那位行家說說我國當今核能的利用現狀

2021-03-11 21:33:55 字數 6050 閱讀 5905

1樓:匿名使用者

我國核能現bai在裝機容du量不足10000mw,主要是大亞灣,嶺澳zhi,秦山一二三期,dao田灣已經發電,現

內在大力上馬核電容,專案非常多,廣東臺山,浙江三門,方家山,福建福清,寧德,山東等都已經開工,還有桃花江等一批正在密切建設但沒有開工的。預計到2023年,我國核電能達到40000mw,比例可能超過6%。總之對中國來說核能發展很快,目前中國是世界核能在建最多的國家。

但是比例跟法國,美國等發達國家比起來,還差很遠。

2樓:問道菩提

一、 世界核能發展的動向

已經過去的二十世紀是一個科技成果豐碩的世紀,其偉大科技成果之一,是人們開啟了核能利用的大門。2023年,愛因斯坦在其著名的相對論中列出了質量和能量相互轉換的公式:

能量=(質量)×(光速)2

這一公式表明,少量的質量能轉換為十分巨大的能量,揭示了核能**的物理規律。

2023年,科學家們發現了鈾-235的裂變現象:鈾原子核裂變的同時,釋放出巨大的能量,這個能量**於原子核核心子的結合能,它恰好相等於核裂變時的質量虧損。這一發現,使核能的利用走向現實。

核能的和平利用始於上世紀五十年代初期。2023年美國利用一座軍用反應堆的餘熱試驗發電,電功率200kw。2023年,蘇聯建成世界上第一座核電站,電功率5000kw。

之後,英國和法國相繼建成一批軍民兩用的氣冷堆核電站。2023年,美國建成了電功率9萬kw的世界上第一座壓水堆核電站。那時,各有核國家在抓緊核**競賽的同時也競相建造核電站。

至七十年代進入了發展核電站的高潮,那時核電站增長的速度遠高於火電和水電。雖然自上世紀八十年代以來核電發展建設的速度相對緩慢下來了,但由於核電站有著不可取代的優越性,法國、日本、韓國等仍堅持了以發展核電為主的方針,並取得了卓越的成效。我國發展核電的決心也堅定不移,自行設計建造成功的秦山核電站於2023年併網發電,進口的大亞灣核電站也於2023年併網發電。

「九五」期間已開工建設的八套核電機組中,有二套已於今年投產發電。

近十多年來,以美國為首的工業發達國家對核電的前景又進行了認真的研究。美國電力研究院根據其研究成果於九十年代發表了《先進輕水反應堆使用者要求檔案》,認為根據核電已有的經驗和技術水平,是能設計出新一代核電機組,使其安全性和經濟性都顯著提高,是能取得廣大公眾和使用者的充分信任的。之後,歐洲各國電力界也相繼提出了《歐洲使用者對輕水堆核電站的要求》檔案,表達了與美國相同和相似的看法。

去年(2023年)4月,美國**布什在其《能源政策報告》中再次表明了美國**支援發展核電的決心和信心,指出:發展核電是美國能源政策的重要組成部分。2023年10月在里約日內盧召開的世界能源大會再次肯定了發展核電的必要性和可行性。

核電已開始在國際上覆蘇。

二、 核能在能源中的地位

能源是人類社會的生命線,一個國家開發和利用能源的水平,標誌著這個國家的生產力水平、文化水平和人民生活水平。

在十九世紀產業革命之前,人類消耗能源的增長,相當緩慢。產業革命以來,由於經濟的發展,能源耗量也迅速增長。近一百年來,世界能耗增長了二十倍。

在上世紀五十年代,世界能源年耗量相當於26億噸標準煤,至八十年代初已超過年耗量100億噸標準煤。2023年世界能源的年耗量已超過180億噸標準煤。但是,迄今為止,世界耗能的85%均來自燃燒煤、石油、天然氣等有機燃料。

大量燃燒有機燃料所產生的二氧化硫、二氧化碳、氧化亞氮和菸灰等物質,給人們帶來深感憂慮的環境影響問題。而且,這些有機物質消耗量的巨大增長,使它們在地球上的儲量日益面臨枯竭。人類已經面臨選擇後續替代能源的問題。

自然界中,除有機燃料外,核能、水力、風力、太陽能、地熱、潮汐能也都是可資利用的能源。水力是無汙染的能源,應充分開發使用,但水力資源終究有限,且受地理條件限制。水力發電量又隨季節變化很大,故光*水力滿足不了日益增長的能源要求。

太陽能、潮汐能、風力、地熱等受多種條件限制,只能在一定條件下有限開發,很難大量使用。多種**資料表明,即使做較樂觀的估計,上述這幾種能源中每種在能源總耗量中的比例,都很難超過1%。現在,技術上已較成熟,且能大規模開發使用的,唯有核能。

目前,世界上正在執行發電的核電機組已有438座,總電功率為三億五千多萬千瓦,核電佔世界總發電量的17%,法國核電佔全國總電量的比例已達76%。故從人類對能源要求的前景來看,發展核能將是必由之路。這是因為核能有其無法取代的優點。

