中國核電發展及未來
摘要:核能作為新一代能源,具有許多其它能源無法比擬的優點,不僅不會對環境造成破壞,而且核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,運輸和儲存十分方便,所以興建核電站對于我國是十分必要并具有光明前景的。
關鍵詞:核能發電原理;核電現況;發展規劃
隨著當今社會的日益發展,我們國家也面臨著煤炭、石油、天然氣等能源燃料日益匱乏的境況,核能作為高效、清潔能源,不僅在安全性、穩定性以及對環境的保護性上具有明顯優勢,還是一種更為經濟的能源,它目前在我國正在逐步的推行和發展,未來必將成為新一代的能源支柱。
一、核電站的發電原理
核能發電是利用核反應堆中核裂變所釋放的熱能進行發電的方式。核能發電的能量來自核反應堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應所釋放的裂變能。裂變反應指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個,同時放出中子和大量能量的過程。反應中,可裂變物的原子核吸收一個中子后發生裂變并放出兩三個中子。若這些中子除去消耗,至少有一個中子能引起另一個原子核裂變,使裂變自持地進行,則這種反應稱為鏈式裂變反應。實現鏈式反應是核能發電的前提。核電堆型種類很多,但技術比較成熟且投入商業營運的,主要有以下幾種堆型:壓水堆、沸水堆、重水堆、氣冷堆、壓力管式石墨沸水堆、快中子增殖堆。在目前,核電站中以壓水堆、沸水堆所占的比例最大。
雖然目前核電站都是采用的核裂變反應堆,但是許多國家包括我國都投入大量的人力物力在積極探索研制核聚變反應堆,核聚變是兩個較輕的原子結合形成一個較重的原子,在這個過程中將會產生比核裂變更多的能量,這種能量是一種更加安全、清潔、經濟的能源,且有可能實現能量直接轉換,具有極高的熱效率。相比于裂變所需的鈾、钚等重元素原料,核聚變卻可以利用氘、氚等儲存量更大,分布更廣泛的輕元素,在放射性方面也降低了很多。
核電站的核心設備是核反應堆,核反應堆中最重要的部分是堆芯,由核燃料組件和控制棒組件組成,堆芯堆載在壓力容器中。核燃料組件是由圓柱狀的二氧化鈾芯塊做成的燃料棒,然后按照一定順序組裝起來。控制棒組件控制核反應堆的開、停以及功率的變化,控制棒內的材料能強烈吸收中子,可以控制反應堆內鏈式裂變反應的進行,通過調節控制棒的高度來控制反應速度。安全殼是核電站必不可缺的建筑,核聚變反應所用的原料具有很強的放射性,所以需要安全殼來進行保護,安全殼是由鋼筋混凝土制成,有很大的強度,能承受各種沖擊,并確保核反應堆內的放射性物質不逸入環境。
二、我國核電站現況
我國第一個核電站是秦山核電站,秦山核電站也是我國自行設計和建造的第一座實用型核電站,秦山核電站具有三期工程,總裝機容量290萬千瓦,第一期僅具有試驗性質,它采用了當時國際上成熟的壓水型反應堆技術,建設單臺30萬千瓦發電機組,并由中國自主承擔整個電站的設計、建造、設備提供和運營管理工作,1991年12月首次實現并網發電;第二期工程仍然是我國自主設計、建造和運行,采用壓水型反應堆技術,安裝兩臺60萬千瓦發電機組,于2004年建成;第三期工程由中國和加拿大政府合作,采用加拿大提供的重水型反應堆技術,建設兩臺70萬千瓦發電機組,于2003年建成。
我國目前共有四座核電站投入運行,其它三座是大亞灣核電站,田灣核電站,嶺澳核電站。大亞灣核電站和嶺澳核電站共同組成一個大型核電基地,有五臺發電機組,總裝機容量290萬千瓦,四臺機組均為壓水型反應堆,1994年大亞灣核電站投入運行,嶺澳核電站2002年投產。田灣核電站是由中、俄兩國合作于1999年10月20日正式開工建設,一期工程建設2臺單機容量106萬千瓦的俄羅斯AES-91型壓水堆核電機組,設計壽命40年,年發電量達140億千瓦時,是我國“九五”期間開工建設的重點工程之一,同時也是中國核電三大基地之一。
