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文檔簡(jiǎn)介

1、核電知識(shí)介紹核電知識(shí)介紹中國(guó)核工業(yè)中國(guó)核工業(yè)* * * * *有限公司有限公司 核電工程事業(yè)部核電工程事業(yè)部0. 核電原理(一)n什么是核電站? 核電站是利用在動(dòng)力反應(yīng)堆中進(jìn)行的核裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的熱能來(lái)發(fā)電的動(dòng)力設(shè)施。目前世界上核電站采用的反應(yīng)堆有壓水堆、沸水堆、重水堆、快堆以及高溫氣冷堆等,但比較廣泛使用的是壓水反應(yīng)堆壓水反應(yīng)堆,約占核電總裝機(jī)容量的70%。壓水反應(yīng)堆是以普通水作冷卻劑和慢化劑,它是從軍用堆基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的最成熟、最成功的動(dòng)力堆堆型。 0. 核電原理(二)n什么是核能與核裂變?什么是核能與核裂變?世界上一切物質(zhì)都由原子構(gòu)成。原子由帶正電的原子核和圍繞它高速旋轉(zhuǎn)的帶負(fù)電的電子構(gòu)

2、成,原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。中子撞擊原子核引起原子核裂變,裂變的過(guò)程釋放出能量,同時(shí)又產(chǎn)生了新的中子。新產(chǎn)生的中子引起新的原子核裂變,裂變反應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去,同時(shí)不斷產(chǎn)生能量。這個(gè)過(guò)程就是鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)。鈾235原子核在中子的轟擊下可以發(fā)生核裂變并同時(shí)放出能量,此外,鈾233、钚239等也能產(chǎn)生核裂變反應(yīng),核裂變反應(yīng)放出的能量就是核能核能。0. 核電原理(三)n什么是核燃料?核燃料是可在核反應(yīng)堆中通過(guò)核裂變產(chǎn)生核能的材料,是鈾礦石經(jīng)過(guò)開(kāi)采、初加工、鈾轉(zhuǎn)化、鈾濃縮,進(jìn)而加工成核燃料元件。 壓水堆核電站用的是濃度為3%左右的核燃料(鈾-235)。千克鈾235裂變釋放的能量相當(dāng)于2

3、,700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的能量。一座100萬(wàn)千瓦的火電站一年燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤約230萬(wàn)噸,而一座100萬(wàn)千瓦的核電站一年消耗核燃料約30噸。0. 核電原理(四)n壓水式核反應(yīng)堆與原子彈的區(qū)別原子彈由濃度為90%以上的鈾235或钚239和復(fù)雜精密的引爆裝置構(gòu)成。引爆裝置使烈性炸藥爆炸,將高濃度的鈾235或钚239迅猛壓緊,使它瞬間形成劇烈的、不受控制的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),巨大的能量在瞬間釋放出來(lái),發(fā)生核爆炸。 壓水式核反應(yīng)堆內(nèi)鈾235的濃度只有3%左右,且分散布置,在任何情況下都不可能緊聚在一起發(fā)生核爆炸,而且反應(yīng)堆還有多重安全保護(hù)系統(tǒng),確保它不會(huì)失控。0. 核電原理(五)n壓水堆核電廠原理壓水堆核電廠原理

4、壓水堆核電廠主要由壓水反應(yīng)堆、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)一回路)、蒸汽和動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(又稱(chēng)二回路)、循環(huán)水系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)組成,其流程原理如圖2.1所示。通常將一回路及核島輔助系統(tǒng)、專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施和廠房稱(chēng)為核島。二回路及其輔助系統(tǒng)和廠房與常規(guī)火電廠系統(tǒng)和設(shè)備相似,稱(chēng)為常規(guī)島。電廠的其他部分,統(tǒng)稱(chēng)配套設(shè)施。實(shí)質(zhì)上,從生產(chǎn)的角度講,核島利用核能生產(chǎn)蒸汽,常規(guī)島用蒸汽生產(chǎn)電能。0. 核電原理(六)n壓水堆核電廠原理壓水堆核電廠原理現(xiàn)代商用壓水堆核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)一般有二至四條并聯(lián)在反應(yīng)堆壓力容器上的封閉環(huán)路圖2.2。 每一條環(huán)路由一臺(tái)蒸汽發(fā)生器、一臺(tái)或兩臺(tái)反應(yīng)堆冷卻劑泵及相應(yīng)的管通

