核电知识资料
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核能是什么?核能即原子能,它是原子结构发生变化而释放的能量。
通常的化学反应,仅涉及原子与原子之间相互结合关系的变化,而原子核不发生变化。
在原子核反应中,原子核的组成部分(中子和质子)的相互关系发生变化。
由于这些粒子之间结合的紧密程度,远远大于原子间结合的紧密程度,因此核反应中的能量变化比化学反应大几百万倍。
核能与化学能可做如下具体比较: 1公斤标准煤燃烧释放能量29260焦尔 1公斤石油燃烧释放能量418000焦尔 1公斤铀-235裂变释放能量685.5亿焦尔 1公斤抗流混和物聚变释放能量3385.8亿焦尔 可用作能源的核反应,目前主要有重元素原子核(铀-235、铀-233、钚-239、钍)的裂变反应和轻元素(氘、氚)原子核的聚变反应两大类。
核裂变是1942年首次点火实现的,可控核聚变许多国家正在紧张的研究之中,至今尚未实现。
所以说,可控核聚变被认为属于下一世纪的能源。
1954年,世界上第一座核电站在原苏联建成,从而开创了人类和平利用核能的新纪元。
据统计,到1989年底,在世界27个国家和地区中正在运行的核电反应堆达到434座,其中美国最多,有111座。
现在世界上正在建造的核电反应堆有90多座。
目前,核电已占世界发电量的17%。
我们生活的地球上,核能资源非常丰富,可作裂变燃料的铀和可转化为核燃料的铁储量很大,相当于化石燃料总能量的10万倍以上。
按照现在全世界能量消耗水平计算,可用上万年以上。
轻核聚变产生的能量更为惊人,在海水中的抗达1亿吨,可供人类使用1000亿年。
重原子核分裂,需要中子来引发。
当中子跟重原子核碰撞并被吸收,重原子核就会立即分裂成两片。
这两片其实是两个轻的原子核。
裂变反应同时释放出中子和能量。
新产生的中子跟其他原子核碰撞,引起新的裂变,这样可形成链式反应。
裂变反应释放出的中子速度很高(每秒几万公里)称快中子。
快中子不容易引起裂变,犹如高速子弹穿过物体,不能把物体打碎一样,而较慢的子弹却能把物体击碎。
背景资料:全球核电站之最及其分布新华网北京3月16日电日本大地震引发的核电站事故引起全球对核电安全的担忧。
事实上,自1954年苏联第一座核反应堆开始运行以来,全球在运行的核反应堆有400多座,累计安全运行了约13000堆年。
其间重大核安全事故共发生三次:1979年美国三里岛核电站事故、1986年苏联切尔诺贝利核电站事故和这次福岛核电站事故。
世界核电发展之最世界上第一个核电站:1954年苏联在莫斯科西南奥布宁斯克建成,装机容量为5000千瓦。
世界最大的核电站:位于日本西北部新潟县的柏崎刈羽核电站。
世界核电生产能力最强的国家:美国,拥有104座核电站。
核电发电量占全国总电力比例最高的国家:法国。
法国核电发电量占全国总电力的比例接近80%。
全球核电分布根据国际原子能机构2011年1月公布的最新数据,目前全球正在运行的核电机组共442个,核电发电量约占全球发电总量的16%;正在建设的核电机组65个。
拥有核电机组最多的国家依次为:美国104个、法国58个、日本54个(世界核工业联合会公布的数字为55)、俄罗斯32个、韩国21个、印度20个、英国19个、加拿大18个、德国17个、乌克兰15个、中国13个。
国际原子能机构预计,到2030年,全球运行核电站将可能在目前的基础上增加约300座。
世界核能协会预计,“到2015年,全世界可能平均每5天就会开工一个装机容量约1000兆瓦的核电站”。
日本核电概况日本的核能发电是从上世纪六十年代开始的。
根据国际原子能机构公布的最新统计数据,自1963年10月26日首次在茨城县东海村建成试验核电站以来,日本已拥有54座核电机组。
目前,日本的核发电能力在国际上排在美国和法国之后,为世界第三。
柏崎刈羽核电站为世界最大核电站,位于日本西北部新潟县。
在2007年7月发生的地震中,这座核电站因发生核泄漏,曾一度被关闭数月。
福岛第一核电站,为东京电力公司的第一座核能发电站,位于日本福岛县双叶郡大熊町及双叶町,共有六个机组运转,总发电能力为4.7兆千瓦,是全世界25个发电量最大的发电厂之一。
注:本资料主要针对《核电厂系统及设备》臧希年编著第2版清华大学出版社2011年7月;笔者根据所学知识及综合一些其它资料汇编而成,分为课后习题解答与复习提纲两部分;本资料仅供读者作些参考,由于笔者知识有限,有些知识难免存在一些偏差,请批评指正。
2014年2月16日星期日第一部分:课后习题参考答案(2、3、4、5、7、8)第二章压水堆核电厂1.从电能生产的观点看,压水堆核电厂有哪些部分?各自有什么作用?答:从电能生产的角度看,压水堆核电厂分为核岛与常规岛,核岛利用核能生产蒸汽,常规岛利用蒸汽生产电能。
2.从热力循环的观点看,压水堆核电厂由几个回路组成?各自的作用是什么?答:压水堆核电厂主要由反应堆冷却剂系统(简称一回路),蒸汽和动力转换系统(又称二回路),循环水系统组成。
