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核电基本知识

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核电基本知识_第1页
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核电基本知识··时代呼唤核能时代呼唤核能··人类 100 多万年进化发展的过程,就是一部不断向自然索取更多能源的历史,在现代社会中能源的人均消耗已经成为衡量一个国家生产水平和生活水平的重要标志之一按现在的开采水平估计,世界上的煤、石油、天然气资源将在几十年内逐渐枯竭如果不加紧开发新能源 ,几十年后,人类将怎么办?我国是一个发展中国家,人均能耗仅为发达国家的几十分之一国民经济要大发展,首先能源要有个大发展我国的煤、石油、水力等虽然丰富,但是人口众多,人均占有量不到世界平均值的二分之一而且,我国能源资源分布极不均匀60%以上的煤矿集中在东北,70%的水力资源在西南而人口、工业多集中在东南沿海地区北煤南运、西电东送”的难题一直是制约我国经济发展的巨大障碍煤、石油、天然气还是重要的化工原料,用作燃料非常可惜同时,由于大量燃烧煤碳和石油所引起的环境污染和生态平衡问题越来越受到人们的重视因此,我们的时代需要有新型的能源2003 年广东省发电装机容量约 3600 万千瓦,而要在 2010 年实现国民生产总值翻一翻,广东省装机容量预计需要达到 5500 万千瓦,到 2020 年,则需要达到 9000 万千瓦。

一座 100 万千瓦的火电厂,每年要烧煤 300 万吨广东是缺煤地区,增建 5000 万千瓦火电厂,则每天需用 50 艘万吨或 300 列火车进行“北煤南运”一座 100 万千瓦的核电站,每年只需要补充 30 吨核燃料,6 辆卡车就可以运到现场,而且核电成本比火电低 15-50%占全省面积不到四分之一的珠江三角洲,集中了占全省火电厂 50%左右的装机容量,排放的二氧化硫容量已趋饱和,火电发展已受到限制核电作为安全清洁的能源,在广东发展势在必行 核能的崛起核能的崛起 科学家们经过多年研究,他们认为除了煤、石油气等燃料以外,还有很多可以利用的能源比如风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、海水温差等等但是,以上这些能源很难在短期内实现大规模的的工业生产和应用只有核能,才是一种可以大规模使用的安全的和经济的工业能源从 20 世纪 50 年代以来,美国、法国、比利时、德国、英国、日本、加拿大等发达国家都建造了大量核电站,核电站发出的电量已占世界总发电量的 16%,其中法国核电站的发电量已占该国总发电量的 75%,在这些国家,核电的发电成本已经低于煤电国际经验证明,核电是一种经济、安全、可靠、清洁的新能源。

核电站的建设和运行是一项复杂的高技术目前,我国已基本掌握了这门高技术,能够设计、建造我国自己的核电站了并且已经拥有一批具有安全管理和运行经验专业齐全的技术人才 ··核电站核电站·· 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,而前一部分则截然不同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,而同样规模的烧煤电厂每年要烧煤 300 万吨 目前国际上技术最为成熟的核岛设计多采用压水式反应堆大亚湾核电站和岭澳核电站都是压水堆机组 核能是清洁的能源核能是清洁的能源 在相同功率的情况下,核电站排放到环境中的有害物质比火电厂要少得多核电站对周围居民的辐射影响,远远低于燃煤电厂和天然辐射,是安全而清洁的能源··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·· 周围居民受到周围居民受到辐射剂量(豪辐射剂量(豪希希/年)年)需要燃料(需要燃料(/年)年)采矿面积(亩采矿面积(亩/年)年)二氧化硫排放二氧化硫排放量(万吨量(万吨/年)年)氮氧化物排放氮氧化物排放量(万吨量(万吨/年)年)烟灰(吨烟灰(吨/年)年)二氧化碳排放二氧化碳排放量(万吨量(万吨/年)年)100 万千瓦燃煤万千瓦燃煤发电厂发电厂0.048300 万吨煤12102.61.43500600100 万千瓦核电万千瓦核电站站0.01830 吨核燃料30-420000核能与裂变2007 年 06 月 06 日 核能是利用铀核能是利用铀 235235 在链式裂变过程中产生的热能来发电在链式裂变过程中产生的热能来发电核反应堆 2007 年 06 月 06 日 核能发电2007 年 06 月 06 日 广东大亚湾核电站及岭澳核电站是压水式反应堆,压水式反应堆核电站主要是由核蒸汽供应系统和汽轮发电机系统组成。

