核电厂系统及设备-01

核电厂系统及设备［教师信息］•主讲教师：宋怡•Tel：[phone]•Email：[e-mail]［教学要求］教学方式：课堂讲授＋课堂讨论考核方式：闭卷考试最终成绩：考试成绩60%＋平时成绩40%平时成绩=出勤+回答问题1绪论1.1世界核能的发展概况1.2核电在我国的发展核能的优势5核电站的优点是：1.燃料消耗量量少2.对环境影响小3.功率大4.发电成本低。裂变过程可以产生巨大的能量92U235+0n1→F1+F2+(2~3)0n1+200MeV能量1.燃料消耗量量少“燃烧”1千克铀-235放出热量19，600，000，000千卡燃烧1千克标准煤放出热量7，000千卡燃烧1升重油放出热量9，900千卡燃烧1立方米天然气放出热量9，800千卡不难算出，1千克铀-235裂变放出的热量相当于燃烧约2，700吨标准煤。同一质量下，核能比化学能大几百万倍。1、国外四代核电技术现状7%16%21%56%第一季度第二季度压水堆第四季度压水堆沸水堆重水堆其他压水堆仍将是国际未来30-40年的主力堆型第一代核电站第二代核电站第三代核电站第四代核电站五、六十年代原型堆解决工程技术问题七十年代至今运行业绩良好，还在增效延寿多种堆型仍在批量建设（共23台）九十年代至今安全性经济性好市场前景乐观，已建首堆工程，尚未批量推广，在建8台九十年代后期起六种堆型安全经济资源利用废物量最小防止核扩散2035年左右商用化国际上核电发展趋势概述1.1世界核能的发展概况•第一代核电站是指各国在五十年代开发建设的实验性原型核电站，证明了：利用核能发电的技术是可行的。第一代核电站主要有：•1954年，前苏联电功率为5MW的奥布涅斯克实验性核电站•1956年，英国建成卡德豪尔石墨气冷堆原型核电站•1957年，美国建成希平港压水堆原型核电站•1960年，美国建成德累斯顿沸水堆原型核电站•1962年，加拿大建成重水堆原型核电站1.1世界核能的发展概况第一代核电站证明了技术上的可行性1）建于核电开发期，具有研究探索的试验原型堆性质；2）设计比较粗糙，结构松散，发电容量不大但体积较大；3）设计中没有系统、规范、科学的安全标准，存在许多安全隐患；4）发电成本较高。目前，第一代核电厂基本已退役。第一代核电厂的共同特点：1.1世界核能的发展概况第二代核电站证明了经济上的可行性•第二代核电站是指上世纪七十年代至现在正在运行的大部分商业核电站，这证明了发展核电在经济上是可行的。•20世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，各国先后建成了400多台压水堆、沸水堆或重水堆第二代核电站，其中压水堆占60%以上。•但是前苏联切尔诺贝利核电站严重事故和美国三哩岛核电站严重事故的发生，说明了第二代核电站在设计上对发生严重事故的可能性认识不足。这两起事故引起了公众对核电的安全性的疑虑，不少国家的核电发展因此停滞。1.1核电发展历史、现状和趋势•目前运行和在建的第二代核电厂中占优势的堆型是PWR、BWR和重水堆（PHWR），分别占目前总机组数的65%、23%和6%。•P2表1-1给出了截至2007年2月世界主要国家和地区的核电现状。（31个国家和地区共435座运行核电厂；在建机组30个，其中中国5个）1.1世界核能的发展概况P3表1-2给出了截至2007年2月世界上正在运行和建造的核电厂的各种堆型的比例。（压水堆占绝对优势：61%和63%）1.1世界核能的发展概况第三代核电站的优越性•第三代核电技术是指满足《美国用户要求文件(URD)》或《欧洲用户要求文件(EUR)》，具有更高安全性的新一代先进核电站技术。•它在设计上必须具有预防和缓解严重事故的设施，在经济上能与天然气机组相竞争，并且能在近期（2010年前）进行商用建造。•三代核电技术在能源转换系统方面大量采用了二代的成熟技术，但是在安全性方面大大提高。1.1世界核能的发展概况•URD对新建核电站的主要要求：更大的功率（100--150万千瓦）更高的安全性（向外放射性大量释放概率小于10-6/堆.