900mw压水堆核电站基础12章

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1、第一章概述1.1核电概况1.1.1核电特点能源是一个国家发展工业农业国防和科学技术的重要物质基础。随着社会生产的不断发展，人类使用的能源不但在数量上越来越大，在品种及构成上也有了很大的变化。截止1996.9.16，全世界煤电占总电力生产的39%，油电占11%，水电占19%，核电占17%。由于化石燃料储藏有限，又是化学工业与纺织工业的宝贵原料，化石燃料不能保证人类不断增长的能源需求。因此，开发新能源是人类生存与发展的需要，也是社会经济发展的需要。核能是现阶段已经在工业上得到了大规模的应用的新能源。而由于技术成本等的限制，在相当长的一段时间内，

2、其它新能源还难以形成一定的工业规模。世界核能资源丰富，铀和钍是可以通过裂变释放核能的天然物质，广泛分布在地球上是可以通过聚变释放核能的天然物质，在海水中有着巨大的储量。如按1Kg铀-235完全燃烧相当于2700吨标准煤计算，已探明的具有开采价值的铀和钍矿资源，相当于地壳中有机燃料的20倍；而1升海水中的氘聚变放出的能量则相当于300升汽油燃烧放出的能量。核能的应用技术比较成熟，核能发电已经在工业上得到了大规模的应用。核电具有很大的环境优势。与火电厂相比，核能发电不消耗氧气，也不排放SO2、NOX、CO2和重金属。与水电站相比，核电站不必拦河

3、造坝修建水库，迁移居民，对生态平衡的不利影响很小。核能作为一种清洁、安全、经济的新型能源其逐渐取代现有化石能源的趋向已越来越明显。据国际原子能机构的资料表明，截止1999年底，全球正在运行的核电站机组共有436座，目前正在建造的核电机组有38座，其中7座在亚洲。1999年全球核发电量为2394.6TWh时。核发电量占总发电量比例最高的10个国家为：法国：75%，立陶宛:73.1%，比利时：57.7%，保加利亚：47.1%，斯洛伐克：47%，瑞典：46.8%，乌克兰：43.8%，韩国：42.8%，匈牙利：38.3%，亚美尼亚：36.4%。在我

4、国，火电占主导地位，煤炭占能源总量的72.9％,核能仅占不足1％。火电为主的消费结构造成了严重的环境污染，对我国的环境可持续发展构成了巨大的压力。而能源分布南北不均也给铁路运输造成很大的压力。新世纪我国在能源开发上将以电力为中心，以煤炭为基础，大力开发石油和天然气，积极发展核电以及其他新能源和可再生能源。中国核电将会有大规模的发展。到2010年，中国核电装机容量的目标为二千万千瓦；到2020年，核电在中国电力结构中的比重将由目前的百分之一提高到百分之五，达到四千万千瓦的装机总容量。1.1.2世界核电发展概况-25-1.核裂变的发现1919年

5、，卢瑟福用a粒子轰击氮原子核使氮原子嬗变成了氧原子，首次实现原子核的人工嬗变，把一种化学元素变成了另一种化学元素，被誉为当代的炼金术。1932年，他的学生查德威克发现了中子，中子是电中性，不受静电力的影响，很适合用来轰击原子核。1934年，意大利物理学家费米用新发现的中子去逐个轰击元素周期表上的元素原子，在短短几个月内发现了数十种放射性同位素，费米还意外地发现，在中子源与被轰击的银金属之间放一块石蜡后，所激发的核反应更为激烈，这就是说，经过减速后的中子引起核反应的能力增强了。这一发现被称为是原子时代的“真正起点”。1938年（39年）德国人

6、哈恩、施特拉斯曼用中子轰击铀，发现了核裂变现象。李斯曼特纳和弗里希预言了裂变在理论上应伴随着大量的能量释放。他们还计算出了释放能量的大致数量。1939年，弗里希和约里奥用实验证明了裂变实际上是能量释放源，并测出了释放能量的近似值。仍在1939年，冯·哈尔榜、约里奥和科瓦斯基发现了这个反应还放出几个中子。从这时开始，裂变反应就变得现实起来，人们很自然地想到了链式反应的可能性。费米提出了链式反应的概念，并预言一个重核裂变成两个轻核时一定会出现多余的中子。约里奥-居里夫妇率先证实了链式反应的可能性，并发现链式反应速度非常之快。就在二次大战爆发的前

7、两天，玻尔和惠勒指出，铀-235比铀-238更能发生裂变，而慢中子更能引起裂变。现在，释放原子核能的理论和实践依据已经齐备，只要链式反应一开始，无比巨大的能量就会在很短的时间内释放出来。2.链式反应的实现1942年，在意大利学者费米的领导下，美国在芝加哥建成了世界上第一座核反应堆，他们认为，要实现自持式链式反应，必须解决两个问题。一是找到合适的减速剂（慢化剂），把快中子变为慢中子，才能有效地激发裂变，使裂变反应维持不断的进行，费米建议用石墨。另一个问题是必须严格控制裂变反应速度，使裂变反应既能不断进行，又不致引起爆炸。他们利用镉吸收中子的特

8、性，把镉棒插入反应堆，通过调节镉棒深度来控制裂变反应的速度。1942年12月2日，成功地实现了自持链式裂变反应。当时得到的功率仅仅有0.5瓦，但它第一次实现了输出能大于输入能的核