5、組成。一回路內(nèi)的高溫高壓含硼水,由反應(yīng)堆冷卻劑泵輸送,流經(jīng)反應(yīng)堆堆芯,吸收了堆芯核裂變放出的熱能,再流進(jìn)蒸汽發(fā)生器,通過(guò)蒸汽發(fā)生器傳熱管壁,將熱能傳給二回路蒸汽發(fā)生器給水,然后再被反應(yīng)堆冷卻劑泵送入反應(yīng)堆。如此循環(huán)往復(fù),構(gòu)成封閉回路。整個(gè)一回路系統(tǒng)設(shè)有一臺(tái)穩(wěn)壓器,一回路系統(tǒng)的壓力靠穩(wěn)壓器調(diào)節(jié),保持穩(wěn)定。1. 核電簡(jiǎn)史(一) 1954年,蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站奧布寧斯克核電站。到1960年,有5個(gè)國(guó)家建成20座核電站,裝機(jī)容量1,279兆瓦。到1966年,核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本,核能發(fā)電真正邁入實(shí)用階段。 1978年全世界22個(gè)國(guó)家和地區(qū)正在運(yùn)行的30兆瓦以上的核電站反應(yīng)堆已達(dá)2

6、00多座,總裝機(jī)容量已達(dá)107,776兆瓦;到1991年,全世界近30個(gè)國(guó)家和地區(qū)建成的核電機(jī)組為423套,總?cè)萘繛?.275億千瓦,其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16。1. 核電簡(jiǎn)史(二) 至20世紀(jì)80年代初期,核電主要集中在美、蘇、英、法和加拿大等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家中。由于1979年美國(guó)三哩島事件和1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利事件的影響,核電的發(fā)展在世界范圍內(nèi)受到嚴(yán)重的挫折,歐美大部分國(guó)家基本停止核電新項(xiàng)目的建設(shè)。但由于傳統(tǒng)能源(煤/油/氣等)短缺日益突出,對(duì)核能發(fā)電的研究一致沒(méi)有停止。近10年來(lái)世界主要核電國(guó)家開(kāi)發(fā)了一系列第三代核電堆型:AP1000(美國(guó)西屋公司)、EPR(法國(guó)法馬通公司和德國(guó)

7、西門(mén)子公司于1991年共同開(kāi)發(fā))、ABWR(先進(jìn)沸水堆,是目前唯一有運(yùn)行電廠和經(jīng)過(guò)運(yùn)行考驗(yàn)的第三代先進(jìn)型核電廠)。1. 核電簡(jiǎn)史(三) 從1991年中國(guó)自主設(shè)計(jì)完成的秦山一期30萬(wàn)千瓦壓水堆核電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電,到1994年5月6日大亞灣核電站全面建成投入商業(yè)運(yùn)行兩座核電站的建成,結(jié)束了中國(guó)大陸無(wú)核電的歷史。秦山一期也叫“728”工程,最早成立于1972年8月,是我國(guó)第一座自主設(shè)計(jì)完成的核電站。大亞灣核電站1984 年開(kāi)始籌建,是我國(guó)首次引進(jìn)外資、設(shè)備和技術(shù)建設(shè)的第一座百萬(wàn)瓩級(jí)商用核電站。也是華興公司首次通過(guò)與法國(guó)、日本等國(guó)際大公司合作中標(biāo)的第一座商用核電項(xiàng)目,是華興公司奠定當(dāng)前核電市場(chǎng)主力軍的基

