核能發(fā)電的論文

1、 I得分評卷教師姓 名：王世家分 院：機電工程學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué) 號：161602450 一六 年 十一 月 三十日核能發(fā)電對人們的優(yōu)勢 由中國核科技信息與經(jīng)濟研究院、中國核能電力股份有限公司秦山核電基地共同組織編寫，葉奇蓁院士擔(dān)任主編的這本書，是共140 多頁的四彩漂亮小冊子，圖文并茂，詳細闡述了核電是安全、清潔、經(jīng)濟高效的能源；積極發(fā)展核電，可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，促進經(jīng)濟社會發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境，降低二氧化碳等溫室氣體的排放，減少霧霾天氣的最好能源。核電與水電、火電一起構(gòu)成了世界能源的三大支柱。讀完全書，“核電 ”之于的敬而遠之，一下子變得親切溫和起來。為什么要發(fā)展核電一書，對核電

2、在能源發(fā)展中的地位、核電的安全保障以及如何積極推進核電安全高效發(fā)展做了詳細的論述。特別難得的是還在附錄里加入了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人對核電發(fā)展的重要指示、著名學(xué)者對核電發(fā)展的重要論述，真是一本難得的中小學(xué)與各機關(guān)單位普及核電知識的科普教材。 核能發(fā)電原理 壓水式反應(yīng)堆核電站主要是由核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機系統(tǒng)組成壓水式反應(yīng)堆圖解1 反應(yīng)堆堆芯內(nèi)進行核裂變并穩(wěn)定地釋放熱能。由于采用穩(wěn)壓器提高系統(tǒng)內(nèi)的水壓，一回路的水受熱后不會沸騰。這些高壓水隨之將堆芯內(nèi)產(chǎn)生的熱能帶走。2帶熱能的高壓水經(jīng)蒸汽發(fā)生器內(nèi)數(shù)以千計的傳熱管，將熱能傳到管外二回路系統(tǒng)的水內(nèi)。二回路系統(tǒng)與一回路系統(tǒng)是完全分隔的。3二回路水隨即受熱沸

3、騰，變成蒸汽，然后推動汽輪發(fā)電機組產(chǎn)生電力。4蒸汽自汽輪機排出，被三回路的海水冷卻后，再循環(huán)至蒸汽發(fā)生器加熱。什么是控制棒組件？核反應(yīng)堆的開、停和核功率的調(diào)節(jié)都由控制棒控制?？刂瓢魞?nèi)的材料能強烈吸收中子，可以控制反應(yīng)堆內(nèi)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的進行。控制棒也組裝成組件的形式。反應(yīng)堆不運行時，控制棒插在堆芯內(nèi)。開堆時將控制棒提起，運行中根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制棒的高度。一旦發(fā)生事故，全部控制棒會自動快速下落，使反應(yīng)堆內(nèi)的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)停止。什么是核燃料組件？核電站的燃料是鈾，其有效成分是其中的鈾-235，含量為3%左右。核燃料被燒結(jié)成一個個圓柱狀的二氧化鈾陶瓷體芯塊，疊裝在用鋯合金做成的包殼管中，做成一根根細長的燃

4、料棒，再把這些燃料棒按一定規(guī)則組裝成一個個燃料組件，就可供核電站使用。核電站的反應(yīng)堆芯內(nèi)有100 多個這樣的核燃料組件，總重量達幾十噸。什么是核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)是核電站中利用核能產(chǎn)生蒸汽的系統(tǒng)。它的作用相當(dāng)于火電廠中的鍋爐蒸汽系統(tǒng)，但它比鍋爐蒸汽系統(tǒng)復(fù)雜得多。壓力堆核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)由核反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、主循環(huán)泵、穩(wěn)壓器及相應(yīng)的連接管道組成。管道中的冷卻劑（一回路水）主循環(huán)泵的驅(qū)動下流過核反應(yīng)堆，吸收由鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)產(chǎn)生的熱量，然后進入蒸汽發(fā)生器，把熱量傳給在管外流過的二回路水，使其變成蒸汽，利用蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。什么是核電站？核電站就是利用一座或若干座動力反應(yīng)堆所產(chǎn)生的熱能來發(fā)電

