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熱心網(wǎng)友：　　 -- 核電基本知識 　　1.什么是核能 　　世界上一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的，原子又是由原子核和 它周圍的電子構(gòu)成的。輕原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量，分別稱為核聚變能和核裂變能，簡稱核能。 　　本書內(nèi)提到的核能是指核裂變能。 前面提到核電廠的燃料是鈾。鈾是一種重金屬元素，天然 鈾由三種同位素組成： 　　鈾－235 含量0.71% 　　鈾－238 含量99.28% 　　鈾－234 含量0.0058% 　　鈾－235是自然界存在的易于發(fā)生裂變的唯一核素。 　　當(dāng)一個中子轟擊鈾－235原子核時，這個原子核能分裂成兩個較輕的原子核，同時產(chǎn)生2到3個中子和射線，并放出能量。如果新產(chǎn)生的中子又打中另一個鈾－235原子核，能引起新的裂變。在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，能量會源源不斷地釋放出來。 　　鈾－235裂變放出多少能量呢？請記住一個數(shù)字， 　　即 1千克鈾－235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒放出的能量。 　　2.核反應(yīng)堆原理 　　反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)計，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進行。 反應(yīng)堆種類很多，核電站中使用最多的是壓水堆。 　　壓水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指頭大的燒結(jié)二 氧化鈾芯塊，裝到鋯合金管中，將三百多根裝有芯塊的鋯 合金管組裝在一起，成為燃料組件。大多數(shù)組件中都有一束控制棒，控制著鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的強度和反應(yīng)的開始與終止。 　　壓水堆以水作為冷卻劑在主泵的推動下流過燃料組件，吸 收了核裂變產(chǎn)生的熱能以后流出反應(yīng)堆，進入蒸汽發(fā)生器， 在那里把熱量傳給二次側(cè)的水，使它們變成蒸汽送去發(fā)電， 而主冷卻劑本身的溫度就降低了。從蒸汽發(fā)生器出來的主 冷卻劑再由主泵送回反應(yīng)堆去加熱。冷卻劑的這一循環(huán)通 道稱為一回路，一回路高壓由穩(wěn)壓器來維持和調(diào)節(jié)。 　　3.什么是核電站 　　火力發(fā)電站利用煤和石油發(fā)電，水力發(fā)電站利用水力發(fā)電， 而核電站是利用原子核內(nèi)部蘊藏的能量產(chǎn)生電能的新型發(fā) 電站核電站大體可分為兩部分：一部分是利用核能生產(chǎn)蒸 汽的核島、包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)；另一部分是利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島，包括汽輪發(fā)電機系統(tǒng)。 　　核電站用的燃料是鈾。鈾是一種很重的金屬。用鈾制成的 核燃料在一種叫“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量 熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器 內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動氣輪機帶著發(fā)電機一起旋轉(zhuǎn)，電就 源源不斷地產(chǎn)生出來，并通過電網(wǎng)送到四面八方。這就是 最普通的壓水反應(yīng)堆核電站的工作原理。 　　在發(fā)達(dá)國家，核電已有幾十年的發(fā)展歷史，核電已成為一 種成熟的能源。