一回路生产蒸汽,二回路与三回路将蒸汽的热能转换为推动核汽轮机组转动的机械能。
3.核电厂的厂址须满足什么要求?答:应考虑三个方面①核电厂的本身特性。
核反应堆是一个强大的放射源,核电厂的热功率决定了反应堆内的放射性的总储量,在相同的运行条件下,堆内放射的总量与功率成正比。
②厂址的自然条件与技术要求。
应尽可能地避免或减少自然灾害(如地震,洪水,及灾难性气象条件)造成的后果,并应利于排出的放射性物质在环境中稀释③辐射安全要求。
⑴辐射安全应符合国家环境保护,辐射防护等法规和标准的要求⑵将核电厂设置在非居民区⑶考虑厂址周围的人口密度和分布。
4.核电厂主要有哪些厂房?核电厂主要有反应堆厂房(即安全壳),燃料厂房,核辅助厂房,汽轮机厂房和控制厂房。
5.解释名词:多道屏障,纵深防御,单一故障准则多道屏障:在所有情况下保证绝对控制过量放射性物质对外释放,核电厂设置了三道屏障,只有这三道屏障全部被破坏才会释放大量的放射性物质。
纵深防御:将安全有关的所有事项置于多重防御之下,在一道屏障失效后还有另一道屏障来弥补。
单一故障准则:当系统中某一部件不能执行其预定功能安全功能时,并不影响整个系统功能的执行。
核、化、生武器知识及防护一、核武器与核事故(一)核武器核武器又称原子武器,是利用原子核反应的各种效应起杀伤破坏作用的一种武器。
包括:原子弹、氢弹、中子弹。
(二)核武器的杀伤破坏途径光辐射:通过灼伤皮肤眼睛,烧伤呼吸道,引起大面积火灾等造成伤害。
冲击波:通过对内脏的挤压,对物体的抛掷、撞击造成杀伤作用。
早期核辐射:可以穿透人体杀死细胞,严重时引起放射性病。
④核电磁脉冲:可对电子设备造成干扰与破坏,对人员无杀伤作用。
⑤放射性沾染:可通过放射性射线伤害人体细胞。
前四种杀伤破坏因素,一般均出现在爆炸后十秒时间内,称为瞬时杀伤破坏因素。
放射性沾染则持续时间较长,可以持续几天、几个月甚至更长时间。
(三)对核武器的防护由于核武器袭击范围广、杀伤破坏因素多、防护设施复杂,要根据不同情况,采取相应的防护措施,进行有效的防护。
平时准备:制定家庭紧急撤离方案;准备简易防护器材和生活用品,如口罩、毛巾、雨衣等,掌握防护器材的使用方法。
熟悉就近人防工事的位置、入口标志和疏散路线。
核武器袭击时的防护:一旦发现爆炸闪光、烟雾骤起,遭遇核武器袭击时,室内室外人员必须在杀伤破坏因素到达之前,迅速准确有效地做完防护动作,以求生存机会。
室内人员的防护:听到核武器袭击警报,家庭人员应迅速拉断电闸、关闭煤气或熄灭炉火、关闭门窗,带好个人防护用品和生活用品,按预定方案,迅速有序地进入指定的人防掩蔽工事,并按指定位置坐好。
来不及进入人防工事的,应就近利用拐角或墙角的桌下、床下卧倒。
尽量避开门窗和易燃、易爆物。
室外人员的防护:室外人员应从防护较严重的瞬时杀伤因素着眼,防护的原则是减少暴露表面,争取厚重屏障重点保护头部、减少碎片杀伤。
发现爆炸闪光,应忌看火球,迅速进入各种人防工程防护,并不要随意进出或走动。
来不及进入民防工事的人员要利用地形地物就;就近隐蔽防护。
地形地物较小时,面向爆心卧倒;无地形地物可利用时,背向爆心卧倒。
如果身边有江河、湖泊或池塘,应立即潜入水中防护。
核电项目水工部分主要涉及取水防波堤、排水防波堤、导流堤、用水取水明渠、重件码头1、核电项目水工施工应注意事项(1)施工水位(2)波浪(3)海流(4)海生生物附着影响2、取水防波堤介绍(1)防波堤的功能——防波浪、防泥沙、防流冰、挡热水回流、防漂浮物和油污防波堤的主要功能是防波浪的侵袭,维护取水口或港池内的水域水面平稳,满足取水泵对吸水井内水位瞬变幅度的要求,保证船舶在港内安全停泊和安全作业。
防波堤还可以阻挡或减轻泥沙进入取水口和港池,减轻取水口和港池,以及航道内的泥沙淤积。
防波堤还可以防止海上漂浮物、油污和流冰大量涌入进水口和港池内。
防波堤还能起挡热墙的作用,防止和减少电厂的温排水回流到取水口。
(2)防波堤的形式1) 按平面布置分类(a)单突堤(b)双突堤(f)收敛式双突堤(e)收敛式双突堤(d)平行环抱双突堤图 防波堤的平面布置形式建筑在沙质海岸的防波堤,既要防浪,又兼有防沙的作用。
遇此情况时,在设计之前,事先应对拟建港区的沿岸漂沙的主要来源方向、漂沙强度、泥沙移动临界深度和沿水深的强度分布以及漂沙的去向等进行详细的调查和研究。
港口防波(沙)堤的布置,需根据海岸泥沙不同特点采用不同的形式。
2) 按结构特点分类⑴ 斜波堤特点:断面为梯形,坡面角(为水平线夹角)一般小于45°,堤身材料为块石或混凝土块体。
一般常见的多为在块石或石碴填筑的堤心外面护以各种抗浪能力强,消波效果好的人工混凝土块体例如扭工字、扭王字、四角空心方块以及栅栏板等。
优点:① 堤身对波浪反射弱,附近海面较平稳,港池口门处不会形成大的激浪;② 对地基的不均匀沉降不敏感,对地基承载力要求不高,可适用于较软地基;③施工简单,无需大型吊装设备;④如有损坏易于维修。
