能源战略与能源经济 第一章3

《能源战略与能源经济 第一章3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《能源战略与能源经济 第一章3（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1.能源概论 1.7 中国电力 1.7.5 核电(1)核电站定义核电站是利用原子核内部蕴藏的能量大规模生产电力的核电站是利用原子核内部蕴藏的能量大规模生产电力的新型发电站。新型发电站。它大体上可分为两部分：一部分是利用核能产生蒸汽的核岛，包括核反应堆和一 回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮发电机系 统。后一部分与普通火电厂大同小异。 原子核反应堆内产生的核能，使堆 芯发热，高温高压的冷却水在主冷 却泵驱动下，流进反应堆堆芯，冷 却水温度升高，将堆芯的热量带至 蒸汽发生器。蒸汽发生器一次侧再 把热量传递给管子外面的二回路循 环系统的给水，使给水加热变成高 压蒸汽，放热后的一次侧冷

2、却水又 重新流回堆芯。这样不断地循环往 复，构成一个密闭的循环回路。回 路中的压力由稳压器进行控制。 1.7.5 核电 (2)核能资源状况核电站使用的燃料称为“核燃料”。核燃料含有易裂 变物质铀-235。一座100万千瓦的核电站每年只需要补充 30吨左右的核燃料，而同样规模的燃煤电厂每年要烧煤 300万吨。燃烧的煤每天需要约100节火车皮运输，而同 样规模的核电厂，全年使用的燃料只需要几辆卡车运输 。 地球上的铀资源储量铀资源储量(Mt) 开采成本 80US/kgU30 磷酸盐矿22 海水40001.7.5 核电 (3)核电优劣势1)核电优势运行成本低，美国核电站运行成本平均低于2美分/kWh

3、；核电站寿命通常是40年，可延长至60年，高于火电站；机组利用小时数明显高于水电站；运行良好的核电站对环境影响很小。2 2）中国发展核电的优势铀矿资源对积极推进核电的保证程度：近期有富裕；中期有保证；远期有潜力。具有核研究能力和核燃料工业体系；2006-2020掌握了核利用的技术；特殊材料和专用设备也基本配套；安全指标也达到了国际标准的要求。火电站的经济寿命是30年,实际使 用只有25年左右,而水电站设计寿 命在50年以上,国际上水电站有运 行80年的记录,混凝土的寿命更是 高达300年。 1.7.5 核电 (3)核电优劣势3) 核电劣势自主技术不成熟；与火电、水电等成熟发电技术相比，核电尚在

4、发展中。投资巨大装机容量造价通常约为1500美元/kW(约合12000元/kW)；比火电(5000元/kW)高一倍多；比水电(600010000元/kW)贵；比风电 (800010000元/kW)还贵。建设周期长核电建设周期一般为6070个月，火电只有2030多个月。核电站安全性具有潜在的核辐射风险，且面临着棘手的核废料处理问题，倍受争议。1.7.5 核电(4)核电战略与规划1)中国核电发展战略 从80年代的 “适当发展核电”，后来调整为“积极发展核电”。“十五”期间改为“积极推进核电建设” ；“十一五”期间定位“加速发展核电加速发展核电”2)中国核电发展战略规划重点建设百万千瓦级核电站重点建

5、设百万千瓦级核电站，逐步实现先进压水堆核电站设计、制造、建设和运营自主化。加强核燃料资源勘查、开采、加工工艺改造；核电关键技术开发；核电人才培养。 1.7.5 核电 (5)中国核电状况1）中国能源结构与世界比较国家或世界石油天然气煤炭核电水电 世界40.624.225.07.62.7 中国23.62.565.50.56.9 美国38.025.224.69.01.2 俄罗斯20.853.8185.12.3 法国32.417.07.343.3 澳大利亚30.518.630.118.61.2 日本51.013.218.016.21.6 韩国54.99.320.914.60.31.7.5 核电 （5）

6、中国核电状况2）各发电类型寿命、运行小时、造价对比 发电类 型煤电GSC C水 电风电核电设计寿 命（年 ）302050204060年运行 小时50003500350 0250070007000造价 RMB/K W50004000700 060007500/140 007500/140 00Kh1.001.43 1.43 2.000.7140.714 Kl0.7251.000.57 30.72 50.6210.546折合造 价 RMB/K W36255720573 687003325/620 82924/389 81.7.5 核电(6)核电安全与清洁1）核电事故两起三里岛事故（1979.03.