5、或發(fā)電兼供熱的動力設(shè)施。它與我們常見的火力發(fā)電廠一樣，都用蒸汽推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。它們的主要不同在于蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)?；痣姀S依靠燃燒化石燃料（煤、石油或天然氣）釋放的化學(xué)能制造蒸汽，核電站則依靠核燃 料的核裂變反應(yīng)釋放的核能來制造蒸汽。產(chǎn)生核裂變反應(yīng)的設(shè)備叫做反應(yīng)堆。用于發(fā)電的反應(yīng)堆有壓水堆、重 水堆、沸水堆、高溫氣冷堆、鈾冷快堆等，當(dāng)前世界上建得最多的是壓水堆 核電站。核能發(fā)電的特點及前景預(yù)測 我國能源體系以燃煤為主, 煤炭約占一次能源消耗的70%。 這種能源結(jié)構(gòu)不僅依賴于已存的不可再生的地下儲煤, 也給環(huán)境帶來了很大的危害。從環(huán)境保護的角度來看, 煤和石油的燃燒會造成嚴重的環(huán)境污染

6、, 而核能是清潔能源 , 無 CO2、 SO2 及 粉塵排放。近年來 , 各國致力于綜合解決核電站的安全性、經(jīng)濟性、廢物處理和防止核擴散等問題, 將 建成新一代先進核能系統(tǒng) ) 第四代核電站 1 。 本文綜述核能發(fā)電的特點, 分析了核能在發(fā)電方面 亟待解決的難題, 并預(yù)測了其應(yīng)用前景。核電的特點1 核電的經(jīng)濟性核能是高度濃縮的能源, 1 t 鈾裂變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于 240 萬 t 標(biāo)準(zhǔn)煤。核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍, 故核能電廠所使用的燃料體積小 , 運輸與儲存都很方便。構(gòu)成核能發(fā)電成本的因素很多 , 包括基建投資費用、運行維護費用、燃料費用 , 以及核電站退役處理費用。 核電發(fā)展

7、初期, 不僅 基建投資費用昂貴, 核燃料生產(chǎn)過程復(fù)雜, 需要龐大 的設(shè)備 , 加上特殊的安全措施需要, 核能發(fā)電成本較高。目前, 核能發(fā)電的成本有了很大降低, 但核電站退役處理的費用遠比早先預(yù)計的為高。1. 2 核電的環(huán)保性核能發(fā)電與火力發(fā)電不同, 發(fā)電過程中不需要燃料儲倉、廢渣場地等,不直接產(chǎn)生SO2、 NOx 、汞或 其他與化石燃料的燃燒有關(guān)的污染物, 也不直接產(chǎn) 生 CO2 , 是清潔能源。目前 , 火電廠靠大量燃燒有機燃料發(fā)電 , 其排出的SO2、 CO2 、 N2O 等氣體 , 不僅直 接危害人體健康和農(nóng)作物生長, 還導(dǎo)致酸雨和/ 溫 室效應(yīng)0。 核電站產(chǎn)生的放射性三廢, 原則上回收

8、處理存儲 , 不外排。排入環(huán)境的只是處理回收后殘余的尾氣, 數(shù)量甚微。只要能確保安全運行 , 核電站 對環(huán)境的影響是極小的, 排放到環(huán)境的反射性氣體在嚴格的監(jiān)督和控制之下, 周圍的居民由此受到的輻射劑量小于來自天然本底的1%。1. 3 核電的安全性核電廠的核反應(yīng)堆不會像原子彈那樣發(fā)生爆炸。核電廠核反應(yīng)堆采用易裂變物質(zhì)做燃料, 這些 燃料分散布置在反應(yīng)堆內(nèi)部, 任何情況都不會像原子彈那樣發(fā)生爆炸。反應(yīng)堆具有類似不倒翁的特點 , 其設(shè)計具有固有的安全性, 當(dāng)外界破壞了反應(yīng)堆的平衡 , 核能釋放太快時, 在一定范圍反應(yīng)堆能不靠外界的干預(yù), 裂變反應(yīng)會自然終止, 使反應(yīng)堆回到原來的狀態(tài)自動停對, 絕對

9、不會發(fā)生爆炸。如果海嘯、地震、熱風(fēng)暴、雷擊、洪水等自然災(zāi)害發(fā)生, 反應(yīng)堆會自動安全停閉。如果遇到核電廠附近的堤壩坍塌、 風(fēng)機墜毀、重大交通事故之類的嚴重事故, 反應(yīng)堆建筑物被砸時, 反應(yīng)堆也會安然無恙。4 核電對環(huán)境和公眾的影響正常人體能耐受一次0. 25 Sv 的集中輻射而不至于遭到傷害, 只有過劑量的輻射才能對人體造成傷害。參照國際輻射單位和測試委員會的標(biāo)準(zhǔn),我 國規(guī)定了人體每年接受輻射的限制, 即從事放射性工作的人員每年接受輻射不得超過0. 05 Sv, 核電設(shè) 施周圍居民每年接受的輻射不得超過0. 01Sv。因核電站所使用的反應(yīng)堆由里到外依次采用了堆芯、壓力殼、安全殼、包殼等多重屏蔽,