8、礎(chǔ)。1. 核電簡(jiǎn)史(四)大亞灣核電站是由法國(guó)引進(jìn)的PWR-M310堆型(壓水堆)。其前身是美國(guó)西屋公司的M312技術(shù),是目前我國(guó)核電站的主流堆型。 經(jīng)過(guò)大亞灣核電站、嶺澳核電站的建設(shè),在嶺澳核電站一期工程、二期工程的基礎(chǔ)上,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)反饋和核安全技術(shù)發(fā)展要求,經(jīng)過(guò)多項(xiàng)重大技術(shù)改進(jìn)和提高,由中廣核集團(tuán)推出了CPR-1000方案。CPR-1000是目前國(guó)內(nèi)自主化水平、安全可靠性、成熟性、經(jīng)濟(jì)性等各方面較具競(jìng)爭(zhēng)力的核電技術(shù)方案,是我國(guó)在“十一五”和“十二五”期間實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的百萬(wàn)千瓦級(jí)“二代加”改進(jìn)核電技術(shù)方案。2. M310(2代加)組成(一)nM310M310堆型包括堆型包括 核反應(yīng)堆廠房(RX)、

9、核燃料廠房(KX)、核輔助廠房(NX)、電氣及聯(lián)結(jié)廠(LX/WX)等。2. M310( 2代加)組成(二)n核反應(yīng)堆廠房(核反應(yīng)堆廠房(RXRX)包括安全殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu),提供了三層安全屏蔽,由內(nèi)到外:反應(yīng)堆坑(一次屏蔽)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)墻板(二次屏蔽)、安全殼(三次屏蔽)。安全殼(鋼襯里+預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土):主要功能:防止外部事件對(duì)廠房?jī)?nèi)部的影響,以及確保在所有假想事故情況下不發(fā)生任何泄漏。包括在一回路事故(失水事故) 時(shí)導(dǎo)致廠房?jī)?nèi)壓力和溫度升高的情況。內(nèi)部結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土):主要功能:反應(yīng)堆壓力容器及其附屬設(shè)備的支承、人員及設(shè)備的生物防護(hù)、防止管道甩擊和飛射物對(duì)安全殼一、二回路以及安全系統(tǒng)的影響。2

10、. M310( 2代加)組成(三)n核燃料廠房(核燃料廠房(KXKX)存放新舊燃料,將燃料輸送到反應(yīng)堆廠房去,并將乏燃料運(yùn)出來(lái);乏燃料存放在乏燃料水池,并在乏燃料裝入容器后將其運(yùn)走;安裝有運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)空氣的通風(fēng)系統(tǒng);貯存用于注入反應(yīng)堆換料水池的水;安裝有處理乏燃料水池中水的設(shè)備(過(guò)濾、除鹽、冷卻和補(bǔ)充硼酸);人員和環(huán)境的生物防護(hù);安裝有安注系統(tǒng)(RIS)和安全殼噴淋系統(tǒng)(EAS)的設(shè)備。2. M310( 2代加)組成(四)n核輔助廠房(核輔助廠房(NXNX)核輔助系統(tǒng)的設(shè)備,兩堆公用的放射性廢料貯存和處理設(shè)施,及其所需的通風(fēng)和吊裝設(shè)備。廠房?jī)?nèi)有一個(gè)區(qū)是中間冷卻系統(tǒng)。核輔助廠房與反應(yīng)堆廠房和連接廠

11、房有通道相連接。2. M310( 2代加)組成(五)n電氣及聯(lián)接廠房電氣及聯(lián)接廠房(LX/WXLX/WX)電氣廠房和連接廠房主要包括主控室,與核島相聯(lián)接的電氣設(shè)備和更衣室等。3. M310( 2代加)建造簡(jiǎn)介(一)n國(guó)內(nèi)外建造工期:n國(guó)外:由于M310是由法國(guó)引進(jìn)的技術(shù),那么在法國(guó),根據(jù)EDF提供的數(shù)據(jù),其34個(gè)900MWe系列機(jī)組建造工期無(wú)一按期完工,平均延誤12.8個(gè)月,最短延誤2.2個(gè)月。平均工期71.8個(gè)月,最短工期59個(gè)月。n國(guó)內(nèi):從大亞灣核電站到寧德一期,建造總工期由75個(gè)月 壓縮到 目前的56個(gè)月,最終目標(biāo)為54個(gè)月。除大亞灣核電站在建造工期方面有所延誤外,其它均按期或提前投入商