我國的核工業(yè)已也已有40多年發(fā)展歷史， 建立了從地質(zhì)勘察、采礦到元件加工、后處理等相當(dāng)完整 的核燃料循環(huán)體系，已建成多種類型的核反應(yīng)堆并有多年 的安全管理和運行經(jīng)驗，擁有一支專業(yè)齊全、技術(shù)過硬的 隊伍。核電站的建設(shè)和運行是一項復(fù)雜的技術(shù)。我國目前 已經(jīng)能夠設(shè)計、建造和運行自己的核電站。秦山核電站就 是由我國自己研究設(shè)計建造的。 　　4.什么是核電廠 　　電是電廠生產(chǎn)出來的。我們知道有燒煤或石油的火力發(fā)電 廠，有靠水力發(fā)電的水電站，還有一些靠風(fēng)力、太陽能、 地?zé)?、潮汐能、波浪能、沼氣生產(chǎn)電力的小型或?qū)嶒炐园l(fā) 電裝置。核電廠就是一種靠原子核內(nèi)蘊藏的能量，大規(guī)模 生產(chǎn)電力的新型發(fā)電廠。 　　核電廠用的燃料是鈾。鈾是一種很重的金屬。用鈾制成的 核燃料在一種叫做“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大 量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生 器內(nèi)產(chǎn)生出來，并通過電網(wǎng)送到四面八方。這就是最普通 的壓水反應(yīng)堆核電廠的工作原理。 　　5.什么是放射性 　　約在100年前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)能放出三種射線：α（ 阿爾法）射線、β（貝塔）射線，γ（伽瑪）射線。 　　以后的研究證明：α射線是α粒子（氦原子核）流，β射線 是β粒子（電子）流，統(tǒng)稱粒子輻射。類似的還有中了射線、 宇宙射線等。γ射線是波長很短的電磁波，稱為電磁輻射。 類似的還有X射線等。 　　這些射線的共同特點是：1、有一定穿透物質(zhì)的能力；2、人 的五官不能感知，但能使照相底片感光；3、照射到某些特 殊物質(zhì)上能發(fā)出可見的熒光；4、通過物質(zhì)時有產(chǎn)生電離 作用。 　　射線主要通過電離作用對生物體產(chǎn)生一定的影響。 　　射線并不可怕，我們吃的食物、住的房屋，甚至我們的身體 內(nèi)都有能放出射線的物質(zhì)。我們戴夜光表、作X光檢查、乘 飛機、吸煙都會接受一定的輻射劑量。但是，過高的輻射劑 量會引起有害健康的效應(yīng)。 　　兩個關(guān)于放射性的計量單位 　　6.什么是反應(yīng)堆 　　核反應(yīng)堆是一個能維持和控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而實現(xiàn)核 能熱能轉(zhuǎn)換的裝置。 　　核電廠用的壓水反應(yīng)堆有一個厚厚的鋼質(zhì)賀筒形外殼，腰部 有幾個進水品和出水口，稱為壓力容器，900兆瓦的壓水堆， 其壓力容器高12米，直徑3.9米，壁厚約0.2米。 　　壓力容器內(nèi)是堆芯，堆芯由燃料組件和控制棒組件等組成。 水在它們的間隙中流過。水在此起兩個作用，一是降低中子 的速度使之易于被鈾－235核吸收，二是帶出熱量。900兆瓦 的壓水堆 一般裝有157個燃料組件，約含80噸二氧化鈾。 　　壓力容器頂裝有控制棒驅(qū)動機構(gòu)，通過改變控制棒的位置來 實現(xiàn)開堆、停堆（包括緊急停堆）和調(diào)節(jié)功率的大小。 　　7.什么叫做核事故 　　一般來說，在核設(shè)施（例如核電廠）內(nèi)發(fā)生了意外情況，造 成放射性物質(zhì)外泄，致使工作人員和公眾受超過或相當(dāng)于規(guī) 定限值的照射，則稱為核事故。顯然，核事故的嚴(yán)重程度可 以有一個很大的范圍，為了有一個統(tǒng)一的認(rèn)識標(biāo)準(zhǔn)，國際上 把核設(shè)施內(nèi)發(fā)生的有安全意義的事件分為七個等級。 　　由表可以看出，只有4－7級才稱為“事故”。5級以上的事 故需要實施場外應(yīng)急計劃，這種事故世界上共發(fā)生過三次， 即蘇聯(lián)切爾諾貝利事故、英國溫茨凱爾事故和美國三里島事 故。 　　