核電廠系統(tǒng)及設(shè)備培訓(xùn)課程

1、核電廠系統(tǒng)及設(shè)備核電廠系統(tǒng)及設(shè)備教師信息 主講教師：宋怡主講教師：宋怡 TelEmail ：教學(xué)要求l教學(xué)方式：課堂講授課堂討論教學(xué)方式：課堂講授課堂討論l考核方式：閉卷考試考核方式：閉卷考試l最終成績：考試成績最終成績：考試成績60%60%平時成績平時成績40%40%l平時成績平時成績= =出勤出勤+ +回答問題回答問題1 緒論1.1 世界核能的發(fā)展概況1.2 核電在我國的發(fā)展核能的優(yōu)勢5 核電站的優(yōu)點是：核電站的優(yōu)點是： 1. 燃料消耗量量少燃料消耗量量少 2. 對環(huán)境影響小對環(huán)境影響小 3. 功率大功率大 4. 發(fā)電成本低。發(fā)電成本低。 裂變過程可以產(chǎn)生巨大的能

2、量裂變過程可以產(chǎn)生巨大的能量92U235+0n1 F1+F2+(23) 0n1 +200MeV能量能量1. 燃料消耗量量少燃料消耗量量少“燃燒燃燒” 1千克鈾千克鈾-235放出熱量放出熱量 19，600，000，000千千卡卡燃燒燃燒 1千克標(biāo)準(zhǔn)煤放出千克標(biāo)準(zhǔn)煤放出熱量熱量 7，000千卡千卡燃燒燃燒 1升重油放出熱量升重油放出熱量 9，900千卡千卡燃燒燃燒 1立方米天然氣放出熱量立方米天然氣放出熱量 9，800千卡千卡 不難算出，不難算出，1千克鈾千克鈾-235裂變放出的熱量相當(dāng)于裂變放出的熱量相當(dāng)于燃燒約燃燒約2，700噸標(biāo)準(zhǔn)煤噸標(biāo)準(zhǔn)煤 。 同一質(zhì)量下，核能比化學(xué)同一質(zhì)量下，核能比化學(xué)能

3、大幾百萬倍。能大幾百萬倍。1 1、國外四代核電技術(shù)現(xiàn)狀、國外四代核電技術(shù)現(xiàn)狀壓水堆壓水堆沸水堆沸水堆重水堆重水堆其他其他 壓水堆仍將是國際未來壓水堆仍將是國際未來30-4030-40年的年的主力堆型主力堆型 第一代核電站第一代核電站第二代核電站第二代核電站第三代核電站第三代核電站第四代核電站第四代核電站u 五、六十年代五、六十年代u 原型堆原型堆u解決工程技術(shù)問題解決工程技術(shù)問題u 七十年代至今七十年代至今u運行業(yè)績良好，運行業(yè)績良好，還在增效延壽還在增效延壽u多種堆型多種堆型u仍在批量建仍在批量建 設(shè)（共設(shè)（共23臺）臺）u 九十年代至今九十年代至今u安全性經(jīng)濟性好安全性經(jīng)濟性好u市場前景樂

4、觀，市場前景樂觀，已建首堆工程，尚已建首堆工程，尚未批量推廣，在建未批量推廣，在建8臺臺u 九十年代后期起九十年代后期起u 六種堆型六種堆型u安全安全 經(jīng)濟經(jīng)濟 資源利用資源利用廢物量最小廢物量最小 防止核擴散防止核擴散u2035年左右商用化年左右商用化國際上核電發(fā)展趨勢概述國際上核電發(fā)展趨勢概述1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況 第一代核電站是指各國在五十年代開發(fā)建設(shè)的第一代核電站是指各國在五十年代開發(fā)建設(shè)的實驗性實驗性原型核電站原型核電站，證明了：，證明了：利用核能發(fā)電的技術(shù)是可行的利用核能發(fā)電的技術(shù)是可行的。第一代核電站主要有：第一代核電站主要有： 19541954年，前蘇聯(lián)電功

5、率為年，前蘇聯(lián)電功率為5MW5MW的的奧布涅斯克奧布涅斯克實驗性核實驗性核電站電站 19561956年，英國建成年，英國建成卡德豪爾石墨氣冷堆卡德豪爾石墨氣冷堆原型核電站原型核電站 19571957年，美國建成年，美國建成希平港壓水堆希平港壓水堆原型核電站原型核電站 19601960年，美國建成年，美國建成德累斯頓沸水堆德累斯頓沸水堆原型核電站原型核電站 19621962年，加拿大建成年，加拿大建成重水堆重水堆原型核電站原型核電站1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況第一代核電站證明了技術(shù)上的可行性第一代核電站證明了技術(shù)上的可行性1）建于核電開發(fā)期，具有研究探索的試驗原型堆性質(zhì)；）建于核電

