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核能知识概述 一 能源系统及核能 1.能源定义: 提供能量的自然资源, 支持经济增长的重要 物质基础和生产要素 2.能源分类 一 能源系统及核能 3.能源结构 三次重大演变: 18世纪60年代 木柴?煤炭 20世纪20年代 煤炭?石油 20世纪90年代 石油?多种能源 一 能源系统及核能 4.核能的特点 a.高能量密度 1kg铀-235裂变放出热量 19 600 000 000千卡 1kg标准煤燃烧放出热量 7 000千卡 1 L重油燃烧放出热量 9 900千卡 不难算出，1kg铀-235放出热量=2800吨标准煤 b.清洁能源 容量100万千瓦的电厂,每年所需的燃料: 燃煤,260万吨煤,2000节火车皮 燃油,200万吨石油,10艘超级油轮 核电,30吨核燃料,几卡车 c.储量丰富 核燃料有铀、钍、氘等等，世界上铀的储量约为417万吨，地球上可供开发 的核燃料资源，可提供的能量是矿石燃料的十多万倍 二 核能现状 1.国内外核电的现状 截止2005年1月,30个国家和地区共439座核电机组在运 行,总装机容量36540万千瓦,总发电量25271亿度,占16% 中国大陆目前9台机组,装机容量658.7万千瓦,占1.7%, 发电量416亿度,占2.2%. 2020年计划核电装机容量达到3600万千瓦,占4%,平均每 年新增2~3套百万千瓦级核电机组 二 核能现状 2.核反应堆及其分类 反应堆：以可控方式实现自持链式裂变反应或核聚变反应的装置，可分为裂变堆和聚变堆． 二 核能现状 3.世界核电厂各种堆型的发电份额 二 核能现状 4.我国核电站反应堆类型 三　各种反应堆简介 1.压水堆(Pressurized Water Reactor) 1)总体特点 a.以净化的普通水作冷却剂和慢化剂,水的总体温度低于系统压力下的饱和温度 b.轻水慢化性能好?堆芯较小 吸收截面大?低富集度加浓铀 c.一回路冷却剂压力一般为15.5MPa(饱和温度约345度),冷却剂流经堆芯一般不出现饱和沸腾,出口冷却剂有15-20度的过冷度 d.压水堆核电站有放射性的一回路和二回路系统分开，放射性冷却剂不会进入二污染二回路设备，运行和维护方便，需要处理的废气、废水、废物量较少 三　各种反应堆简介 2)PWR堆本体的基本构成 a.堆芯 进行链式核裂变的区域,由核燃料组件、可燃毒物组件、控制棒组件和启 动中子源组件等组成 b.堆内构件 使堆芯在压力容器内精确定位、对中并压紧；分隔流体,使冷却剂按一定 的方向流动 c.压力容器 压水堆的关键设备,放置堆芯及堆内构件,防止放射性物质外逸出 d.控制棒驱动机构 驱动控制棒,使其在正常运行时能上下缓慢移动,紧急停堆或事故情况下 能迅速全部插入堆芯 三　各种反应堆简介 2.沸水堆(Boiling Water Reactor) 1)BWR与PWR同属于轻水堆,在设计上有许多相同点: a.以轻水作为冷却剂和慢化剂 b.用富集度为3—4%的低加浓铀做燃料 c.堆芯在一个压力壳内，裂变能转化为热能，产生蒸汽推动汽轮机发电 三　各种反应堆简介 2)BWR与PWR的主要区别 a.蒸汽产生的基本原理 尽管都用轻水作为反应堆冷却剂和中子慢化剂，但他们的蒸汽产生方 是不同的： BWR PWR ·直接循环 ·间接循环 ·系统压力7.3MPa ·系统压力15.5MPa ·冷却剂温度286℃ ·冷却剂温度320℃ ·蒸汽产生于压力壳内 ·蒸汽产生于蒸发器 （汽水分离器和蒸汽干燥器 ） （通过二回路） ·压力壳内允许沸腾 ·压力壳内无沸腾 三　各种反应堆简介 b.主要核蒸汽供应系统设备 BWR PWR ·压力容器 ·反应堆压力容器 （蒸汽干燥器和汽水公离器） ·无蒸汽发生器 ·3个蒸发器 ·无稳压器 ·1个稳压器 ·内置泵 ·压力容器外的主泵 ·下部插入的控制棒驱动机构 ·上端插入 三　各种反应堆简介 三　各种反应堆简介 3.重水堆(Heavy Water Reactor) 1)以天然铀为燃料，重水为慢化剂，重水（