核电厂
核电厂(英語:)[1][2]即核能发电厂,或称核电站[3]。是一种以核反应为热力源的热电厂,和其他的热电厂一样,以热能驱动蒸汽涡轮发动机并连接至发电机发电。根据国际原子能机构的报告,截至2014年4月23日,全球范围内共有450所核电厂在31个国家运行。
核電廠屬於高效率的能源建設,對於溫室氣體、二氧化碳排放幾乎是零。核電廠建設成本高昂,技術需求高,養護成本亦高。在控制良好且周邊緊急應對系統完善的情況下,核電廠其實是相當安全的設施。核电自应用以来,记载有影响的事故有前苏联的切尔诺贝利核事故和日本的福岛核电站事故。
核电廠通常被视为電網基本负荷,因为燃料成本仅占生产成本的一小部分,并且因为它们不容易调度,适合作为基本负载电力供应商。但是,用過核燃料管理的成本尚不确定。
历史
1948年9月3日,核反应堆首次在美国田纳西州橡树岭的X-10石墨反应堆发电。这是第一个为灯泡供电的核电站。第二个较大的实验发生在1951年12月20日,位于爱达荷州Arco附近的EBR-1实验站。 1954年6月27日,世界上第一个为电网发电的核电站-奥布宁斯克核电站在苏联的奥布宁斯克开始运营。1956年10月17日,世界上第一个全尺寸电站:英国的Calder Hall开始发电。卡尔德霍尔(Calder Hall)也是世界上第一个专门用于电力生产的大型发电站,卡尔德霍尔也生产钚。美国宾夕法尼亚州的Shippingport原子能发电站于1957年12月18日并网。
核電廠发电原理
现在使用最普遍的核電廠為压水式反应器核電廠,它的工作原理是:用铀制成的核燃料在反应堆内进行核分裂并释放出大量热能;高压下的循环冷却水把热能带出,在蒸汽產生器内生成蒸汽;高温高压的蒸汽推动汽轮机,进而推动发电机旋转。
核電廠分两大部分,产生热能的核岛,与将其进行能量转换的常规岛[4]。图中左半部为核岛(位於圍阻體建築內),右半部为常规岛。
组成部分
核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和迴路系统)與利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统)。核电站使用的核燃料一般是放射性重金属鈾-235或鈽。
各系统部件:
燃料处理 | 反应堆组件 | 安全系统 |
---|---|---|
放射性废物系统 | 控制棒 | 安全壳 |
装料层 | 冷却剂 | 紧急堆芯冷却系统 |
乏燃料池 | 中子发射器 | 应急电源系统 |
发电系统 | 中子慢化剂 | 厂用水系统 |
冷凝器 | 中子毒物 | 反应堆保护系统 |
冷却塔 | 核燃料 | 备用液体控制系统 |
发电机 | 核反应堆堆芯 | 蒸汽生产 |
汽轮机 | 反应堆压力容器 | 锅炉给水泵 |
启动中子源 | 蒸汽发生器 |
類型
按照工作原理
核電站按照反應堆的形式不同,分為以下類型
第二代
直至1990年代末建设的核电站,设计运行寿命30-40年。堆故障率10万年一次。包括:
第三代
- ACPR1000+ — 中華人民共和國基於法國CPR-1000改進版
- 先进沸水堆
- 三菱先进压水堆(APWR)
- 增强型坎度重水堆6(EC6)
- VVER-1000/392 (PWR) 包括不同的改型的AES-91、AES-92.
还没有商业建造的三代堆:
- 西屋AP600
- System 80+
- 印度先进重水堆
第三代+
- 先进坎杜堆 (ACR-1000)
- AP1000
- 欧洲压水堆 (EPR)
- 经济简化沸水堆 (ESBWR)
- APR-1400 美国System 80+的发展型号,是韩国Next Generation Reactor (KNGR)原型。
- VVER-1200
- V392M (PWR) — AES-2006/92有被动安全系统
- V491 (PWR) — AES-2006/91 有主动安全系统
- V513 (PWR) — AES-2006/91M 有主/被动安全系统及VVER-TOI-特性, 基于V491与V510
- VVER-1300
- V510 (PWR) — AES-2010,基于V392M
- EU-ABWR — 基于先进沸水堆,扩大了功率输出,遵从欧洲安全标准
- B&W mPower — 美国巴布柯克-威爾科斯公司(Babcock & Wilcox)
全球核电站一览
根据世界核能协会2012年8月的数据,全世界31个国家有435座工作反应堆。
核能發電量佔比
- 煤: 9,538,300 GWh (39.2%)
- 天然氣: 5,543,363 GWh (22.8%)
- 水力: 3,978,000 GWh (16.3%)
- 核能: 2,571,365 GWh (10.6%)
- 石油: 989,865 GWh (4.1%)
- 風力: 838,028 GWh (3.4%)
- 生質能: 433,815 GWh (1.8%)
- 太陽能光伏: 246,556 GWh (1.0%)
- 其它: 205,228 GWh (0.8%)
資料來源:國際原子能總署[6] |
重大核電站事故
- 車諾比核事故
- 三哩島核洩漏事故
- 福島第一核電站事故
術語
參考資料
- GB 50549-2010-T 电厂标识系统编码标准
- 《大亚湾核电厂周围限制区安全保障与环境管理条例》
- 《大亚湾核电站生产管理丛书》
- Nuclear Island - Nuclear Power2017-08-11 查阅
- . [2017-11-07]. (原始内容存档于2017-11-07).
- IAEA :Nuclear Share of Electricity Generation in 2016
- . 台灣電力公司. [2014-06-10].