現在四座核電站的發電量占我國發電總量不到6%,我國目前仍是采用火力發電和水力發電,這兩種發電方式對于能源的消耗以及對于環境的破壞是十分巨大的,我們國家的煤炭可開采量每年都在銳減,而水電也已經達到了一個比較高的利用率,單單依靠火力發電和水力發電是不能滿足我國迅速騰飛的經濟需要。我國對于核電的需要是十分迫切的。
三、我國核電的發展規劃和前景
在《新中國建國60周年能源發展報告》中,對于我國未來能源發展做了規劃,根據中國核電產業發展規劃,從沿海的廣東、浙江、福建到內陸的湖北、湖南、江西將建設數十座核電站。到2020年,中國將建成13座核電站,擁有58臺百萬千瓦級核電機組,核電總裝機容量達4000萬千瓦,核電年發電量將超過2600億千瓦時,核電占中國全部發電裝機容量的比重4%左右,發電量比重占全國發電量的6%以上。
目前在建和規劃的核電站有位于浙江省南部的三門核電站,廣東省的陽江核電站和臺山核電站,山東省的海陽核電站和華能石島灣核電站,遼寧省的紅沿河核電站,湖南省的桃花江核電站,廣西省的防城港核電站,福建省的寧德核電站和福清核電站,海南省的昌江核電站,湖北省的咸寧核電站,江西省的彭澤核電站,安徽省的蕪湖核電站。
核電不會像化石燃料會釋放大量的污染物質到大氣中,不會造成環境污染,核能發電不會加劇地球溫室效應,目前核能發電所用的鈾原料能量密度大,所以發出同樣的電量,核燃料所占的體積小,便于運輸和儲存,另外,核燃料所占的費用比例比較少,不會像石油等其它能源價格一直浮動較大,核能發電的成本相比較穩定。
隨著核電技術越來越成熟,核電將憑借其突出的優點逐步提升它在總發電量中的比例,進而會在未來的能源產業中占據主要地位,我們有理由相信核電的發展前景是光明的。
參考文獻:
[1]馬進等編著.“核能發電原理”,中國電力出版社,2007年1月1日
張曉東,杜云貴,鄭永剛編著.“核能及新能源發展技術”,中國電力出版社,2008

責任編輯:電力交易小郭
-
現貨模式下谷電用戶價值再評估
2020-10-10電力現貨市場,電力交易,電力用戶 -
PPT | 高校綜合能源服務有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務,清潔供熱,多能互補 -
深度文章 | “十三五”以來電力消費增長原因分析及中長期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會用電量
-
PPT | 高校綜合能源服務有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務,清潔供熱,多能互補 -
深度文章 | “十三五”以來電力消費增長原因分析及中長期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會用電量 -
我國電力改革涉及的電價問題
-
貴州職稱論文發表選擇泛亞,論文發表有保障
2019-02-20貴州職稱論文發表 -
《電力設備管理》雜志首屆全國電力工業 特約專家征文
2019-01-05電力設備管理雜志 -
國內首座蜂窩型集束煤倉管理創新與實踐
-
人力資源和社會保障部:電線電纜制造工國家職業技能標準
-
人力資源和社會保障部:變壓器互感器制造工國家職業技能標準
-
《低壓微電網并網一體化裝置技術規范》T/CEC 150
2019-01-02低壓微電網技術規范
-
現貨模式下谷電用戶價值再評估
2020-10-10電力現貨市場,電力交易,電力用戶 -
建議收藏 | 中國電價全景圖
2020-09-16電價,全景圖,電力 -
一張圖讀懂我國銷售電價附加
2020-03-05銷售電價附加
-
電氣工程學科排行榜發布!華北電力大學排名第二
-
國家電網61家單位招聘畢業生
2019-03-12國家電網招聘畢業生 -
《電力設備管理》雜志讀者俱樂部會員招募
2018-10-16電力設備管理雜志