7、28）： 起因二回路，人为失误和错误干扰，造成堆芯熔化，很快得到控制，无一人死亡，对环境影响微不足道。切尔诺贝利（1986.04.26）： 极大事故，当时31人死亡，数百人住院治疗，对环境有较大影响，对核能发展是沉重打击。根本原因，二差：石墨沸水堆安全性差；人员素质差。附：切尔诺贝利（1986.04.26）位于乌克兰北部的切尔诺贝利风景优美，周围松树和白桦树林茂密，森林内布 满河流和各种珍禽异兽，而且人口众多。前苏联1973年开始在这里修建切尔诺贝 利核电站，于1977年正式激活。1986年4月26日凌晨1时许，随着一声震天动地的巨响，火光四起，烈焰冲天， 火柱高达30多米。切尔诺贝利核电站4

8、号核反应堆发生爆炸，其厂房屋顶被炸飞、 墙壁坍塌，当场死亡2人。8吨多强辐射物质混合着炙热的石墨残片和核燃料碎片喷涌而出，释放出的辐 射量相当于日本广岛原子弹爆炸量的200多倍。大量的放射性物质外泄，使周围环 境的放射剂量高达200伦琴/小时，为允许指针的2万倍。1700多吨石墨成了熊熊大 火的燃料，火灾现场温度高达2000以上。救援直升机向4号反应堆投放了5000吨 降温和吸收放射性元素的物质，并通过遥控机械为反应堆修筑了厚达几米的绝缘 罩。当天，一些较重的放射性物质就随风向西扩散到了波兰。第三天，放射性尘埃 扩散到前苏联西部的大片地区，并开始威胁西欧。第四天，斯堪的纳维亚半岛和 德国受到影

9、响。10天内，放射性尘埃落到了欧洲大部分地区。最远扩散到美国东海岸。 爆炸最终导致20多万平方公里的土地受到污染，今天的乌克兰、俄罗斯和白俄 罗斯受到的核污染最严重。事故原因：1986年7月3日，苏联科学院院长和库尔恰托夫核物理研究所所长在苏联政治局会议上首次指出：l 核电站“铀-石墨大功率压力管式”反应堆设计上的缺陷 是事故产生的主要原因;l 工作人员操作失误(运行操作人员严重违反安全规程、有关人员缺少必要的安全文化、缺乏必要的核事故应急准 备等)是事故发生的诱因(当时工作人员正在进行停电状态 下重新激活反应堆的实验)。后来前苏联核专家进一步得出的结论是，反应堆燃料棒 的结构和保护系统不合理

10、是引发事故的直接原因。后果：2006年04月20日新华社专电 ：全球环境保护的“绿色和平”组织18日 说，20年前的苏联切尔诺贝利核电站事故造成致癌死亡人数10倍于联合 国作出的官方估计，约为9.3万人左右。 建立在白俄罗斯国家科学院研究成果上的这份报告说，全球共有20 亿人口受切尔诺贝利事故影响，27万人因此患上癌症，其中致死9.3万人。 1986年4月26日，原苏联境内的切尔诺贝利核电站发生爆炸，带有放 射性物质的污染物扩散到北欧、西欧，最远扩散到美国东海岸。 由8个联合国下属机构、乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯组成的“切尔诺 贝利论坛”此前估算，事故造成的死亡人数约为数千人。 2）三废处理：以

11、大亚湾为例，远低于国家标准和设计标准，10km范围内10个监测站长期跟踪，放射性水平无任何变化。1.7.5 核电 (6)核电安全与清洁3）燃料后处理（两种方案）4）减排SOx、NOx、CO2：燃料后处理深埋，如美国尤卡山。分离、嬗变，消除长寿命废 物，实现燃料封闭循环。按 我国铀资源状况和核能需要 量，应采用第二种。周围居民 受到辐射 剂量（豪 希/年） 需要燃料 （/年） 采矿面 积（亩/ 年） 二氧化硫 排放量（ 万吨/年 ） 氮氧化物 排放量（ 万吨/年 ） 烟灰 （吨/ 年） 二氧化 碳排放 量（万 吨/年） 100 万千 瓦燃 煤发 电厂 0.048300万吨 煤 12102.61.