8.核電部分廠房描述:中國的大部分廠房都是這樣的，二代技術(shù)，最近又有關(guān)于三代技術(shù)的廠房，有興趣的可以去別處查找下，本人水平有限?！　?）、 反應(yīng)堆廠房：包括內(nèi)外安全殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及堆芯熔融物捕捉器。反應(yīng)堆廠房是雙層圓筒形結(jié)構(gòu)，該建筑包容并支撐與一回路相關(guān)的主要設(shè)施（包括壓力容器和主冷卻回路，包括主泵，蒸發(fā)器和穩(wěn)壓器）。反應(yīng)堆換料腔和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。輔助設(shè)備。廠房的主要功能是防止外部事件對內(nèi)部反應(yīng)的影響，確保不發(fā)生泄漏。包括一回路發(fā)生事故失水，使廠房內(nèi)壓力和溫度升高?！　?.1）、 安全殼：安全殼是雙層墻體結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)墻體由預(yù)應(yīng)力混凝土筒體和混凝土穹頂構(gòu)成，內(nèi)面襯以鋼襯里，保證密封。外安全殼抵抗外部沖擊。1.8米寬的環(huán)形區(qū)域?qū)?nèi)外安全殼隔離，該區(qū)域處于負(fù)壓狀態(tài)，收集發(fā)生泄漏事故后泄漏物的收集，保證泄漏物在排入大氣前被過濾，雙層安全殼是考慮在嚴(yán)重事故對環(huán)境的有效保護?！　?.2）、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：主要功能是提供反應(yīng)堆壓力容器的支撐和附屬設(shè)備的支撐；人員及設(shè)備的生物防護；防止管道的甩擊和飛射物對安全殼、各回路以及安全系統(tǒng)的影響?！　?.3）、 結(jié)構(gòu)描述：內(nèi)部結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)包括一次屏蔽墻，二次屏蔽墻，反應(yīng)堆換料腔；樓板和墻體。　　1.4）、 堆芯熔融物捕捉器：位于堆芯CVCS和VDS系統(tǒng)下部分為三部分，由堆坑下部、堆芯熔融物擴展通道和擴張區(qū)域組成。表面覆蓋細(xì)石混凝土。底部有循環(huán)水系統(tǒng)，用以事故狀態(tài)下對熔融物降溫，水來自換料儲水箱?！　?）、 安全廠房：安全廠房1&4分為9層，分別布置在安全殼兩側(cè)；廠房2&3分為8層，布置在一起，采用雙層墻體。外墻與廠房各樓層分開，通向廠房的門應(yīng)有門禁系統(tǒng)?！　?）、 燃料廠房：位于反應(yīng)堆廠房和安全廠房2、3相對的位置，與反應(yīng)堆廠房和安全廠房位于一個筏基礎(chǔ)之上。9層（0.00-19.5m區(qū)域）。西側(cè)為乏燃料水池及相關(guān)設(shè)施。東側(cè)為事故廢氣過濾機組。采用雙層墻，門應(yīng)有門禁系統(tǒng)?！　?）、 核輔助廠房：核輔助廠房內(nèi)設(shè)置與電廠運行必需的與安全無關(guān)的輔助系統(tǒng)，同時設(shè)置有部分維修區(qū)域。是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)與廠房的筏基礎(chǔ)是分離的，放射性設(shè)備周圍設(shè)置屏蔽結(jié)構(gòu)以及有系統(tǒng)的隔離。提供充分的生物隔離。 　　5）、 進出廠房：基礎(chǔ)廠房內(nèi)設(shè)有為保障人員安全進出核島所必需的設(shè)備和設(shè)施。進出廠房的基礎(chǔ)和核島的基礎(chǔ)臨近，設(shè)置沉降縫，允許相對的位移。 　　6）、 放射性廢棄物廠房：分為放射性廢棄物廠房(HQB)和放射性廢棄物儲存廠房（HQS），其可收集、儲存、處理液體和固體放射性廢棄物。為兩個機組公用，它同1號機組的核輔助廠房建筑直接連接，用來儲存、運輸樹脂類廢棄物以及收集、臨時儲存、運送廢液。在放射性廢棄物廠房和2號機輔助廠房附屬建筑（2HQS）之間連接一條熱管，用來輸送2號機的廢液。 