原子能发电过程与装备.docVIP

原子能发电过程与装备 人类的能源危机从上个世纪起逐渐凸显。长期以来,人类依赖的都是煤炭、石油、天然气等化石能源。核能的开发利用是现代科学技术的一项重大成就，和平、安全利用核能是人类文明进步的一种标志。 一、核能概念 从 20 世纪 40 年代原子弹的出现开始，核能就逐渐被人们所掌握，准确地说，“原子能”应该是化学能。比如燃烧煤、石油或天然气所获取的就是“原子能”，因为这种能量是可燃物质通过燃烧这一化学反应所释放的能量。化学反应过程仅仅是使一种或几种物质的分子结构在反应中变成了另外一种或几种物质的分子结构，即由一种或几种物质变成了另外一种或几种新的物质，并未涉及到原子的变化。而核能则是原子核通过核反应，改变了原有的核结构，由一种原子核变成了另外一种新的原子核，即由一种元素变成另外一种元素或者同位素，由此所释放出的能量。核能被广泛运用于工业、军事等领域。 二、核能发电 核电是核能发电的简称，是利用核能发电产生的电能。利用核能发电有利于优化国家或区域能源结构，提高能源安全性和经济性，在经济社会发展中发挥着越来越重要的作用。 “福岛危机”引发了全球热议，对于核电是否应该存在展开了激烈的讨论，尽管每个事物都存在两面性，但是人们对于核电的魔鬼那一面还是难以承受的，但是，就目前而言，人类又十分享受来自作为天使的核电带来的福利。2011年7月，日本首相提出争取建立一个不依赖核电的社会，这是日本首次提出“去核电化”方针。从二战过后，好多国家陆续加入不持核的阵营。德国就在“福岛危机”后明确宣布“将在2022年前完全关闭境内所有核电厂”，成为首个宣布完全废除核电的主要工业国家。2011年 6月6日，大陆国家原子能机构主任陈求发在出席国际原子能机构理事会会议时表示，和平利用核能、提高清洁能源比重是中国能源发展战略的重要内容，中国主张在确保安全的前提下继续发展核电。 核能发电的益处 1.1 核电是解决资源分布不均、能源短缺的重要途径 我国的煤、石油、水、天然气等资源储藏量虽然丰富，居世界前列，但是，由于人口众多，人均占有量却远远低于世界平均水平，电力资源开发利用问题尤为突出。 同时，我国用来发电的煤炭和水力资源分布极不均衡。大约有70%煤炭资源集中分布在山西、陕西、内蒙古等中部地区，而我国经济活动最活跃的东南沿海地区则能源资源奇缺。要想解决电力资源的利用分布不均问题，只有两个办法，即北煤南运、西电东送，这在经济上是很不合算的，在技术上的难度也是较大的，长距离的能源资源运输给能源的有效利用造成了重重困难。 而如果利用核能发电，核电厂燃料的运输很小，就不存在上述问题，并且核电的发电成本远远低于烧煤电厂的发电成本。从国家电力行业持续发展能源可能提供的条件出发，利用核能发电是解决我国资源分布不均、能源短缺、节省资金的重要途径。 1.2 核电不会产生酸雨和温室效应 地球上的绿色能源比例较低，人类对能源的大量开发利用对生态平衡造成了严重的破坏。中国是除美国外的第二大能源消费国。在世界能源总消耗量中，中国的煤炭消耗占27.9%，而煤炭的76%又是被作为发电的能源。 利用煤炭最直接的危害，是燃料燃烧时产生的二氧化碳和二氧化硫溶于天空中的水汽会形成“酸沉降”，使土地和湖泊酸化，造成庄稼减产、森林枯萎、水生动物死亡；烧煤产生的酸雨和温室效应威胁着人类和其他生物的生存。 核电站自身不排放温室气体，考虑到它在建造和运行中所用的材料，其燃料链温室气体的排放系数约为13.7等效CO2克/千瓦时，水电燃料链为107.6等效CO2克/千瓦时。可见，核电站向环境释放的温室气体，只是同等规模煤电厂的百分之一。 所以，为了减轻环境压力，保护我们的生存条件，保持我国经济的可持续发展，寻求对环境不会造成污染的核电代替煤炭和水电发电是非常重要的。 1.3 核电的经济性 核电的发电成本由运行费、基建费和燃料费三部分组成。核电站的运行费和火电站差不多，但核电站运行可靠，每年利用小时最高达8000小时，平均约为6000小时。 实践证明，核电站的基建费虽然高于火电，但燃料费要比火电低得多，而两者的运行费又相差不多，所以折算到每度电的发电成本，核电已普遍低于火电约15~50%。火电的燃料费约占发电成本的40~60%，而核电只占20~30%。同时，火电厂的发电成本受燃料价格的影响要比核电站大得多。 1.4 核电的安全性 核电用的核反应堆不会像原子弹哪样爆炸。核电厂核反应堆的结构和特性与原子弹完全不同，发电用的反应堆采用低浓的易裂物质作燃料，这些燃料分散布置在反应堆内部，任何情况下都不会向原子弹那样发生爆炸。反应堆具有类似了反应堆的平衡，核能释放太快时，在一定范围反应堆能不靠外界干预，裂变反应会自然终止，使反应堆回到原来的状态自动停堆，绝对不会发生爆炸。如果海啸、地震、热风暴、雷击等自然灾害发生，