1簡介
漢語拼音:hédiànchǎng
核電廠使用的是鈾或者钚的裂變反應(yīng),這種裂變反應(yīng)的實(shí)際質(zhì)能轉(zhuǎn)換比例非常低,但是由于物質(zhì)轉(zhuǎn)化后的能量很大,也算是很高效的一種方式。
對于核廢料的回收來說,由于回收成本較大而且也比較危險(xiǎn),從經(jīng)濟(jì)角度來說并不劃算。
2核電利用
將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)備,通常稱為核電站也稱原子能發(fā)電站。核燃料裂變過程釋放出來的能量,經(jīng)過反應(yīng)堆內(nèi)循環(huán)的冷卻劑,把能量帶出并傳輸?shù)藉仩t產(chǎn)生蒸汽用以驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。核電站是一種高能量、少耗料的電站。以一座發(fā)電量為100萬千瓦的電站為例,如果燒煤,每天需耗煤7000~8000噸左右,一年要消耗200多萬噸。若改用核電站,每年只消耗1.5噸裂變鈾或钚,一次換料可以滿功率連續(xù)運(yùn)行一年。可以大大減少電站燃料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存問題。此外,核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)燃燒過程中,同時(shí)還能產(chǎn)生出新的核燃料。核電站基建投資高,但燃料費(fèi)用較低,發(fā)電成本也較低,并可減少污染。截至1986年底,世界上已有28個(gè)國家和地區(qū)建成了397座核電站。據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)預(yù)計(jì)到21世紀(jì)初將有58個(gè)國家和地區(qū)建造核電站,電站總數(shù)將達(dá)到1000座,裝機(jī)容量將達(dá)到8億千瓦,核發(fā)電量將占總發(fā)電量的35%。由此可見,在今后相當(dāng)長一段時(shí)期內(nèi),核電將成為電力工業(yè)的主要能源。
3核電原理
簡介
核電站是怎樣發(fā)電的呢?簡而言之,它是以核反應(yīng)堆來代替火電站的鍋爐,以核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生特殊形式的“燃燒”產(chǎn)生熱量,來加熱水使之變成蒸汽。蒸汽通過管路進(jìn)入汽輪機(jī),推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。一般說來,核電站的汽輪發(fā)電機(jī)及電器設(shè)備與普通火電站大同小異,其奧妙主要在于核反應(yīng)堆。
核電站除了關(guān)鍵設(shè)備——核反應(yīng)堆外,還有許多與之配合的重要設(shè)備。以壓水堆核電站為例,它們是主泵,穩(wěn)壓器,蒸汽發(fā)生器,安全殼,汽輪發(fā)電機(jī)和危急冷卻系統(tǒng)等。它們在核電站中有各自的特殊功能。
主泵
如果把反應(yīng)堆中的冷卻劑比做人體血液的話,那主泵則是心臟。它的功用是把冷卻劑送進(jìn)堆內(nèi),然后流過蒸汽發(fā)生器,以保證裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳遞出來。
穩(wěn)壓器
又稱壓力平衡器,是用來控制反應(yīng)堆系統(tǒng)壓力變化的設(shè)備。在正常運(yùn)行時(shí),起保持壓力的作用;在發(fā)生事故時(shí),提供超壓保護(hù)。穩(wěn)壓器里設(shè)有加熱器和噴淋系統(tǒng),當(dāng)反應(yīng)堆里壓力過高時(shí),噴灑冷水降壓;當(dāng)堆內(nèi)壓力太低時(shí),加熱器自動(dòng)通電加熱使水蒸發(fā)以增加壓力。
蒸汽發(fā)生器
它的作用是把通過反應(yīng)堆的冷卻劑的熱量傳給二次回路水,并使之變成蒸汽,再通入汽輪發(fā)電機(jī)的汽缸作功。
安全殼
用來控制和限制放射性物質(zhì)從反應(yīng)堆擴(kuò)散出去,以保護(hù)公眾免遭放射性物質(zhì)的傷害。萬一發(fā)生罕見的反應(yīng)堆一回路水外逸的失水事故時(shí),安全殼是防止裂變產(chǎn)物釋放到周圍的最后一道屏障。安全殼一般是內(nèi)襯鋼板的預(yù)應(yīng)力混凝土厚壁容器。
汽輪機(jī)
核電站用的汽輪發(fā)電機(jī)在構(gòu)造上與常規(guī)火電站用的大同小異,所不同的是由于蒸汽壓力和溫度都較低,所以同等功率機(jī)組的汽輪機(jī)體積比常規(guī)火電站的大。