7）、 應(yīng)急柴油機房：（HD）是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其鋼筋混凝土筏基及地下部分及外墻使用瀝青絕緣材料來防水的。用來放置柴油燃料儲存罐、柴油燃料槽房間的樓板、墻體及天花板表面是摻合了憎油材料的水泥砂漿抹面的。 　　8）、 安全廠用水泵房：為混凝土結(jié)構(gòu)，其鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、配合比及工藝應(yīng)具備足夠的耐久性以保證結(jié)構(gòu)主體能防止地下水和海水的侵蝕，所有與水接觸的混凝土表面應(yīng)使用精細(xì)模板，其他地方可以使用粗制模板。　　更多相關(guān)內(nèi)容，請訪問中國核電論壇 http://www.chinanuclear.cn [編輯本段]核電行業(yè)市場可觀　　核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產(chǎn)生大量的電能，每千瓦時電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運輸量。例如，一座100萬千瓦的火電站每年耗煤三四百萬噸，而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個優(yōu)勢是干凈、無污染，幾乎是零排放，對于發(fā)展迅速環(huán)境壓力較大的中國來說，再合適不過?！　?007年，中國核電總發(fā)電量628.62億千瓦時，上網(wǎng)電量為592.63億千瓦時，同比分別增長14.61%和14.39%。田灣核電站2臺106萬千瓦的機組分別于2007年5月和8月投入商運，中國核電運行機組達(dá)到11臺，運行總裝機容量達(dá)907.8萬千瓦?！　〗刂?007年底，中國電力裝機容量達(dá)到7.13億千瓦，全國電力供需繼續(xù)保持總體平衡態(tài)勢。同時，隨著田灣核電站兩臺百萬千瓦核電機組投產(chǎn)，目前全國核電裝機容量已達(dá)885萬千瓦?！　?007年全國水電、火電裝機容量均保持超過10％的增長，分別達(dá)到1.45億千瓦和5.54億千瓦。而風(fēng)電并網(wǎng)生產(chǎn)的裝機總?cè)萘縿t實現(xiàn)翻番，達(dá)到403萬千瓦?！　≈袊鴮τ诤穗姷陌l(fā)展已經(jīng)開始放寬政策，長期以來，中國官方一直強調(diào)要“有限”發(fā)展核電產(chǎn)業(yè)。而在2003年以來，中國出現(xiàn)了全面性能源緊張。在這種情況下，國內(nèi)關(guān)于大力發(fā)展核電產(chǎn)業(yè)的呼聲日益強烈。高層關(guān)于發(fā)展核電的這一最新表態(tài)無疑是值得肯定的，因為它確立了核電產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地步，不但對解決中國長期性的能源緊張有積極意義，而且也是和平時期保持中國戰(zhàn)略威懾能力的理想途徑，可謂“一箭雙雕”。　　中國目前建成和在建的核電站總裝機容量為870萬千瓦，預(yù)計到2010年中國核電裝機容量約為2000萬千瓦，2020年約為4000萬千瓦。到2050年，根據(jù)不同部門的估算，中國核電裝機容量可以分為高中低三種方案：高方案為3.6億千瓦（約占中國電力總裝機容量的30%），中方案為2.4億千瓦（約占中國電力總裝機容量的20%），低方案為1.2億千瓦（約占中國電力總裝機容量的10%）?！　≈袊鴩野l(fā)展改革委員會正在制定中國核電發(fā)展民用工業(yè)規(guī)劃，準(zhǔn)備到2020年中國電力總裝機容量預(yù)計為9億千瓦時，核電的比重將占電力總?cè)萘康?%，即是中國核電在2020年時將為3600-4000萬千瓦。也就是說，到2020年中國將建成40座相當(dāng)于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站?！　暮穗姲l(fā)展總趨勢來看，中國核電發(fā)展的技術(shù)路線和戰(zhàn)略路線早已明確并正在執(zhí)行，當(dāng)前發(fā)展壓水堆，中期發(fā)展快中子堆，遠(yuǎn)期發(fā)展聚變堆。