6、開發(fā)期，具有研究探索的試驗原型堆性質(zhì)；2）設(shè)計比較粗糙，結(jié)構(gòu)松散，發(fā)電容量不大但體積較大；）設(shè)計比較粗糙，結(jié)構(gòu)松散，發(fā)電容量不大但體積較大；3）設(shè)計中沒有系統(tǒng)、規(guī)范、科學(xué)的安全標(biāo)準(zhǔn)，存在許多安）設(shè)計中沒有系統(tǒng)、規(guī)范、科學(xué)的安全標(biāo)準(zhǔn)，存在許多安全隱患；全隱患；4）發(fā)電成本較高。）發(fā)電成本較高。目前，第一代核電廠基本已退役。目前，第一代核電廠基本已退役。第一代核電廠的共同特點：第一代核電廠的共同特點：1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況第二代核電站證明了經(jīng)濟上的可行性第二代核電站證明了經(jīng)濟上的可行性 第二代核電站是指上世紀(jì)七十年代至現(xiàn)在正在運行的第二代核電站是指上世紀(jì)七十年代至現(xiàn)在正在運行的

7、大部分商業(yè)核電站，這證明了大部分商業(yè)核電站，這證明了發(fā)展核電在經(jīng)濟上是可發(fā)展核電在經(jīng)濟上是可行的行的。 20世紀(jì)世紀(jì)70年代，因石油漲價引發(fā)的能源危機促進了核年代，因石油漲價引發(fā)的能源危機促進了核電的發(fā)展，各國先后建成了電的發(fā)展，各國先后建成了400多臺壓水堆、沸水堆多臺壓水堆、沸水堆或重水堆第二代核電站，其中壓水堆占或重水堆第二代核電站，其中壓水堆占60%以上。以上。 但是但是前蘇聯(lián)切爾諾貝利前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站嚴重事故和核電站嚴重事故和美國三哩島美國三哩島核電站嚴重事故的發(fā)生，說明了第二代核電站在設(shè)計核電站嚴重事故的發(fā)生，說明了第二代核電站在設(shè)計上對發(fā)生嚴重事故的可能性認識不足。這兩起事

8、故引上對發(fā)生嚴重事故的可能性認識不足。這兩起事故引起了公眾對核電的安全性的疑慮，不少國家的核電發(fā)起了公眾對核電的安全性的疑慮，不少國家的核電發(fā)展因此停滯。展因此停滯。1.1 核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢 目前運行和在建的第二代核電廠中占優(yōu)勢的堆型是目前運行和在建的第二代核電廠中占優(yōu)勢的堆型是PWR、BWR和重水堆（和重水堆（PHWR），分別占目前總），分別占目前總機組數(shù)的機組數(shù)的65%、23%和和6%。 P2表表1-1給出了截至給出了截至2007年年2月世界主要國家和月世界主要國家和地區(qū)的核電現(xiàn)狀。地區(qū)的核電現(xiàn)狀。（31個國家和地區(qū)共個國家和地區(qū)共435座運行核座運行核電廠

9、；在建機組電廠；在建機組30個，其中中國個，其中中國5個）個）1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況P3表表1-2給出了截至給出了截至2007年年2月世界上正在運行和建造的月世界上正在運行和建造的核電廠的各種堆型的比例。核電廠的各種堆型的比例。（壓水堆占絕對優(yōu)勢：（壓水堆占絕對優(yōu)勢：61%和和63%）1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況第三代核電站的優(yōu)越性第三代核電站的優(yōu)越性 第三代核電技術(shù)是指滿足第三代核電技術(shù)是指滿足美國用戶要求文件美國用戶要求文件(URD)(URD)或或歐洲用戶要求文件歐洲用戶要求文件(EUR)(EUR)，具有更高安全性的，具有更高安全性的新一代新一代先進核電站

10、先進核電站技術(shù)。技術(shù)。 它在設(shè)計上必須具有預(yù)防和緩解嚴重事故的設(shè)施，它在設(shè)計上必須具有預(yù)防和緩解嚴重事故的設(shè)施，在經(jīng)濟上能與天然氣機組相競爭，并且能在近期在經(jīng)濟上能與天然氣機組相競爭，并且能在近期（20102010年前）進行商用建造。年前）進行商用建造。 三代核電技術(shù)在能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)方面大量采用了二代三代核電技術(shù)在能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)方面大量采用了二代的成熟技術(shù)，但是在安全性方面大大提高。的成熟技術(shù)，但是在安全性方面大大提高。1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況 URD對新建核電站的主要要求：p更大的功率（ 100-150萬千瓦）p更高的安全性（向外放射性大量釋放概率小于10-6/堆.年）p更長的

11、壽命（由40年延長至60年）p更短的建設(shè)周期（48-52個月）p更好的經(jīng)濟性（批量化之后大幅度降低造價） 我國將在浙江三門、山東海陽和廣東臺山首先建造第三代核電廠（AP1000和EPR）。1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況第四代核電站著眼于核能更長遠發(fā)展第四代核電站著眼于核能更長遠發(fā)展 第四代核電技術(shù)是指目前正進行概念設(shè)計和研究開發(fā)的，在反應(yīng)堆和燃料循環(huán)方面有重大創(chuàng)新的核電站，其安全性和經(jīng)濟性更加優(yōu)越、廢物量極少、無需廠外應(yīng)急、具有防核擴散能力。第四代核電技術(shù)最快也只能在2030年以后才能開始商業(yè)應(yīng)用。1.1 核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢161.1 核電發(fā)展歷史、現(xiàn)