冷卻系統(tǒng)
為了應(yīng)付核電站一回路主管道破裂的極端失水事故的發(fā)生,近代核電站都設(shè)有危急冷卻系統(tǒng)。它是由注射系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)組成。一旦接到極端失水事故的信號后,安全注射系統(tǒng)向反應(yīng)堆內(nèi)注射高壓含硼水,噴淋系統(tǒng)向安全殼噴水和化學(xué)藥劑。便可緩解事故后果,限制事故蔓延。
注:
核裂變是一個(gè)原子核分裂成幾個(gè)原子核的變化。只有一些質(zhì)量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發(fā)生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個(gè)中子以后會(huì)分裂成兩個(gè)或更多個(gè)質(zhì)量較小的原子核,同時(shí)放出二個(gè)到三個(gè)中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變……,使過程持續(xù)進(jìn)行下去,這種過程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時(shí),釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1克鈾-235完全發(fā)生核裂變后放出的能量相當(dāng)于燃燒2.5噸煤所產(chǎn)生的能量。
4已建電站
秦山核電站
浙江嘉興的秦山核電站位于杭州灣畔,一期工程是中國第一座依靠自己的力量設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營管理的30萬千瓦壓水堆核電站。1985年3月澆灌第一罐核島底板混凝土,1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電,1994年4月設(shè)入商業(yè)運(yùn)行,1995年7月通過國家驗(yàn)收。二期工程,是建設(shè)我國自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主管理、自主運(yùn)營的首座2×60萬千瓦商用壓水堆核電站,于1996年6月2日開工,經(jīng)過近6年的建設(shè),第一臺(tái)機(jī)組于2002年4月15日比計(jì)劃提前47天投入商業(yè)運(yùn)行。秦山三期(重水堆)核電站采用加拿大成熟的坎杜6重水堆核電技術(shù),建造兩臺(tái)70萬千瓦級核電機(jī)組。1號機(jī)組于2002年11月19日首次并網(wǎng)發(fā)電,并于2002年12月31日投入商業(yè)運(yùn)行。2號機(jī)組于2003年6月12日首次并網(wǎng)發(fā)電,并于2003年7月24日投入商業(yè)運(yùn)行。
大亞灣核電站
廣東深圳的大亞灣核電站1987年8月7日工程正式開工,1994年2月1日和5月6日兩臺(tái)單機(jī)容量為984MWe壓水堆反應(yīng)堆機(jī)組先后投入商業(yè)營運(yùn)。
田灣核電站
田灣核電站位于江蘇省連云港市連云區(qū)田灣,廠區(qū)按4臺(tái)百萬千瓦級核電機(jī)組規(guī)劃,并留有再建2至4臺(tái)的余地。一期建設(shè)2臺(tái)單機(jī)容量106萬千瓦的俄羅斯AES-91型壓水堆核電機(jī)組,設(shè)計(jì)壽命40年,年平均負(fù)荷因子不低于80%,年發(fā)電量為140億千瓦時(shí)。工程于1999年10月20日正式開工,單臺(tái)機(jī)組的建設(shè)工期為62個(gè)月,分別于2004年和2005年建成投產(chǎn)。
嶺澳核電站
嶺澳核電站一期工程于1997年5月開工建設(shè)。它位于廣東大亞灣西海岸大鵬半島東南側(cè)。嶺澳核電站是“九五”期間我國開工建設(shè)的基本建設(shè)項(xiàng)目中最大的能源項(xiàng)目之一。嶺澳核電站(一期)擁有兩臺(tái)百萬千瓦級壓水堆核電機(jī)組,2003年1月全面建成投入商業(yè)運(yùn)行,2004年7月16日通過國家竣工驗(yàn)收。正展開二期工程建設(shè)。
我國首個(gè)在海島上建設(shè)核電站2008年2月18日正式動(dòng)工被正式列入《國家核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005—2020年)》中的福建寧德核電站2月18日正式動(dòng)工。