缺点:①材料用量大,材料用量大致与水深的平方成正比;②需经常维修;③堤内侧为斜坡,不能直接用作靠舶和装卸作业。
适用性应用广泛,多用于水深小于10m,当地有大量石料,软基。
幻灯片1第二章核电站工作原理及系统组成余廷芳幻灯片2一、核电站工作原理●1、什么叫核电站?●核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。
反应堆是核电站的关键设备,链式裂变反应就在其中进行。
将原子核裂变释放的核能转换成热能,再转变为电能的系统和设施,通常称为核电站。
幻灯片3一、核电站工作原理●2、核电站工作原理核电厂用的燃料是铀。
用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。
核电站工作流程原理1;图2幻灯片4二、核电站类型●目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。
但用的最广泛的是压水反应堆。
压水反应堆是以普通水作冷却剂和慢化剂,它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。
●压水堆核电站占全世界核电总容量的60%以上。
幻灯片5二、核电站类型●1、压水堆核电站●----------------以压水堆为热源的核电站。
图●它主要由核岛和常规岛组成。
●压水堆核电站核岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。
在核岛中的系统设备主要有压水堆本体,一回路系统,以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。
常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统,其形式与常规火电厂类似。
幻灯片6二、核电站类型●2、沸水堆核电站●--------------------以沸水堆为热源的核电站。
图●沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。
●沸水堆与压水堆同属轻水堆,都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。
它们都需使用低富集铀作燃料。
沸水堆核电站系统有:主系统(包括反应堆);蒸汽-给水系统;反应堆辅助系统等。
幻灯片7二、核电站类型●3、重水堆核电站图●以重水堆为热源的核电站。
abnormal condition 异常工况absorber rod 吸收棒absorption cross section 吸收截面acceleration pressure drop 加速度压降acceptable daily intake 日允许摄入量acceptance 验收acceptance standard 验收标准acceptance test 验收实验accident analysis 事故分析accident interlocking module 事故联锁组件accident mitigation 事故缓解accident source 事故源accident shutdown 事故停堆accumulator 安注箱activation 活化active component 能动部件active power 有用功率actuate 驱动,动作activity concentration 放射性浓度activity level 放射性活度administration building and emergency center water supply and drainage system办公楼及应急中心给排水系统absorber chiller 吸收式制冷机依靠吸收器-发生器组的作用完成制冷循环的制冷机。
它用二元溶液作为工质,其中低沸点组分用作制冷剂,即利用它的蒸发来制冷;高沸点组分用作吸收剂,即利用它对制冷剂蒸气的吸收作用来完成工作循环。
吸收式制冷机主要由几个换热器组成。
常用的吸收式制冷机有氨水吸收式制冷机和溴化锂吸收式制冷机两种。
氨水吸收式制冷机工作原理用氨水溶液作为工质,其中氨用作制冷剂,水用作吸收剂。
单级(只单级氨水吸收式制冷机的系统有一个吸收器)氨水吸收式制冷机单级氨水吸收式制冷机的系统图的工作原理与吸收式制冷机的工作原理相同,只是根据氨水溶液的特性在发生器的上部装有精馏塔和分凝器,用来提高氨蒸气的纯度。
单级氨水吸收式制冷机的蒸发温度一般可达-30℃左右;两级吸收(用两个吸收器)的蒸发温度则更低,可达-60℃。
氨水吸收式制冷机由于蒸发温度较低,可用于冷藏和工业生产过程,在化学工业中曾被广泛应用。
但这种制冷机设备较笨重,金属消耗量大,需要使用较高压力的加热蒸气;且氨有毒性,对有色金属起腐蚀作用,故应用日渐减少。
在家用冰箱中还使用一种吸收-扩散式制冷机,它也用氨水溶液作为工质,并充有氢气起平衡压力的作用。