年）更长的寿命（由40年延长至60年）更短的建设周期（48--52个月）更好的经济性（批量化之后大幅度降低造价）•我国将在浙江三门、山东海阳和广东台山首先建造第三代核电厂（AP1000和EPR）。1.1世界核能的发展概况第四代核电站着眼于核能更长远发展•第四代核电技术是指目前正进行概念设计和研究开发的，在反应堆和燃料循环方面有重大创新的核电站，其安全性和经济性更加优越、废物量极少、无需厂外应急、具有防核扩散能力。第四代核电技术最快也只能在2030年以后才能开始商业应用。1.1核电发展历史、现状和趋势16第四代核电站1.1核电发展历史、现状和趋势•技术要求：希望2030年技术能够成熟–竞争能力–安全和可靠性–减少放射性废物–核燃料的处理•新的核能应用市场–制氢–热能的直接利用–海水淡化1.1核电发展历史、现状和趋势第四代核电站的发展要求第四代入选堆型简介•Once-throughorMOXfuelcycle:–超临界水堆（Supercritical-water-cooledreactor-SCWR）–超高温气冷堆（Very-high-temp.gas-cooledreactor–VHTR）Fullactiniderecycle:–钠冷快堆（Sodium-cooledfast-spectrumreactor–SFR）–铅/鉍冷快堆（Lead/bismuth-cooledfast-spectrumreactor–LFR）–气冷快堆（Gas-cooledfast-spectrumreactor–GFR）–熔盐堆（Moltensaltreactor–MSR）1.1核电发展历史、现状和趋势世界核电发展的历程积极发展2004～实验示范阶段（1954-1965）高速推广阶段（1966-1980）滞慢发展阶段（1981-2003）1.1世界核能的发展概况20世界核电分布1.1世界核能的发展概况世界各地核电运行机组数量1.1世界核能的发展概况各国核电在运机组数量占比情况1.1世界核能的发展概况各国核发电比例统计图1.1世界核能的发展概况世界在建核电比例1.1世界核能的发展概况中国运行中核电站（截至2012年）核电站额定功率(兆瓦)机组数目堆型商业运行秦山一期3101压水堆1991.12.15秦山二期6504压水堆2002.02/2004.5秦山三期7282重水堆2002.12/2003.07大亚湾9842压水堆1993.08/1994.02岭澳9904压水堆2002.02/2003.01田湾1,0602压水堆2007.5/2007.08合计9,078151.2我国的核电发展情况我国运行核电站1.2我国的核电发展情况——在建核电站26个在建机组：三门核电站（2unit）海阳核电站(2unit)家山核电站（2unit）防城港核电站（2unit）红沿河核电站（4unit）宁德核电站（4unit）阳江核电站(3unit)福清核电站（3unit）台山核电站（2unit）海南昌江核电站（2unit）装机容量为3087万千万。中国已成为世界在建核电机组规模最大的国家。中国大陆核电站分布图（运行、在建）运行在建规划压水堆PWR重水堆HWR大亚湾岭澳岭东阳江浙江三门秦山一期秦山二期2秦山三期3江苏田湾辽宁大连山东海阳福建宁德福建福清海南核电我国核电发展现状(已运行项目)——秦山核电站我国核电发展现状(已运行项目)——大亚湾核电站我国核电发展现状(已运行项目)——田湾核电站我国核电发展现状(已运行项目)——岭澳核电站我国核电发展现状(已开工项目)辽宁红沿河核电站4台机组主体工程于2007年8月陆续开工福建宁德核电站4台机组主体工程于2008年2月陆续开工我国核电发展现状(已开工项目)福清核电站6X1000MW1、2号机组2008年12月开工图为2号机组第一罐混凝土方家山2X1000MW核电站1、2号机组2008年12月开工我国核电发展现状(已开工项目)台山核电站2010年4月15日开工我国核电发展现状(已开工项目)三门核电站2X1250MWAP1000(三代机型)2009年3月开工海阳核电站2X1250MWAP1000(三代机型)2009年9月开工中国核能政策由“适度发展”到“积极发展”，到“安全第一”核电厂环境4041424445