12、狀和趨勢核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢 技術(shù)要求：希望2030年技術(shù)能夠成熟 競爭能力 安全和可靠性 減少放射性廢物 核燃料的處理 新的核能應(yīng)用市場 制氫 熱能的直接利用 海水淡化1.1 核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢第四代核電站的發(fā)展要求第四代核電站的發(fā)展要求第四代入選堆型簡介第四代入選堆型簡介 Once-through or MOX fuel cycle:超臨界水堆超臨界水堆（Supercritical-water-cooled reactor - SCWR ）超高溫氣冷堆超高溫氣冷堆（Very-high-temp. gas-cooled reactor VHTR） Full

13、actinide recycle:鈉冷快堆鈉冷快堆（Sodium-cooled fast-spectrum reactor SFR）鉛鉛/ /鉍冷快堆鉍冷快堆（Lead/bismuth-cooled fast-spectrum reactor LFR）氣冷快堆氣冷快堆（Gas-cooled fast-spectrum reactor GFR）熔鹽堆熔鹽堆（Molten salt reactor MSR）1.1 核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢核電發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢世界核電發(fā)展的歷程積極發(fā)展積極發(fā)展20042004實驗示范階段實驗示范階段（1954-19651954-1965）高速推廣階段高速推廣階段

14、（1966-19801966-1980）滯慢發(fā)展階段滯慢發(fā)展階段（1981-1981-20032003）1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況20世界核電分布世界核電分布1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況世界各地核電運行機組數(shù)量1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況各國核電在運機組數(shù)量占比情況1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況各國核發(fā)電比例統(tǒng)計圖1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況世界在建核電比例1.1世界核能的發(fā)展概況世界核能的發(fā)展概況中國運行中核電站（中國運行中核電站（截至截至20122012年年）核電站額定功率(兆瓦)機組數(shù)目堆型商業(yè)運行秦山一期3101壓水

15、堆1991.12.15秦山二期6504壓水堆2002.02/2004.5秦山三期7282重水堆2002.12/2003.07大亞灣9842壓水堆1993.08/1994.02嶺澳9904壓水堆2002.02/2003.01田灣1,0602壓水堆2007.5/2007.08合計9,078151.2 我國的核電發(fā)展情況我國的核電發(fā)展情況我國運行核電站1.2 我國的核電發(fā)展情況我國的核電發(fā)展情況在建核電站在建核電站26個在建機組：三門核電站（2 unit ） 海陽核電站(2 unit ) 家山核電站（2 unit） 防城港核電站（2 unit） 紅沿河核電站（4 unit） 寧德核電站（4 unit

16、） 陽江核電站(3 unit) 福清核電站（3 unit） 臺山核電站（2 unit） 海南昌江核電站（2 unit） 裝機容量為3087萬千萬。中國已成為世界在建核電機組規(guī)模最大的國家。中國大陸核電站分布圖中國大陸核電站分布圖（運行、在建）（運行、在建） 運行運行 在建在建 規(guī)劃規(guī)劃壓水堆壓水堆 PWRPWR重水堆重水堆 HWR HWR 大亞灣大亞灣嶺澳嶺澳 嶺東嶺東 陽江陽江浙江三門浙江三門秦山一期秦山一期秦山二期秦山二期 2 2秦山三期秦山三期 3 3江蘇田灣江蘇田灣遼寧大連遼寧大連山東海陽山東海陽福建寧德福建福清海南核電我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國核電發(fā)展現(xiàn)狀( (已運行項目已運行項目)秦山核

17、電站秦山核電站我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國核電發(fā)展現(xiàn)狀( (已運行項目已運行項目)大亞灣核電站大亞灣核電站我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國核電發(fā)展現(xiàn)狀( (已運行項目已運行項目)田灣核電站田灣核電站我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國核電發(fā)展現(xiàn)狀( (已運行項目已運行項目)嶺澳核電站嶺澳核電站我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國核電發(fā)展現(xiàn)狀( (已開工項目已開工項目) ) 遼寧紅沿河核電站遼寧紅沿河核電站4 4臺機組主體工程于臺機組主體工程于20072007年年8 8月月陸續(xù)開工陸續(xù)開工 福建寧德核電站福建寧德核電站4 4臺機組主體工程于臺機組主體工程于20082008年年2 2月月陸續(xù)開工陸續(xù)開工我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國核電發(fā)展現(xiàn)狀( (已開工項目已開工項目) )福清核電站福清核電站6X1000MW6X1000MW1 1、2 2號機組號機組20082008年年1212月開工月開工圖為圖為2 2號機組第一罐混凝土號機組第一罐混凝土 方家山方家山 2X1000MW 2X1000MW核電站核電站 1 1、2 2號機組號機組20082008年年1212月開工月開工我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國核電發(fā)展現(xiàn)狀( (已開工項目已開工項目) )臺山核電站臺山核電站 2