項(xiàng)目位于福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮(zhèn)的備灣村,瀕臨東海,南距福州143公里,北距溫州113公里,是我國第一個(gè)在海島上建設(shè)的核電站。
據(jù)介紹,寧德核電站一期四臺(tái)百萬千瓦級機(jī)組工程總投資為512億元,是福建省有史以來最大的能源投資項(xiàng)目,由廣東核電投資有限公司、大唐國際發(fā)電股份有限公司、福建煤炭工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司共同投資建設(shè)。一期四臺(tái)機(jī)組定位為核電第二代加改進(jìn),綜合國產(chǎn)化率達(dá)到75%,具有國際同類型在役核電站的先進(jìn)水平。
2月開工建設(shè)一、二號機(jī)組,一號機(jī)組2012年投產(chǎn),二號機(jī)組2013年投產(chǎn);計(jì)劃三號機(jī)組2014年投產(chǎn),四號機(jī)組2015年投產(chǎn)。
5在建核電
1、2004年,經(jīng)10多年籌備的廣東的陽江核電站項(xiàng)目也有望在年底通過國家核準(zhǔn),這個(gè)規(guī)劃投資達(dá)80億美元、規(guī)劃建設(shè)6臺(tái)百萬千瓦級機(jī)組的全國最大核電項(xiàng)目一期工程將于2006年正式動(dòng)工。
2、2004年7月,位于浙江南部的三門核電站一期工程建設(shè)獲得國務(wù)院批準(zhǔn)。這是繼中國第一座自行設(shè)計(jì)、建造的核電站——秦山核電站之后,獲準(zhǔn)在浙江省境內(nèi)建設(shè)的第二座核電站。三門核電站總占地面積740萬立方米,可分別安裝6臺(tái)100萬千瓦核電機(jī)組。全面建成后,裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到1200萬千瓦以上,超過三峽電站總裝機(jī)容量。一期工程總投資250億元,將首先建設(shè)兩臺(tái)目前國內(nèi)最先進(jìn)的100萬千瓦級壓水堆技術(shù)機(jī)組。三門核電站最快將在2010年前后發(fā)揮作用。
3、2004年11月5日,遼寧核電瓦房店市東崗鎮(zhèn)溫坨子的一片工地上禮炮轟鳴。隨著專用道路工程的竣工,遼寧省第一座核電廠——遼寧紅沿河核電廠的前期工程完成了“第一戰(zhàn)役”。其中,一期工程計(jì)劃投資260億元,規(guī)劃建設(shè)2臺(tái)百萬千瓦級核電機(jī)組。一期工程竣工投產(chǎn)后,年發(fā)電量可滿足兩個(gè)中等城市一年的用電需求。工程建設(shè)工期為6年。
4、江西省計(jì)劃投資人民幣400億元建造一座發(fā)電能力約為400萬千瓦的核電廠。根據(jù)規(guī)劃,核電廠將建于九江市東部、長江南岸的彭澤縣境內(nèi),該項(xiàng)目將于2008年開工。
5、四川重慶爭建核電站(2003-9-18)
重慶市將在涪陵建設(shè)一座總裝機(jī)容量為180萬千瓦的核電站。而重慶市和四川省均已向國家有關(guān)部門提交了核電站的立項(xiàng)報(bào)告,雙方都想讓內(nèi)陸首座核電站落戶本地區(qū)。不過,結(jié)果尚未揭曉。
重慶市規(guī)劃中的核電站將選址涪陵區(qū)白濤鎮(zhèn)重慶建峰化工總廠(原816廠),初步規(guī)劃總投資200億元,年發(fā)電量達(dá)85億千瓦小時(shí)。如果審批手續(xù)順利,將于2007年動(dòng)工建設(shè),2013年首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電,項(xiàng)目業(yè)主為中國電力投資集團(tuán)。
來自四川方面的消息也稱,建設(shè)核電站的優(yōu)勢包括:四川有豐富的鈾礦資源;宜賓核燃料廠是我國惟一的核電站燃料組件生產(chǎn)基地;中國核動(dòng)力研究院、西南電力設(shè)計(jì)院等科研單位都位于四川;
6,湖南省核電發(fā)展規(guī)劃中的核電項(xiàng)目有望完成"破冰"之旅,省政府已經(jīng)委托湖南五凌水電開發(fā)有限責(zé)任公司就核電項(xiàng)目開展前期的研究規(guī)劃選址等工作,岳陽的華容縣和常德的桃源縣有望成為規(guī)劃中的核電站廠址。桃江核電站擬建的核電項(xiàng)目規(guī)劃裝機(jī)600萬千瓦,一期裝機(jī)200萬千瓦,已完成水文等8個(gè)外圍專題的合同談判。預(yù)計(jì)明年可完成初步可行性研究工作,上報(bào)項(xiàng)目建議書。