10、 使得就算反應(yīng)堆附近的輻射劑量也很小了, 何況核電站一般建在離居民很遠的荒蕪地帶。我國核電廠對公眾造成的實際輻射量比規(guī)定的限制要小得多, 核電廠對人體輻射致癌的影響可以說微不足道。2 核電亟待解決的難題2 核電亟待解決的難題1 核電的熱污染從核電站的工作原理可以看出, 核電站運行時形成的熱污染問題是一個無法回避的問題。由于核電站的效率低, 核電廠每發(fā)1 kW 電所釋放的廢熱要 比同級燃煤電廠多40% , 這種廢熱必須轉(zhuǎn)移到環(huán)境中去 , 轉(zhuǎn)移的辦法可以用冷卻塔, 或者利用河流、池塘或海洋。如采用水冷卻, 則所需的總水量大得驚人 , 1 000 MW 機組核電站冷卻水量為28400 L/s, 水

11、溫通常要升高 100 e 。由于溫度升高, 可能產(chǎn)生各種各樣的化學(xué)和生物學(xué)的影響。2.2 核電的放射污染盡管核電站在運行過程中幾乎不產(chǎn)生SO2 和溫室氣體 , 但是它產(chǎn)生的放射性廢物污染始終是一個人們都關(guān)心的話題。核電站的核反應(yīng)過程中會產(chǎn)生放射性裂變和活化產(chǎn)物, 一部分通過氣態(tài)途徑進入環(huán)境 , 這些放射性流出物會改變當(dāng)?shù)氐乃w放射性水平 , 對水生物產(chǎn)生輻射劑量 , 還可能影響周圍的淡水資源的利用。核電廠有嚴格的管理措施控制放射性物質(zhì)的排放。核電廠三廢排放的原則是盡量回收, 把排放量減至最少。核電廠內(nèi)固體廢物完全不向環(huán)境排放, 放射性活度較大的液體廢物轉(zhuǎn)化成固體的廢物也不排放 , 像工作人員淋

12、浴水之類低放射性廢水經(jīng)過處理、 檢驗合格后排放。氣體廢物經(jīng)處理和檢測合格后向高空排放。但目前國內(nèi)關(guān)于生物輻射影響的評價研究較少, 也無相關(guān)評價標(biāo)準(zhǔn)。我國人口密集 , 建設(shè)核電站時需考慮其對附近水體環(huán)境, 尤其 對居民飲用水的影響。此外, 核電廠運行過程中需加入一定量的化學(xué)試劑以滿足系統(tǒng)運行要求, 因此 核電廠的液態(tài)流出物中除含有放射性核素外還包括一定量的化學(xué)污染物。要處理好核電站的放射污染物 , 首先需要我們引起重視, 其次制定相關(guān)的政策和措施 , 此外還要在技術(shù)上增加投入, 以保證電站周圍的居民免受其害。3 核電發(fā)展前景預(yù)測1 國外核電發(fā)展美國是世界第一核電大國, 目前運行的核電機組為 10

13、4 臺 , 裝機容量達 970 GW, 占世界核電裝機49 2011 年 陳國云等 : 核能發(fā)電的特點及前景預(yù)測 第 5 期 容量的 29%, 為美國提供了20% 的電力。 目前歐洲有近 135個 核 反應(yīng) 堆 在 運 行 , 總 裝 機 容 量為 125 GW, 占歐洲總發(fā)電量的35% 。 英國面臨的能源壓力最大 , 目前的 12 座核電站大部分建于20 世紀中期 , 其核電提供了全國25% 的電力份額, 天然氣 發(fā)電的比例為40% 。 盡管法國是世界上核電占電力比例最高的國家（ 約占總發(fā)電量的80% ） 并向周 邊國家輸出電力, 但法國仍在積極發(fā)展核電, 并將在 2020 年建成球床式反應(yīng)

