，西安交通大学讲义， 19982 谢仲生等，谢仲生等，21世纪核能世纪核能先进核反应堆，西安交通大学 出版社，先进核反应堆，西安交通大学 出版社，19953 杜圣华等，核电站，原子能出版社，杜圣华等，核电站，原子能
2、出版社，19954 陈学俊，袁旦庆，能源工程，西安交通大学出版社，陈学俊，袁旦庆，能源工程，西安交通大学出版社，2002第一章 核电在能源结构中的地位及作用动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系主要内容1.1.何谓能源何谓能源2.能源的分类2.能源的分类3.能源的评价3.能源的评价4.世界能源状况及其特点4.世界能源状况及其特点5.中国能源问题5.中国能源问题6.核能在能源系统中的战略地位6.核能在能源系统中的战略地位动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系本章知识点了解能源的内涵、分类及评价方法；了解能源的内涵、分类及评价方法；1 了解世界及我国的能源状况和特点；了解世界及我国的能
3、源状况和特点；2 了解核能在能源系统中的战略地位。了解核能在能源系统中的战略地位。3 动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系何谓能源？动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系“自然界一切物质都具有能量。能量不可能 被创造，也不可能被消灭，而只能在一条下从一 种形式转变为另一种形式，在转换中能量总量恒 定不变。”“自然界一切物质都具有能量。能量不可能 被创造，也不可能被消灭，而只能在一条下从一 种形式转变为另一种形式，在转换中能量总量恒 定不变。”2mcE 动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系Night of the World能源消费量越大能源消费量越大产品产量越多产品产量越
4、多社会越富裕社会越富裕动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系体验能源短缺节能减排全民体验节能减排全民体验, 07.9.23璀璨的上海浦东夜景璀璨的上海浦东夜景动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系能源是人类进行生产和赖以生存的重要物质基础。能源是经济发展和社会发展的物质基础。能源是提高人类生活水平的先决条件。能源是人类进行生产和赖以生存的重要物质基础。能源是经济发展和社会发展的物质基础。能源是提高人类生活水平的先决条件。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系能源的内涵“能源就是能量的来源（或是提供能量的资源）能源就是能量的来源（或是提供能量的资源）.”古人用人力和兽力（少数地
5、区使用了水能和风能） 从事生产。以今天的工业技术来看，热和电是最基本的两种能的形式，可以认为，古人用人力和兽力（少数地区使用了水能和风能） 从事生产。以今天的工业技术来看，热和电是最基本的两种能的形式，可以认为，凡任何能产生热和电的就凡任何能产生热和电的就 属于能源。属于能源。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系能源的分类1、按获得的方法分、按获得的方法分 一次能源：即自然界存在的，可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等。一次能源：即自然界存在的，可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等。二次能源：即由一次能源直接或间接加工、转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、
6、煤气、氢等，这二次能源：即由一次能源直接或间接加工、转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，这类能源一般使用方便，易于利用，是高品质的能源。类能源一般使用方便，易于利用，是高品质的能源。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系能源的分类2、按被利用的程度分、按被利用的程度分常规能源：其开发利用时间长、技术成熟、能大量生产并广泛使用，如煤炭、石油、天然气、水能常规能源：其开发利用时间长、技术成熟、能大量生产并广泛使用，如煤炭、石油、天然气、水能等。常规能源有时被称为传统能源。等。常规能源有时被称为传统能源。新能源：其开发利用较少或正在研究开发之中，如太阳能、地热能、潮汐能、氢能、生物质
7、能等。新能源：其开发利用较少或正在研究开发之中，如太阳能、地热能、潮汐能、氢能、生物质能等。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系能源的分类3、按能否再生分、按能否再生分可再生能源：不会随其本身的转化或人类的利用而日益减少，如水能、风能、潮汐能、太阳能等。非再生能源：随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。可再生能源：不会随其本身的转化或人类的利用而日益减少，如水能、风能、潮汐能、太阳能等。非再生能源：随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系能源的分类含能体能源：其本身就是可以提供能量的物质，如石油、煤、天然气、氢等
8、，它们含能体能源：其本身就是可以提供能量的物质，如石油、煤、天然气、氢等，它们可以直接储存可以直接储存，因，因此便于运输和传输，含能体能源又称为载体能源。过程性能源：是指由可提供能量的物质的运动所产生的能源，如水能、风能、潮汐能、电能等；其特点是此便于运输和传输，含能体能源又称为载体能源。过程性能源：是指由可提供能量的物质的运动所产生的能源，如水能、风能、潮汐能、电能等；其特点是无法直接储存无法直接储存。4、按能源本身的性质分、按能源本身的性质分动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系能源的分类5、按对环境的污染情况分、按对环境的污染情况分 清洁能源：即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳
9、能、水能、海洋能、氢能、核能等。非清洁能源：即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。清洁能源：即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能、氢能、核能等。非清洁能源：即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系目前我们能源的主要来源是化石燃料，包括有煤炭、石油、天然气等。科学家推断它们是千百万年前，靠近海岸的微生物或动植物残骸，大量淤积在海底，经过地壳的变动逐渐被埋藏在地底下，经过细菌的分解及长期在高压、高温的作用下，产生了化学变化而变成构造复杂的碳氢化合物，也就形成了化石燃料。目前我们能源的主要来源是化石燃料，包括有煤炭、石油、天然气等。科学家推
10、断它们是千百万年前，靠近海岸的微生物或动植物残骸，大量淤积在海底，经过地壳的变动逐渐被埋藏在地底下，经过细菌的分解及长期在高压、高温的作用下，产生了化学变化而变成构造复杂的碳氢化合物，也就形成了化石燃料。化石燃料动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系石油优点：优点：1、容易开采。、容易开采。 2、容易储存和提炼。、容易储存和提炼。 3、容易运输，且安全性颇高。缺点：、容易运输，且安全性颇高。缺点：1、石油无法再重复使用。、石油无法再重复使用。 2、石油是化石燃料储存量最少的。、石油是化石燃料储存量最少的。 3、世界上有产石油的地方不多。、世界上有产石油的地方不多。 4、石油的应用会造成空
11、气污染（汽车排放废 气就是最明显的例子）。、石油的应用会造成空气污染（汽车排放废 气就是最明显的例子）。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系煤优点：优点：1、煤的储藏量很丰富 。、煤的储藏量很丰富 。 2、容易被转换成热能 。、容易被转换成热能 。 3、容易运送，且使用安全性高 。 缺点：、容易运送，且使用安全性高 。 缺点：1、煤无法再重复使用 。、煤无法再重复使用 。 2、燃烧煤时会浪费一些热能，并释放出二 氧化硫、二氧化碳、微粒及黑烟等，造成 空气污染 。、燃烧煤时会浪费一些热能，并释放出二 氧化硫、二氧化碳、微粒及黑烟等，造成 空气污染 。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能
12、工程系天然气优点：优点：1、干净的燃料，对空气污染较小 。、干净的燃料，对空气污染较小 。 2、运送及存放皆容易。缺点：、运送及存放皆容易。缺点：1、天然气无法再重复使用 。、天然气无法再重复使用 。 2、储存需要较大的空间 。、储存需要较大的空间 。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系核能核能主要来自核裂变和核聚变。所谓核裂变是 指铀、钚等元素，受到中子撞击时，会分裂成为二 个质量较轻略微相等的分裂产物，并释放出大量的 能量，同时产生二至三个中子，中子再分别撞击其 它的原子核，再引起核分裂，如此反复循环，形成 连锁反应。核能主要来自核裂变和核聚变。所谓核裂变是 指铀、钚等元素，受到中
13、子撞击时，会分裂成为二 个质量较轻略微相等的分裂产物，并释放出大量的 能量，同时产生二至三个中子，中子再分别撞击其 它的原子核，再引起核分裂，如此反复循环，形成 连锁反应。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系核聚变是两个原子结合成新的原子，并释放大量的能量。如太阳和星球的光和热便是来自聚变反应。核聚变要在很高的温度下才会发生，所以又称为热核反应。核聚变没有辐射、废料、燃料来源的问题，一旦人类能够控制聚变反应，而且符合经济的效益，那么能源不足的问题，也将迎刃而解。核聚变是两个原子结合成新的原子，并释放大量的能量。如太阳和星球的光和热便是来自聚变反应。核聚变要在很高的温度下才会发生，所以又
14、称为热核反应。核聚变没有辐射、废料、燃料来源的问题，一旦人类能够控制聚变反应，而且符合经济的效益，那么能源不足的问题，也将迎刃而解。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系优点：优点：1、与石化燃料比较，燃烧过程核能不会造成环境 污染。、与石化燃料比较，燃烧过程核能不会造成环境 污染。 2、只需少量的原料，即可产生大量的热能。、只需少量的原料，即可产生大量的热能。 3、如能实现可控聚变反应，将彻底解决人类能源问 题。缺点：、如能实现可控聚变反应，将彻底解决人类能源问 题。缺点：1、发电造厂之费用成本较高且建设周期较长。、发电造厂之费用成本较高且建设周期较长。 2、高阶核废料的辐射能仍然会对
15、人体有害，故存 放更需留意。、高阶核废料的辐射能仍然会对人体有害，故存 放更需留意。 3、实现可控聚变反应条件极为苛刻。、实现可控聚变反应条件极为苛刻。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系铀矿石动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系大亚湾核电站动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系氢弹爆炸时产生的冷凝云动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系太阳能就是地球接收来自太阳所放射的辐射能，它直接或间接带给地球上绝大部分的能源。巨量的太阳能传到地球时，大部分的能量被大气散射掉，只太阳能就是地球接收来自太阳所放射的辐射能，它直接或间接带给地球上绝大部分的能源。巨量的太阳能传到地球
16、时，大部分的能量被大气散射掉，只47%的能量传到地面。假如，我们能将照射在地球上的阳光收集起来，以的能量传到地面。假如，我们能将照射在地球上的阳光收集起来，以40分钟的太分钟的太阳能源完全回收来讲，就可相当全世界阳能源完全回收来讲，就可相当全世界1年间的能年间的能源消费量。源消费量。太阳能动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系优点：优点：1、它是干净且取之不尽的能源。、它是干净且取之不尽的能源。 2、不会增加或减少地球上的温度。、不会增加或减少地球上的温度。 3、安全性高。、安全性高。 4、热效率亦很高。缺点：、热效率亦很高。缺点：1、当有阳光的日子，才会发电，亦即只有 白 天才能发电。、当有阳光的日子，才会发电，亦即只有 白 天才能发电。 2、能量密度低。、能量密度低。 3、占用大量土地资源，而总发电功率低。、占用大量土地资源，而总发电功率低。动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系世界最大太阳能电站动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系建造中的全球最大太阳能电站动力工程学院核能工程系动力工程学院核能工程系动力工