三、 核能的優點

(一) 核能是地球上儲量最豐富的能源,又是高度濃集的能源。一噸金屬鈾裂變所產生的能量,相當於270萬噸標準煤。按照地球上有機燃料的儲量和人類耗能的情況來估算,地球上煤的儲量大概再過200多年即將耗盡,石油則只夠用約40年。

人類已經面臨如何選擇後續能源的問題。地球上已探明的核裂變燃料,即鈾礦和釷礦資源,按其所含能量計算,相當於有機燃料的20倍,只要及時開發利用,即有能力替代和後續有機燃料。更進一步說,地球上還存在大量的聚變核燃料氘,能通過聚變反應產生核能。

一噸氘聚變產生的能量相當於1129萬噸標準煤。氘即重水中的「重氫」,自然界中無論海水或江、湖水都有七千分之一的重水含量,故地球上存在約40萬億噸氘。所以聚變反應堆成功以後,能源真可謂取之不盡,用之不竭,人類將不再為能源問題所困擾了。

(二) 核電是清潔的能源,有利於保護環境。目前世界上大量燃燒有機燃料的後果是相當嚴重的。燃燒後排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亞氮等氣體,不僅直接危害人體健康和農作物生長,還導致酸雨和大氣層的「溫室效應」,破壞生態平衡。

比較起來,核電站就沒有這些危害。核電站嚴格按照國際上公認的安全規範和衛生規範設計,對放射性三廢,原則上是**處理儲存,不往環境排放。排往環境的只是處理**後殘餘的一點尾水尾氣,數量甚微。

故核電被譽為「清潔的能源」。

(三) 核電在經濟上也有優勢。發電廠每度電的成本是由建造折舊費、燃料費和執行費這三部分組成,主要是建造折舊費和燃料費。核電廠由於特別考究安全和質量,建造費比火電廠高,一般要高出30%~50%,但燃料費則比火電廠低很多,火電廠燃料費約佔發電成本的50%~60%,而核電廠的燃料費則只佔20%~30%,總的看起來,一般來說核電廠發電成本與燃煤電廠成本相當,而在需要遠距離運煤的地方,則要低15%~30%。

我國臺灣省核電廠成本僅是那裡燒石油電廠成本的二分之一。

(四) 核電廠燃料的運輸量只及相同容量煤電廠煤炭運輸量的十萬分之一。以田灣核電廠為例,它兩套機組的總容量為200萬千瓦,每年只需核燃料48噸。如果是相同容量的燒煤電廠,每年就需燒煤600萬噸。

「北煤南運」一直是我國交通運輸的沉重負擔。可見從緩解交通運輸的壓力來看,發展核電也很有必要。

(五) 以核燃料代替煤和石油,有利於資源的合理利用。煤和石油都是化學工業和紡織工業的寶貴原料,能以它們製造出多種產品。它們在地球上的蘊藏量是很有限的;作為原料,它們要比作為燃料的價值高得多。

所以,從合理利用資源的角度來說,也應逐步以核燃料代替有機燃料。總之,核能的優點終將為人們所確認。它的利用是解決能源問題的必由之路。

四、 我國核電發展的情況

我國是重視核能發電的。早在2023年**制定原子能發展計劃12年大綱中就提出:「用原子能發電是動力發展的新紀元,是有遠大前途的。

……在有條件下應用原子能發電,組成綜合動力系統」。2023年***總理批准了30 萬千瓦壓水堆核電站方案,作為科技開發專案,列入了國家計劃。這就是秦山核電站的由來。

這座我國第一座自行設計自主建設的核電站經過成功的研究、設計和建造後,於2023年12月15日併網發電,結束了我國大陸無核電的歷史。從法國成套進口的廣東大亞灣兩臺90萬千瓦的核電機組,也分別於2023年和2023年併網發電。這兩個核電站為我國核電發展創造了良好的基礎。

在***和***的重視和關懷下,九五期間我國已開工建設的核電機組有八套,其中:

1. 自行設計建造的秦山二期,有二套60萬千瓦級壓水堆核電機組,已於1996 年6月正式開工,其第一套機組已於2023年2月併網發電,5月達到滿功率執行。

2. 廣東嶺澳核電站,與法國合作建設二臺90萬千瓦級壓水堆核電機組,已於2023年5月正式開工建設,其第一套機組已於2023年5月投入商業執行。

3. 秦山三期核電站,與加拿大合作建設二臺重水堆70萬千瓦級機組,已於2023年6月開工建設,預計其第一套機組將於2023年11月併網發電。

4.江蘇連雲港田灣核電站,與俄羅斯合作建設二套100 萬千瓦級壓水堆核電機組,已於2023年10月開工建設,預計其第一套機組將於2023年建成發電。

這八套機組全部建成後,連同現已建成發電的三套機組一起,將使我國核電裝機容量達到約900萬千瓦,約佔全國總髮電能力的3%。

***在「十五」規劃中已確定了要「適度發展核電」的方針,目前國家各有關部門正在研究制定具體發展方案,並研究解決大型(單機功率100萬千瓦以上)核電站的國產化問題,即實現:「自主設計,國產裝置,自行建造,自主執行管理」,為今後更大的發展創造條件。