12、業(yè)運(yùn)行。(表一)土建主體施工:由第一罐混凝土到穹頂?shù)跹b,從大亞灣的25.5個(gè)月壓縮到目前的21.5個(gè)月,最終目標(biāo)為20.5個(gè)月。(表二)3. M310( 2代加)建造簡(jiǎn)介(二)n技術(shù)特點(diǎn):n技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):采用的是法國(guó)RCC系列標(biāo)準(zhǔn)(至目前我國(guó)尚無(wú)統(tǒng)一的核電建造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))。在大亞灣核電站的基礎(chǔ)上,嶺澳核電站增加了截止到1995年年底之前法國(guó)核電站實(shí)施的與工程安全有關(guān)的修改,也參考了法國(guó)核電站十年大修計(jì)劃及大亞灣運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋。n建筑材料:由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不同及核安全要求,其對(duì)建筑材料的要求極其嚴(yán)格。大亞灣和嶺澳一期大部材料基本都是進(jìn)口。目前,隨著華興對(duì)(BTS合同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))的研究和試驗(yàn),目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大部

13、分材料的國(guó)產(chǎn)化,但部分特殊材料仍需要進(jìn)口。3. M310( 2代加)建造簡(jiǎn)介(三)n施工特點(diǎn):n建造工期的進(jìn)一步縮短要求施工技術(shù)和管理能力更高;n施工單位和施工人員眾多,各工種、各專(zhuān)業(yè)施工立體交叉,接口多、現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)和配合繁雜;n技術(shù)、質(zhì)量、安全要求標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般民用;n專(zhuān)業(yè)化分工,各司其職,各盡其責(zé);n土建施工特點(diǎn):密集布筋(鋼筋布筋率遠(yuǎn)大于一般的民用建筑)、大體積鋼筋混凝土、鋼襯里、不銹鋼、預(yù)應(yīng)力、防輻射油漆、核清潔等 。3. M310( 2代加)建造簡(jiǎn)介(四)n專(zhuān)有技術(shù)及信息化管理:n通過(guò)不斷的積累、改進(jìn)、提高,華興擁有了大量在核電施工方面的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)并取得了多項(xiàng)國(guó)家、部、省級(jí)專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)獎(jiǎng)。

14、包括:HX大模板體系、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)、不銹鋼施工技術(shù)、牛腿焊接、穹頂整體吊裝、大體積混凝土裂縫控制等等。n為進(jìn)一步提高管理水平,在嶺澳一期就開(kāi)始推行信息化管理,并自主開(kāi)發(fā)了材料管理系統(tǒng)、商務(wù)管理系統(tǒng)等軟件。購(gòu)買(mǎi)了P3e/c項(xiàng)目進(jìn)度管理軟件、PDMS三維工廠設(shè)計(jì)等系列軟件,已基本實(shí)現(xiàn)了四維的核島土建施工動(dòng)態(tài)模擬。3. M310( 2代加)建造簡(jiǎn)介(五)n程序化管理模式:n為保證核電站施工的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、環(huán)境處于受控狀態(tài),滿足核安全的需要,在施工管理方面采用程序化管理。對(duì)任何一項(xiàng)工作,都需要制訂一系列的管理程序、工作程序等,嚴(yán)格規(guī)范各種施工活動(dòng)。n由高到底包括:質(zhì)量保證大綱管理程序工作程序 規(guī)

15、定、細(xì)則、手冊(cè)等,層層細(xì)化,逐步深入。3. M310( 2代加)建造簡(jiǎn)介(六)n質(zhì)量、安全、環(huán)境體系:為滿足核安全需要,積極推動(dòng)各種體系的建立和核文化宣講及培訓(xùn),目前:n在滿足核電建造HAF003(91)法規(guī)的基礎(chǔ)上,華興認(rèn)證通過(guò)了質(zhì)量、職業(yè)健康安全和環(huán)境“一體化”體系并融入了更多GB/T19001-2000標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。n根據(jù)已有核電建造安全體系,結(jié)合已認(rèn)證通過(guò)的國(guó)標(biāo)GB/T190002000、GB/T24001-1996和GB/T28001-2001標(biāo)準(zhǔn)(質(zhì)量、環(huán)境及職業(yè)健康安全)要求,建立了質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全“一體化”管理體系,提升安全管理整體水平。4. 核電現(xiàn)狀及國(guó)家發(fā)展規(guī)劃隨