具體地說就是，近期發(fā)展熱中子反應(yīng)堆核電站；為了充分利用鈾資源，采用鈾钚循環(huán)的技術(shù)路線，中期發(fā)展快中子增殖反應(yīng)堆核電站；遠(yuǎn)期發(fā)展聚變堆核電站，從而基本上“永遠(yuǎn)”解決能源需求的矛盾?！　〖夹g(shù)及市場現(xiàn)狀　　國際核電企業(yè)以日系為中心，形成三足鼎立的局面：日本富士財團的日立―美國通用、日本三井財團的東芝―美國西屋、日本三菱財團的三菱重工―法國阿?，m。日本在核電技術(shù)和市場的壟斷雛形已經(jīng)出現(xiàn)，中國加快發(fā)展核能應(yīng)用的能源戰(zhàn)略調(diào)整必然受制于日本?！　?核電技術(shù)發(fā)展　　自1951年12月美國實驗增殖堆1號（EBR-1）首次利用核能發(fā)電以來，世界核電至今已有50多年的發(fā)展歷史。截止到2005年年底，全世界核電運行機組共有440多臺，其發(fā)電量約占世界發(fā)電總量的16%?！　?核電技術(shù)方案　　　　縱觀核電發(fā)展歷史，核電站技術(shù)方案大致可以分四代，即：　　 第一代核電站：核電站的開發(fā)與建設(shè)開始于上世紀(jì)50年代。1954年，前蘇聯(lián)建成電功率為5兆瓦的實驗性核電站：1957年，美國建成電功率為9萬千瓦的shipping port 原型核電站，這些成就證明了利用核能發(fā)電的技術(shù)可行性。國際上把上述實驗性和原型核電機組稱為第一代核電機組?！　?第二代核電站：上世界60年代后期，在實驗性和原型核電機組基礎(chǔ)上，陸續(xù)建成電功率在30萬千瓦的壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核電機組，它們在進一步證明核能發(fā)電技術(shù)可行性的同時，使核電的經(jīng)濟性也得以證明。上世紀(jì)70年代，因石油漲價引發(fā)的能源危機促進了核電的大發(fā)展。目前世界上商業(yè)運行的四百多座核電機組絕大部分是在這段時期建成的，習(xí)慣上稱之為第二代核電機組?！　?第三代核電站：上世紀(jì)90年代，為了解決三里島和切爾諾貝利核電站的嚴(yán)重事故的負(fù)面影響，世界核電業(yè)界集中力量對嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解進行了研究和攻關(guān)，美國和歐洲先后出臺了“先進輕水堆用戶要求”文件，即URD文件（utility requirements document）和“歐洲用戶對輕水堆核電站的要求”，即（EUR）文（European utility requirements document），進一步明確了預(yù)防與緩解嚴(yán)重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。國際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機組稱為第三代核電機組。對第三代核電機組要求能在2010年前進行商用建造?！　?第四代核電站：2000年1月，在美國能源部的倡議下，美國、英國、瑞士、南非、日本、法國、加拿大、巴西、韓國和阿根廷等十個有意發(fā)展核能的國家，聯(lián)合組成了“第四代國際核能論壇”（GIF），于2001年7月簽署了合約，約定共同合作研究開發(fā)第四代核能技術(shù)。根據(jù)設(shè)想，第四代核能方案的安全性和經(jīng)濟性將更加優(yōu)越，廢物量極少，無需廠外應(yīng)急，并具備固有的防止核擴散的能力。　　第一代核電站為原型堆，其目的在于驗證核電設(shè)計技術(shù)和商業(yè)開發(fā)前景；第二代核電站為技術(shù)成熟的商業(yè)堆，目前在運的核電站絕大部分屬于第二代核電站；第三代核電站為符合URD或EUR要求的核電站，其安全性和經(jīng)濟性均較第二代有所提高，屬于未來發(fā)展的主要方向之一；第四代核電站強化了防止核擴散等方面的要求，目前處在原型堆技術(shù)研發(fā)階段。