國內(nèi)外核電發(fā)展現(xiàn)狀和前景-wenkub
2023-02-15 00:52:31 本頁面
【正文】 一、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、程度化，由此帶來的好處是安全審批程序較簡單，審批時間短，建造周期較短，核電成本較低 。在核燃料循環(huán)方面，美國過去一直是采用開式循環(huán)，燃料暫存不經(jīng)過處理直接送到最終處置庫。 ? 三里島事故后，美國核安全標(biāo)準(zhǔn)變得過于苛刻，審批手續(xù)復(fù)雜，時間拖得很長，造成建設(shè)周期延長，成本增加得讓電力公司難以承受。三十多年來，美國沒有新建一臺核電機(jī)組。 ? 美國核電發(fā)展的特點(diǎn)：開發(fā)階段起步早，堆型多，建設(shè)階段大起大落。 ? 目前，世界核電主要分布在北美（美國、加拿大）、歐洲（法國、英國、俄羅斯、德國）和東亞（日本、韓國），這 8個國家的核電機(jī)組數(shù)量占全世界總和的 74%，其裝機(jī)容量則占 %。商用規(guī)模的核電站用的 反應(yīng)堆主要有壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨氣 冷堆和快堆等。 按能譜分 有由熱能中子和快速中子引起裂變的熱堆和快堆； 按冷卻劑分 有輕水堆，即普通水堆（又分為壓水堆和沸水堆）、重水堆、氣 冷堆和鈉冷堆。原子核一般由質(zhì)子和中子組成 。另一部分是利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島 CI ,包括汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng) ,這一部分與普通火電廠大同小異 。第三部分是為核島 ,常規(guī)島服務(wù)的配套系統(tǒng) BOP. 核電站使用的燃料稱為核燃料 ,核燃料含有易裂變物質(zhì)鈾 235,一座 100萬千瓦的核電站每年只需要補(bǔ)充 25頓左右的核燃料 ,而同樣規(guī)模的燒煤電廠每年需要燒煤 300萬頓 . 目前國際上技術(shù)最成熟的核島設(shè)計(jì)多采用壓水式反應(yīng)堆 . 當(dāng)前我國已建成正在運(yùn)行的 11座發(fā)電堆中 ,9座是加壓輕水堆 ,2座是加壓重水堆 他們?nèi)ㄔ谘睾５貐^(qū) . 壓水堆核電站使用核燃料在 反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生裂變 ,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(jī)帶著發(fā)電機(jī)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。同一種元素的原子具有相同的化學(xué)性質(zhì) ,他們的原子核中質(zhì)子數(shù)相同 ,但中子數(shù)可能不同 . 2) 鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng) :裂變反應(yīng)是由中子引起的 ,反應(yīng)的結(jié)果又產(chǎn)生 新的中子 ,如果能利用新的中子引起新的核裂變 ,裂變反應(yīng)就能連續(xù)不斷的進(jìn)行下去 ,這就是鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng) . 50多年前 ,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鈾 235原子核在吸收一個中子后能分裂 ,放出 2～3個中子 ,同時放出大量能量 (核裂變能 ). 3) 鈾是自然界中原子序數(shù)最大的元素 ,地殼中含量約為 4百萬分之一 .天然鈾由 3種同位素構(gòu)成 ,其中鈾 235站 %,鈾 235原子核裂變放出的能量是同量煤燃燒放出能量的 270萬倍 . (1)核裂變:一些重元素(如鈾23钚239)的原子核在一個中子轟擊下,分裂成兩個或兩個以上質(zhì)量相近的新原子核(也稱裂變碎片),并放出2~3個中子、γ和β射線以及200MeV能量的現(xiàn)象,稱為重核裂變反應(yīng)(見圖1) 4 )核反應(yīng)堆 核反應(yīng)堆通常指裂變反應(yīng)堆，即用于產(chǎn)生自身維持和控制鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)的裝量，因最初這種裝量由石墨磚及含核燃料的石墨塊堆砌成而得名。 按用途分 有：（ 1）研究試驗(yàn)堆：是用來研究中子特性，利用中子對 物理學(xué)、生物學(xué)、輻照防護(hù)學(xué)以及材料學(xué)等方面 進(jìn)行研究； （ 2）生產(chǎn)堆，主要是生產(chǎn)新的易裂變的材料鈾 23 钚 239； （ 3）動力堆，利用核裂變所產(chǎn)生的熱能廣泛用于艦船 的推進(jìn)動力和核能發(fā)電。 6 ) 核燃料循環(huán)：從核燃料進(jìn)入反應(yīng)堆前的制備，經(jīng)反應(yīng)堆中燃燒和隨后的處理，直至最終處置的過程（見圖 3） 2．世界核電發(fā)展現(xiàn)狀 ? 1954年蘇聯(lián)建成世界上第一座電功率 5000KWe實(shí)驗(yàn)性核電廠 ,1957年美國建成電功率 9萬 KWe的希平港原型核電站以來，世界核電已取得了長足發(fā)展。核電裝機(jī)容量排名前三位的美國、法國和日本的核電機(jī)組之和占全世界的 %，裝機(jī)容量占 %（見表 2） 表 1 世界各國 2023年核電裝機(jī)容量及發(fā)電量統(tǒng)計(jì) 國家 /地區(qū) 運(yùn)行機(jī)組數(shù)（臺） 總裝機(jī)容量（ MWe） 占總發(fā)電量比例（ %） 美國 103 104520 加拿大 18 13360 巴西 2 2023 阿根廷 2 1005 墨西哥 2 1364 5 法國 59 66130 英國 23 12852 德國 17 21366 31 瑞典 10 9635 瑞士 5 3372 西班牙 9 7733 比利時 7 6092 保加利亞 4 2880 俄羅斯 31 23242 烏克蘭 15 13835 國家 /地區(qū) 運(yùn)行機(jī)組數(shù)（臺） 總裝機(jī)容量（ MWe） 占總發(fā)電量比例（ %） 斯洛伐克 6 2640 捷克 6 3581 芬蘭 4 2780 匈牙利 4 1866 荷蘭 1 481 羅馬尼亞 1 706 斯洛文尼亞 1 707 亞美尼亞 1 408 南非 2 1888 中國大陸 11 8958 中國臺灣 6 4904 —— 韓國 20 17716 日本 55 48580 印度 15 3310 巴基斯坦 2 462 立陶宛 1 1300 伊朗 0 0 0 全世界
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