压水式反应堆图解压水式反应堆图解1.反应堆堆芯内进行核裂变并稳定地释放热能由于采用稳压器提高系统内的水压,一回路的水受热后不会沸腾这些高压水随之将堆芯内产生的热能带走 2.带热能的高压水经蒸汽发生器内数以千计的传热管,将热能传到管外二回路系统的水内二回路系统与一回路系统是完全分隔的3.二回路水随即受热沸腾,变成蒸汽,然后推动汽轮发电机组产生电力 4.蒸汽自汽轮机排出,被三回路的海水冷却后,再循环至蒸汽发生器加热核电知识问答2007 年 06 月 05 日 1. 核电站的废物如何处置?核电站像其他工业企业一样,也要产生废物核电站产生的废物,数量比一般燃煤电厂少,仅为同等规模燃煤电站的万分之一 2.为什么压水堆不会出切尔诺贝利事故?1986 年 4 月 26 日,苏联切尔诺贝利核电站,发生了反应堆问世以来的最大事故,导致大量放射性物质外泄大亚湾核电站及岭澳核电站是不会出这类事故的,因为两者是截然不同的核电站 纵深防御原则 2005 年 03 月 08 日 核电站为我们生产大量电力,同时,也会生产大量我们所不希望的放射性,为了保护电站工作人员和电站周围居民的健康,核电站始终坚持“质量第一,安全第一”的原则. 核电站的设计,建造和运行,采用了纵深防御的原则,从设备和措施上提供多层次的重迭保护,确保反应堆的功率能得到有效的控制,燃料组件能得到充分冷却,放射性物质能有效地包容起来不发生泄漏.我们所说的纵深防御,包括以下五道防线: 1986 年苏联切尔诺贝利核电站 * 慢化剂:是使中子减速(又称慢化)从而促使核裂变在受控制情况下进行的物质第一道防线第一道防线: :精心设计,精心施工,确保核电站的设备精良.建立周密的程序,严格的制度和必要的监督,加强对核电站工作人员的教育和培养,使得人人关心安全,人人注意安全,防止发生故障.第二道防线第二道防线: :加强运行管理和监督,及时正确处理不正常情况,排除故障.第三道防线第三道防线: :必要时启动由设计提供的安全系统和保护系统,防止设备故障和人为差错酿成事故.第四道防线第四道防线: :启用核电站安全系统,加强事故中的电站管理,防止事故扩大,保护安全壳厂房.第五道防线第五道防线: :万一发生极不可能发生的事故,并且有放射性外泄,启用厂内外应急响应计划,努力减少事故对居民的影响.有了以上互相依赖、相互支持的各道防线,核电站是非常安全的.防止放射性物质外泄的四道屏障 2005 年 03 月 08 日 为了落实纵深防御原则,我们在放射性物质(裂变产物)和环境之间设置了四道屏障,只要其中有一道屏障是完整的,就不会发生放射性物质外泄的事故.第一道屏障第一道屏障------燃料芯块燃料芯块(燃料芯块) 核裂变产生的放射性物质 98%以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放出来.第二道屏障第二道屏障------燃料包壳燃料包壳燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中.第三道屏障第三道屏障------压力边界压力边界由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚 20 厘米的钢质压力容器内,压力容器和整个一回路都是耐高压的,放射性物质不会漏到反应堆厂房中.第四道屏障第四道屏障------安全壳安全壳反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物,壁厚近 1 米,内表面加有 6 毫米厚的钢衬,防止放射性进入环境.(燃料包壳)(压力边界)(安全壳)生活中的辐射2005 年 03 月 08 日 约在 100 年前,科学家发现某些物质能放出三种射线:阿尔法射线、贝塔射线和伽玛射线。