7、2005年在中國最大的電力公司華能牽頭組建下,一個(gè)合資能源企業(yè)集團(tuán)已在山東的威海選定一座195兆瓦氣冷式核電站的建造地點(diǎn),這將是全球首個(gè)投入商業(yè)運(yùn)營的“球床”核反應(yīng)堆。煙臺(tái)海陽核電廠位于膠東半島上的海陽市東南部,總投資600億元人民幣,分三期實(shí)施,一期將建設(shè)2臺(tái)100萬千瓦級核電機(jī)組。該項(xiàng)目可行性研究報(bào)告顯示,海陽核電站廠的規(guī)劃容量為600萬千瓦級核電機(jī)組,并留有擴(kuò)建條件,擬于2010年開始發(fā)電。據(jù)相關(guān)資料顯示,海陽核電站建成之后將成為迄今為止我國最大的核能發(fā)電項(xiàng)目。乳山核電站
8、浙西核電站,正在選址浙西的龍游、蘭溪、建德等地。龍游可能比較大,浙西核電站是由中國核工業(yè)集團(tuán)公司和浙江省能源集團(tuán)有限公司投資建設(shè)的項(xiàng)目,規(guī)劃建設(shè)4臺(tái)100萬千瓦級核電機(jī)組規(guī)模,一期工程擬建設(shè)2臺(tái)100萬千瓦級核電機(jī)組,全部建成后將成為浙江省繼秦山、三門后第三大核電站。浙西核電站項(xiàng)目初步可行性研究報(bào)告審查會(huì)在杭州召開。來自國家核安全局、中國民用航空華東地區(qū)管理局、水利部太湖流域管理局、國家環(huán)保總局核與輻射安全中心、國家電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、中國核工業(yè)集團(tuán)公司、浙江省政府相關(guān)部門、華東電網(wǎng)有限公司、上海核工程研究設(shè)計(jì)院及相關(guān)單位的代表共120余人參加了審查,與會(huì)專家對初步可行性研究報(bào)告評審后,推薦龍游團(tuán)石為該核電項(xiàng)目的優(yōu)選廠址,建德市洋尾為備選廠址。
9、福建寧德核電站位于福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮(zhèn)的備灣村,距福鼎市區(qū)南約32km,東臨東海,北臨晴川灣。規(guī)劃建設(shè)六臺(tái)百萬千瓦級壓水堆核電機(jī)組,一次規(guī)劃,分期建設(shè),一期工程擬采用中廣核集團(tuán)具有自主品牌的CPR1000技術(shù),建設(shè)兩臺(tái)百萬千瓦級壓水堆核電機(jī)組。2006年9月1日,國家發(fā)展改革委同意寧德核電站一期工程開展前期工作。主體工程計(jì)劃于2008年開工,兩臺(tái)機(jī)組預(yù)計(jì)于2013年左右建成投入商業(yè)運(yùn)行。
寧德核電站的建設(shè)將進(jìn)一步優(yōu)化福建省能源結(jié)構(gòu),緩解福建省電力緊張局面,促進(jìn)福建省經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,為建設(shè)對外開放、協(xié)調(diào)發(fā)展、全面繁榮的海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)揮積極作用。
6核電優(yōu)點(diǎn)
1、核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中,因此核能發(fā)電不會(huì)造成空氣污染。
2.、核能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。
3.、核能發(fā)電所使用的鈾燃料,除了發(fā)電外,沒有其他的用途。
4、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(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送。
5、核能發(fā)電的成本中,燃料費(fèi)用所占的比例較低,核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響,故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。
7核電缺點(diǎn)
1、核能電廠會(huì)產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理,且需面對相當(dāng)大的政治困擾。
2、核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏,故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重。