此外,我國援助巴基斯坦建設的30萬千瓦壓水堆核電站,在秦山經驗和科技儲備的基礎上設計建造,已於2023年建成發電。這是我國第一座出口的核電站。

五、 核能利用的發展前景

核能的利用將是人類解決能源問題的必由之路。它在能源生產中所佔分量必將逐步加大。然而,核能的開發利用是一個循序漸進的長期過程,一般說來應按其科技難度的不同,分為三步發展:

即熱中子反應堆、快中子增殖堆和可控聚變堆三步。

第一步是熱中子反應堆的應用。這是指堆芯內有慢化劑,將快中子慢化為熱中子工作的反應堆。目前世界上絕大多數核電站裝備的都是熱中子反應堆。

熱中子堆的主要缺點是它的核燃料利用率很低。在開採、精煉出來的鈾中,只有約1%能在熱中子堆中裂變產生核能,99%都將作為貧鈾(其中含鈾-235約僅0.2%,其餘99%以上都是鈾-238)積壓下來,要等待快中子增殖堆方能大量利用。

第二步是快中子增殖堆的應用。快堆最大的優點是它能充分利用核燃料。在快堆裡,不易裂變的鈾-238能在吸收中子後轉變為易裂變的鈽-239。

也就是說,快堆在消耗裂變燃料以產生核能的同時,還能生成相當於消耗量1.2~1.6倍的裂變燃料。

這樣,就可以把熱中子堆所積壓的鈾-238在快堆中充分利用。五十年代以來,美、英、法、蘇等國都集中相當力量研究建造快堆。至八十年代陸續建成了幾座快堆核電站,基本上證實了鈉冷池式快堆在工業技術上的可行性。

然而,通過這些快堆的研製,專家們也認識到,快堆在工藝技術上的難度,如防止鈉積渣和鈉水反應等問題,都比當初想象要複雜得多。 由於要對付這些難題,使得快堆的工藝系統相當複雜,投資甚大,發電成本甚高,因此就衝擊了它在燃料上的優越性。如何促使快堆技術成熟,工藝簡化,從而使經濟性提高,是反應堆專家們在快堆上的主攻任務。

估計要到2023年後,快堆才有可能取得對熱堆的優勢,從而逐漸取代熱堆,成為二十一世紀核能利用的主力堆型。

第三步是可控熱核聚變堆。聚變堆成功後,水中的氘足以滿足人類幾十億年對能源的需求。然而,實現持續的可控聚變,難度非常大。

主要問題是怎樣把溫度高達幾千萬度以上的等離子體約束在一起,使其起聚變反應。

各國已建造多種型別的試驗裝置 200多臺,向上述多種途徑聚變點火目標探索前進,已露出勝利的曙光。預計到2023年前後能實現原型示範的可控聚變堆,發展到經濟實用的階段還有一段艱辛的道路,但它的前景是光明的。

當前,我國已投入執行和正在建設的核電站,主要採用壓水堆,也有兩套重水堆,它們都是熱中子反應堆。預計到二十一世紀前50年,熱中子反應堆仍將繼續建造,並在安全、功能和經濟效率上進行改進,著重研製具有「固有安全性」和「非能動安全系統」,能抗禦嚴重事故,無需廠外應急的反應堆,並將核電機組壽命由目前的40年延長到60年。核電機組單機功率可以是30萬千瓦、60萬千瓦和100萬千瓦乃至100萬以上千瓦,以發展100萬和100萬以上千瓦的機組為主,實現國產化。

快堆的優點也為我國領導人和專家所共識。為了給核電的第二步發展創造條件,「863」高科技規劃決定,把研究、設計、建造一座熱功率6.5萬千瓦、電功率2.

5萬千瓦的快堆試驗性電站作為重點高科技專案列入,現已開工建設。

與此同時,863規劃還決定設計、建造一座熱功率為一萬千瓦的高溫氣冷堆。這是一種先進的熱中子堆型,其冷卻堆芯的氦氣溫度可達800~1000℃,除了能高效發電外,還可用於鍊鋼、煤的氣化、氫氣生產等;但其技術難度也高,一系列高溫工藝和氦密封技術有待克服。

可控熱核聚變堆的研究,已在核工業西南物理研究院和中國科學院合肥物理研究所同時進行了多年,已取得研製成功「環流一號」、「環流二號」和「ht-7」三座託卡馬克裝置等令人矚目的成果,並正在擴大國際合作,以期能與國際上的研究接軌,同步進行。

總之,我國核能開發利用的前景是光明的,但這終究是一個長期的大系統工程,既要解決為國民經濟服務的大量工程技術問題,又要為下一步發展進行系統的預先研究和基礎研究,牽涉到的學科範圍也十分廣泛。因此,必須遠近結合,**遠矚,全面考慮,統籌安排,認真落實。我們相信,在國家的統一規劃和扶植下,在人民群眾的積極支援下,我國核能的開發利用,必將結出豐碩成果。

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