以后证明阿尔法射线是氦原子核流,贝塔射线是电子流,类似的还有宇宙射线、中子射线等,统称粒子辐射伽玛射线是波长很短的电磁波,类似的还 X 射线等,统称电磁辐射辐射在无色无味,无声无臭,看不见,摸不着不过辐射却可用仪器来探测和量度度量辐射剂量的单位是希沃特1 毫希等于千分之一希各种射线的穿透能力)(各种射线的穿透能力)辐射无处不在,我们吃的食物、住的房屋、天空大地、山月草木,乃至人的身体都存在着放射性我国某些高本底地区 3.7 毫希/年;砖房 0.75 毫希/年;宇宙射线 0.45 毫希/年;水、粮食、蔬菜、空气 0.25 毫希/年;土壤 0.15 毫希/年;北京-欧洲往返一次 0.04 毫希;胸部透视一次 0.02 毫希核电站运行对周围居民的辐射影响,远远低于天然辐射,可以说微乎其微核电站的质量保证 2005 年 03 月 08 日 质量是企业的生命,建立全面的质量保证体系,是确保核电站安全的一项重要的管理措施.根据国家核安全法规和国际原子能机构核安全标准的要求,核电站在选址、设计、建造、调试、运行和退役的每一个阶段,都要有质量保证大纲,各阶段的每一项具体活动都要有专门的质量保证程序,确保核电站的设备质量高,人员素质好。

核电站一切活动,主要靠第一线的工作人员来保证其安全和质量,这就是质量控制而质量保证的监督监查工作,则由两级质保机构来完成上级部门和国家核安全局的检查和监查,是更高层次的外部质保活动所有这些活动的目的只有一个,就是保证核电站在纵深防御和四道屏障方面,没有重大缺陷和漏洞,确保核电站的建造质量和运行安全核电站不会像原子弹那样爆炸2005 年 03 月 08 日 核燃料中的有效成分是铀—235,铀—235 同样也是原子弹中的核炸药,那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢?不必担心,绝没有这种可能性!■“■“啤酒烧不着啤酒烧不着”” 核燃料中铀—235 的含量约为 3%,而核炸药中铀—235 含量高达 90%以上核燃料引不起核爆炸,正像啤酒和白酒都含有酒精,白酒因酒精含量高可以点燃,而啤酒则因酒精含量低不能点燃一样■■发生核爆炸并不简单发生核爆炸并不简单原子弹同样是一项高技术产品,形成核爆炸有非常严格的条件原子弹必须用高浓度的铀-235 或钚-239 作核装料,以一套精密复杂的系统引爆高能烈性炸药,利用爆炸力在瞬间精确地改变核装料的形状或位置,才能形成不可控的链式裂变反应,发生核爆炸这种苛刻的条件,在核电站里是不可能的。

■■压水式反应堆有内在的安全的特性压水式反应堆有内在的安全的特性压水式反应堆具有设计所赋予的内在安全特性当核能释放得太快时,反应堆能自动限制核能释放的速度,使反应堆维持在一个比较安全的水平上更何况核反应堆还有多重的安全保护系统,确保堆不会失控法国:核电安全有“法宝” 2008 年 10 月 31 日 最近,法国接连发生了几起核泄漏事件,虽然泄漏的放射性物质“极其微量”,没有造成什么严重问题,但仍引起了人们对核电安全的广泛关注有关专家分析认为,法国有关方面能够及时有效地处理核泄漏,保障核电站安全运营,在于有关部门能严格遵守核电安全信息透明的原则,对事件的处理非常公开、有效、迅速,并不断增进公众对核电的了解 自上世纪 60 年代起,缺少石油能源的法国开始大力发展核能,经过 40 多年建设,法国现已拥有 19 座核电站、58 座核电机组,形成平均两个省就有一座核反应堆的高密度分布根据核事件危害性大小,国际原子能机构对其设置 0—7 个等级,从未发生过 4 级以上泄漏事故的法国走在了世界核工业安全生产的前列 法国最初发展核工业是从引进美国成熟的压水堆技术开始随后在该技术基础上,不断学习、消化和创新,最终将反应堆技术转化成自主知识产权,提出机组技术标准化。

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