3、核能電廠投資成本太大,電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高。
4、核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。
5、興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。
6、核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會(huì)對生態(tài)及民眾造成傷害。
8內(nèi)陸核電
湖北大畈、湖南桃花江、江西彭澤作為中國首批內(nèi)陸核電廠址,項(xiàng)目有望得到開展前期工作的批準(zhǔn)文件,2011年可望澆注第一罐混凝土。
國家能源局負(fù)責(zé)人表示,中國內(nèi)陸核電將采用以AP1000為主的三代核電技術(shù),與此同時(shí),全國所有新審批核電項(xiàng)目將實(shí)施向三代核電技術(shù)的過渡。
“內(nèi)陸廠址采用AP1000三代技術(shù)的決策,不僅是對國家統(tǒng)一技術(shù)路線的果斷落實(shí),更是鑒于內(nèi)陸核電站對安全、環(huán)保工作更為嚴(yán)格的要求。2013年之后,中國的內(nèi)陸核電將進(jìn)入批量化生產(chǎn)和建設(shè)階段。”國家能源局副局長孫勤說。
這意味著,今后,中國新建核電站中采用二代技術(shù)的將越來越少,并將基本局限于沿海地區(qū)。
和這一政策信號相呼應(yīng),中國內(nèi)陸AP1000技術(shù)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作正加速推進(jìn)。來自國家核電技術(shù)公司的最新情況表明:中國內(nèi)陸AP1000核電站已完成總體設(shè)計(jì)工作;超大型冷卻塔設(shè)計(jì)工作于通過中國電力工程院審查。
根據(jù)此前確定的國家核電發(fā)展戰(zhàn)略,中國將在數(shù)年內(nèi)全面完成世界最先進(jìn)核電技術(shù)AP1000的消化、吸收和自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAP1400核電技術(shù),2017年可望建成示范機(jī)組。
另據(jù)國家核電技術(shù)公司董事長王炳華透露:“中國在建和規(guī)劃的核電規(guī)模在世界上都是最大的。如果按照中長期能源需求和結(jié)構(gòu)來預(yù)測,到2030年全國核電裝機(jī)將是億千瓦級的,需要建成上百個(gè)百萬級的核電機(jī)組。”
據(jù)透露,國家能源局正抓緊組織起草《核電管理?xiàng)l例》,《條例》在核電站的設(shè)計(jì)建造、廠址保護(hù)、科技研發(fā)、裝備制造、業(yè)主資質(zhì),尤其是質(zhì)量、核安全等方面,均作出了明確而詳盡的規(guī)定。初稿已基本完成。中國核電標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)工作也已開始推進(jìn)。
湖南桃花江核電有限公司成立于2008年5月21日,由中國核工業(yè)集團(tuán)公司、華潤電力工程服務(wù)有限公司、中國長江三峽工程開發(fā)總公司、湖南湘投控股集團(tuán)有限公司共同出資組建,中國核工業(yè)集團(tuán)公司控股。公司實(shí)行董事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的總經(jīng)理負(fù)責(zé)制,全面負(fù)責(zé)我國內(nèi)陸首批核電項(xiàng)目——湖南桃花江核電項(xiàng)目的建設(shè)、運(yùn)營和管理。
桃花江核電項(xiàng)目廠址位于湖南省益陽市桃江縣沾溪鄉(xiāng)荷葉山,資水右岸。這里地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,地震烈度低,居民稀少,是一個(gè)十分優(yōu)越的內(nèi)陸核電廠址。
桃花江核電項(xiàng)目于2006年5月開始啟動(dòng),在各有關(guān)方面共同關(guān)心、全力推動(dòng)下,經(jīng)過一年多時(shí)間不懈努力,于2008年2月1日正式獲得國家發(fā)展和改革委員會(huì)“同意開展前期工作”的批復(fù),標(biāo)志著項(xiàng)目前期工作取得了重要階段性成果。
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