14、堆 （ 核電站反應(yīng)堆型） 。俄 羅斯近年來克服了切尓諾貝利核事故后公眾強烈反 對核電建設(shè)的障礙, 并且繼續(xù)實行其強大的核工業(yè)發(fā)展計劃。俄羅斯2004 年有 10 個核電站的30 座 反應(yīng)堆在運行, 總功率為22. 242 GW, 目前核電占全國發(fā)電量的16%。 亞洲國家中, 韓國是發(fā)展中國家中發(fā)展核電最 成功的國家之一, 核電發(fā)電量已占全國發(fā)電量的40%。從20 世紀 70 年代第一個核電站建成后, 韓 國核電一直穩(wěn)步發(fā)展, 預(yù)計到至2015 年韓國還將建 12 臺新的核電機組。日本能源經(jīng)濟研究院也稱2030 年日本核電在一次能源中的份額將從2004 年 的11%上升到20%。印度目前核電總裝

15、機容量為 1100 萬 kW, 并計劃到2020 年為 2900 萬 kW, 到 2030 年為 6 300萬 kW, 到 2040 年為 13 100 萬 kW, 到 2050 年達 27500 萬 kW我國核電發(fā)展現(xiàn)狀我國大陸核電發(fā)展至今已有四十余年，經(jīng)歷了核電起步、適度發(fā)展、積極發(fā)展和安全高效發(fā)展4 個階段。核電起步階段從 20 世紀 70 年代初， 我國大陸核電開始起步。1985 年第一座自主設(shè)計和建造的核電站秦山核電站破土動工， 1991 年 12 月 15 日成功并網(wǎng)發(fā)電。適度發(fā)展階段2000 年召開的黨的十五屆五中全會提出了 “適度發(fā)展核電”的方針。在此方針指導(dǎo)下，我國相繼建成了

16、浙江秦山二期核電站、廣東嶺澳一期核電站、浙江秦山三期核電站等，使我國核電設(shè)計、建造、運行和管理水平得到了很大提高，為我國核電加快發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。積極發(fā)展階段進入新世紀，中國核電邁入批量化、規(guī)?；目焖侔l(fā)展階段。截至2014 年年底，我國大陸在運行核電機組共22 臺，總裝機容量2010 萬千瓦，約占全國發(fā)電總量的2.2% ；在建機組26 臺，規(guī)模2800 萬千瓦，約占世界在建規(guī)模的40% 。中國已成為世界上在建核電機組規(guī)模最大的國家。安全高效發(fā)展階段黨的十七屆五中全會通過的中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃的建議，確定我國“在確保安全的基礎(chǔ)上高效發(fā)展核電”的方針。 2012

17、 年 3 月，我國政府工作報告重申了在能源結(jié)構(gòu)中安全高效發(fā)展核電的政策，我國核電也由此進入了安全高效、穩(wěn)步發(fā)展的新階段。為了滿足我國能源消費的持續(xù)增長需求，2013 年我國發(fā)布的能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃中明確提出要“安全高效發(fā)展核電”，加快建設(shè)現(xiàn)代核電產(chǎn)業(yè)體系，打造核電強國。2014 年 6 月 13 日，習(xí)近平總書記在主持召開中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議時強調(diào)，在采取國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)、確保安全的前提下，抓緊啟動?xùn)|部沿海地區(qū)新的核電項目建設(shè)。李克強總理在2014年政府工作報告中提到要推動能源生產(chǎn)和消費方式變革，開工一批水電、核電項目。根據(jù)核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011 2020 年 )提出的目標(biāo)，2

18、015年前我國在運核電裝機達到4 000 萬千瓦，在建1 800 萬千瓦。到2020 年我國在運核電裝機達到5800 萬千瓦，在建3000 萬千瓦。會成為國民的發(fā)展需要，我相信在不久的將來會有科學(xué)家改變核裂變所損失的能量。結(jié)論一個國家的用電需求在不斷的增加，我相信在不久的將來核能發(fā)電一定141516 張琳娜，劉武發(fā). 傳感檢測技術(shù)及應(yīng)用M . 中國計量出版社，1999 年 10 月 .沈德金， 陳粵初 . MCS-51 系列單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齅 . 北京航空航天大學(xué)出版社，1990 年 8 月 .胡漢才 . 單片機原理及接口技術(shù)M . 清華大學(xué)出版社，1996年 8 月 .李志全 . 智能儀表設(shè)計原理及應(yīng)用M . 國防工業(yè)出版社，1998年 6月 .何立民 . MCS-51 系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M . 北京航空航天大學(xué)出版社，1990 年 1月.李建民 . 單片機在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M . 江漢大學(xué)學(xué)報，1996年 6 月 .張毅剛 , 彭喜元 , 姜守達 , 喬立巖 . 新編 MCS-51 系列單片機應(yīng)用設(shè)計M . 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003 年 6 月 .潘其光 . 常用測溫儀表技術(shù)問答M . 國防工業(yè)出版社，1989年 3 月 .張琳娜