12、4350 0600100 万千 瓦核 电站 0.01830吨核 燃料 30 4200005 5）核电站与火电厂对环境影响的比较）核电站与火电厂对环境影响的比较1.7.5 核电(6)核电安全与清洁1.7.5 核电(7)核电市场1)1)需求与投资需求与投资到2010年，计划在运核电装机容量1200万kW；到2020年，计划在运核电装机容量4000万kW；计划在建核电装机容量1800万kW。2006-2020年的15年间：新开工建设3842台1000MW级核电机组；将投产28台核电机组(其中，1000MW级23台） ；总投资超过4500亿元，其中设备投资可能达到 2000亿 元，按7080%国产化率

13、计算，约有1400 1600亿元由国内分享；约合每年93107亿元。1.7.5 核电 (7)核电市场2)20052020年间中国核电的总装机容量预测 厂址机型并网日 期供应 商2004年负荷 因子CNNC股 份 秦山一 期300MW/P WR1991.12. 15CNNC99.78%100% 大亚湾 -1900MW/P WR1993.08. 31FRA87.24%33.70% 大亚湾 -2900MW/P WR1994.02. 07FRA73.52%33.70% 秦山二 -1600MW/P WR2002.02. 01CNNC82.22%50% 岭澳-1984MW/P WR2002.04. 05F

14、RA87.76%45% 岭澳-2984MW/P WR2002.12. 15FRA79.92%45% 秦山三 -1720MW/H WR2002.11. 10AECL77.28%51% 秦山三 -2720MW/H WR2003.06. 12AECL94.03%51% 秦山三 -3600MW/P WR2004.03. 11CNNC 50%1.7.5 核电 (7)核电市场3)我国正在运行的核电厂概况1.7.5 核电 (7)核电市场4)我国在建、启建核电机组 我国在建、启建核电机组 核电站名 称容量预计并网日期 主要投资单位江苏田湾共 2120MW1号机组2005年 10月CNNC 持50%股 份 秦山

15、二期 扩建共 2000MW2011年CNNC 持50%股 份岭澳扩建共 2000MW2010年、2011 年中国广东核电集 团公司 浙江三门共 2000MW2010年以后CNNC 持51%广东阳江共 2000MW2010年以后CNNCCNNC 中国核工业总公司； CNEC 中国核工程集团公司1.7.5 核电 (7)核电市场5)我国未来拟建的核电项目 规划项目 装机规模 浙江三门健挑厂址 61000MW 浙江三门扩瑭山厂址 41000MW 广东阳江厂址 61000MW 广东台山腰古厂址 61000MW 大连温垛子厂址 41000MW 山东烟台海阳厂址 61000MW 山东乳山红石顶厂址 6100

16、0MW 江苏连云港田湾厂址 81000MW 福建惠安厂址 61000MW Total 52000 MW 1.7.5 核电(8)核电设备1）核电设备构成核电设备：主要包括核岛设备、常规岛设备主要包括核反应堆压力容器、堆内构件、控 制棒驱动机构、蒸汽发生器、主泵、主管道、安注箱、和稳 压器等。主要包括汽轮机、发电机、除氧器、凝汽 器、汽水分离再热器、高低压加热器、主给水泵、燃料转运 装置、凝结水泵、主变压器和循环水泵等。不同类型核电站所包括的具体设备略有不同。核岛设备常规岛设备1.7.5 核电 （8）核电设备2）核电设备中各设备的费用构成各种费用占核电站投资的比例 不同核电设备占设备总投资的比例1.7.5 核电 （9）核电技术1 1）“ “代代” ”的概念和技术特点的概念和技术特点1G：50-60年代原型堆，绝大部分已退役。2G：70年代后商用堆，有13000多堆年的运行经验，发 展成 熟，经 济性和安全性得到验证，并不断改进 。3G：一般指符合美国