特点这种制冷机可用电或煤油加热,无运动部件,使用方便,且无噪声。
编辑本段溴化锂吸收式制冷机工作原理用溴化锂水溶液为工质,其中水为制冷剂,溴化锂为吸收剂。
溴化锂属盐类,为白色结晶,易溶于水和醇,无毒,化学性质稳定,不会变质。
溴化锂水溶液中有空气存在时对钢铁有较强的腐蚀性。
溴化锂吸收式制冷机因用水为制冷剂,蒸发温度在0℃以上,仅可用于空气调节设备和制备生产过程用的冷水。
这种制冷机可用低压水蒸汽或75℃以上的热水作为热源,因而对废气、废热、太阳能和低温位热能的利用具有重要的作用。
基本结构溴化锂吸收式制冷机的发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器可布置在一个筒体内(称单筒式),也可布置在两个筒体内(称双筒式)。
双筒溴化锂吸收式制冷机为双筒式溴化锂吸收式制冷机的系统,它的工作原理与吸收式制冷机的工作原理相同,而差别在于-①使用蒸发器泵和吸收器泵,它吸收式制冷机的原理和特点们的作用是使冷剂水(制冷机)和吸收液分别在蒸发器和吸收器中循环流动,以强化与冷媒水(载冷剂)和冷却水的换热;②在冷凝器至蒸发器的冷剂水管路和发生器至吸收器的吸收液管路上均无节流阀,这是因为溴化锂吸收式制冷机高压部分与低压部分的压差很小,利用U型管中的水封和吸收液管路中的流动阻力即可将高低压力分开。
在单筒式制冷机中,冷凝器与蒸发器之间甚至可以不用U型管,而用一个短管或几个喷嘴代替。
溴化锂吸收式制冷机是1945年研制成功的,它可以利用低温位热能,又有较高的热力系数(单级的热力系数在0.7左右),故发展较快,在一些国家中已被普遍用于空气调节等方面。
类型溴化锂吸收式制冷机有多种类型,如两级发生的溴化锂吸收式制冷机,它可有效地利用高压加热蒸汽;两级吸收的溴化锂吸收式制冷机,它可有效地利用低温位热能;直燃式溴化锂吸收式制冷机,可利用油或煤气的燃烧直接加热等。
溴化锂吸收式制冷机还可与背压式汽轮机组成联合装置,利用汽轮机的排汽作为溴化锂吸收式制冷机的加热蒸汽,这样不但可提高水蒸汽的利用率,且同时可以满足几种要求,例如制冷和发电。
根据这一想法已经设计出溴化锂吸收式制冷机与离心式氟利昂制冷机联合工作的制冷机组。
它用背压式汽轮机直接驱动离心压缩机,并利用其排汽向溴化锂吸收式制冷机加热。
这种机组可生产较大的冷量,也可在不同的蒸发温度下生产冷量。
这种机组不但经济性好(汽耗率低),而且低负荷特性好,即在部分负荷时仍能保持较高的经济性。
编辑本段研究现状开利公司五十年代发明溴化锂吸收式制冷技术以后并没有马上大力推广(当时美国的电力、能源并不紧缺,全球对氟里昂制冷剂破坏地球大气臭氧层还没有引起足够的重视)、也没有进一步研究发展。
日本厂商引进溴化锂技术以后便大力发展,诸如荏原、日立、三菱重工、川崎重工等公司都形成了成熟、稳定的技术,现在日本国内溴化锂机组占据了主机市场份额的90%左右。
1982年(或许是1981年)溴化锂机组技术的发明者开利公司反过来向荏原公司购买溴化锂技术!包括约克、特灵等美国公司也纷纷向日本厂商购买溴化锂机组技术。
荏原总工高田秋一先生在1982年出版了《吸收式冷冻机》一书,被各国翻译成多种文字,引领了世界吸收式空调行业的发展aerodynamic behavior 空气动力特性after filter(or post-filter) 后置过滤器二次过滤器;补充过滤器after-power,residual heat power 剩余功率air change rate 换气率air delivery pipe 供气管道air filter unit 空气过滤机组air flow rate 空气流量air hose 空气软管air pump 抽气泵air self-cooling type 空气自冷式airborne particulate sample 气载粒子取样器alarm(output) module 报警(输出)组件alarm window 报警窗absorbed dose rate 吸收剂量absorption coefficient 吸收系数absorption ratio 吸收比acceleration pressure loss 加速度损失acceptance limit 可接受限值acceptance criterion 验收准则acceptance report 验收报告access 通道,入口accident conditions 事故工况accident management 事故处理accident prevention 事故预防accidental exposure 事故照射accumulated dose 累积剂量acid-proof tile 耐酸瓷砖active carbon filter 活性碳过滤器活性碳过滤器压力容器是一种内装填粗石英砂垫层及优质活性炭的压力容器。