16、著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),傳統(tǒng)能源短缺和成本加大日益突出,世界各國(guó)特別是歐美(日)等國(guó)核電政策在積極改變。截止目前,法國(guó)核電裝機(jī)占總裝機(jī)的78,日本核電裝機(jī)占總裝機(jī)的36,美國(guó)核電裝機(jī)占總裝機(jī)的20,韓國(guó)核電裝機(jī)占總裝機(jī)的42,而在中國(guó)大陸僅占1.6。我國(guó)最新的發(fā)展目標(biāo)是:計(jì)劃在今后15年里建設(shè)至少30座核電機(jī)組,到2010年在運(yùn)行核電裝機(jī)容量1,200萬(wàn)千瓦,到2020年,在運(yùn)行核電裝機(jī)容量4,000萬(wàn)千瓦占總裝機(jī)的4,在建核電裝機(jī)容量1,800萬(wàn)千瓦。5. 機(jī)遇及挑戰(zhàn)根據(jù)目前國(guó)際上建造一千瓦核電成本2,000美元計(jì)算,中國(guó)要在2020年完成4,000萬(wàn)千瓦裝機(jī),1,800萬(wàn)千瓦在建,投資總額將在1

17、,000億美元左右。面對(duì)如此龐大的市場(chǎng)份額,核電建造的行業(yè)壁壘被打破是必然趨勢(shì),未來(lái)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將不可避免,華興將面臨良好的機(jī)遇和強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。6. 核電建設(shè)發(fā)展規(guī)劃及目標(biāo)(一)華興公司承建的核電項(xiàng)目:華興公司承建的核電項(xiàng)目:n已建項(xiàng)目:廣東大亞灣核電站(2臺(tái)機(jī)組)、巴基斯坦恰?,敽穗娬疽黄诠こ蹋?臺(tái)機(jī)組)、廣東嶺澳核電站一期工程(2臺(tái)機(jī)組)、秦山三期核電站(2臺(tái)機(jī)組)、江蘇田灣核電站一期工程(2臺(tái)機(jī)組);n在建項(xiàng)目:廣東嶺澳核電站二期工程(2臺(tái)機(jī)組)、巴基斯坦恰?,敽穗娬径诠こ蹋?臺(tái)機(jī)組)、大連紅沿河核電站(4臺(tái)機(jī)組)、福建寧德核電站一期工程(2臺(tái)機(jī)組)。n擬建和即將開(kāi)工項(xiàng)目:山東海洋核電

18、站(AP1000,三代)、廣東陽(yáng)江核電站(2代加)、臺(tái)山腰古核電站(2代加)、房家山核電站(2代加)等。n除巴核、秦山三期、江蘇田灣和山東海洋核電站外,其它堆型均為M310和M310的改進(jìn)型(2代加)。6. 核電建設(shè)發(fā)展規(guī)劃及目標(biāo)(二)人才儲(chǔ)備及規(guī)劃:人才儲(chǔ)備及規(guī)劃:n近20多年的核電建設(shè),華興公司目前擁有了一只經(jīng)驗(yàn)豐富、老中青相結(jié)合的強(qiáng)大技術(shù)隊(duì)伍。在目前華興擁有的1,500余名技術(shù)人員中,有豐富核電施工經(jīng)驗(yàn)的人員有850余人。n為滿足核電建設(shè)需求,核電事業(yè)部從2003年起逐步增加新招學(xué)生人數(shù),至今累計(jì)招學(xué)生520人,社招33人,核電施工技術(shù)隊(duì)伍不斷強(qiáng)大。6. 核電建設(shè)發(fā)展規(guī)劃及目標(biāo)(三)事業(yè)部事業(yè)部+專(zhuān)業(yè)公司:專(zhuān)業(yè)公司:根據(jù)以上可知,華興在不久(2009年)以后將面對(duì)至少6個(gè)核電項(xiàng)目、近16臺(tái)機(jī)組的建設(shè)。以前的管理模式已

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