功能:在水质预处理系统中,活性炭过滤器能够吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解,同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质,对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用,还具有降低COD的作用。
可以进一步降低RO进水的SDI值,保证SDI<5,TOC<2.Oppm。
活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。
组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积,具有很强的物理吸附能力。
水通过炭床,水中有机污染物被活性炭有效地吸附。
此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧官能团,使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。
活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备,作为水处理脱盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命,提高出水水质,防止污染,特别是防止后级反渗透膜,离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染。
影响活性炭过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有:污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。
实际选用时,要根据污染物种类、浓度和处理风量等条件,确定过滤器形式和活性炭种类。
活性炭过滤器的上下游均应有好的除尘过滤器,其效率规格应不低于F7。
上游过滤器防止灰尘堵塞活性炭材料;下游过滤器拦住活性炭本身的发尘。
active core height 堆芯活性高度中文名称:堆芯高度英文名称:core height 定义:装入堆芯的燃料组件的活性段高度,亦即燃料棒内芯块的垒高。
activity 活度administration building and emergency center ventilation system办公楼及应急中心通风系统adoption by equivalent 等同采用aerial cable 架空电缆aerosol 气溶胶气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。
它们能作为水滴和冰晶的凝结核(见大气凝结核、大气冰核)、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。
雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等,都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶。
气溶胶由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,又称气体分散体系。
其分散相为固体或液体小质点,其大小为10-3cm~10-7cm,分散介质为气体。
天空中的云、雾、尘埃,工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟,采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘,人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。
分类气溶胶按其来源可分为一次气溶胶(以微粒形式直接从发生源进入大气)和二次气溶胶(在大气中由一次污染物转化而生成)两种。
它们可以来自被风扬起的细灰和微尘、海水溅沫蒸发而成的盐粒、火山爆发的散落物以及森林燃烧的烟尘等天然源,也可以来自化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放的烟尘等人为源。
after-heat, residual heat 剩余释热air breaker 空气断路器科技名词定义中文名称:空气断路器英文名称:air circuit-breaker 定义:触头在大气压力下的空气中分合的断路器。
应用学科:电力(一级学科);变电(二级学科)空气断路器(自动开关):断路器的一种。
绝缘介质为空气。
是用手动(或电动)合闸,用锁扣保持合闸位置,由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关,目前被广泛用于500V以下的交、直流装置中,在电路中作接通、分断和承载额定工作电流和短路、过载等故障电流。