新能源技术核能与核电61页PPT

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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！Βιβλιοθήκη 63新能源技术核能与核电21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。

美国：风能首当其冲 日本：太阳能铺就新能源路 英国：风能核能并举 丹麦：靠风“驱动”的国家 芬兰：生物能源独辟蹊径 冰岛：利用地热不再依赖石油 挪威：借风发展“氢经济”

一、原子核能
二、太阳能
三、风能
四、氢能
五、海洋能 六、地热能 七、生物质能
一、原子核能
1、原子核能
原子核能是原子核结构发生变化时释放出的能量，习惯上称 作核能或原子能。 原子核的变化过程有两种：一种是自发的变化过程，叫放射 性锐变。地球上由放射性锐变释放的原子核能在地球内部可以 转变为地热。另一种是人工制造的变化过程，叫核反应。 核反应是原子核与原子核或原子核与基本粒子相互作用时释 放的能量的过程。核反应有两种： 一是核裂变反应，是重元素的原子核发生分裂的反应。 二是核聚变反应，是氢元素的原子核发生聚合的反应。 这两种反应所释放出来的巨大能量在原子弹爆炸和氢弹爆炸中用的能源中，太阳能是最重要的。各种草木燃 料能、化石燃料能、风能、水能、海洋流能、海洋温差等归 根结底也是来源于太阳的辐射能。太阳能是一种巨大且对环 境无污染的能源。太阳能中只有大约二十二亿分之一辐射到 地球，其中30%被大气层反射掉，23%被大气层吸收掉，但是 每秒钟辐射到地面的总能量有8.0×1013kW，相当于目前全 世界发电总量的8万倍。 对太阳能的利用，有间接利用与直接利用两种。间接利 用是利用由太阳能转化的其他能量，如生物质能、化石能、 风能、水能、海洋能等。人类对太阳能的开发时直接利用太 阳能，主要有：光热转换、光电转换和光化学转换。
制作者：孙彬彬 宋丹丹
新能源是近几十年来人类采用新技术开发的 可再生能源。新能源的开发和利用将从根本上解 决能源问题。
如：原子核能、太阳能、风能、地热能、 海洋能、生物质能和氢能等。 新能源能再生，对环境影响小，但对开发的 技术要求高。 新能源的开发和利用，虽短期成本较高，长期 将占优势，能大量节省能源，大幅减少污染，提高 人民生活的质量，获得显著的经济和环保效益。

辐射防护与核安全
1 9 8 6 年4 月2 6 日1 时2 3 分4 4 秒，乌克兰 切尔诺贝利核电站4 号机组核反应堆产生爆炸， 顿时引起一片火海。反应堆内的放射性物质大量 泄漏，乌克兰一半以上的土地遭到了不同程度的 核污染，1 3 万居民被迫迁移他乡，3 0 0 多万人 受到核辐射侵害。成为人类和平利用核能历史上 最惨痛的悲剧。
的持续照射；二是中高剂量率、大剂量水平下的短时 间照射。
对于该种照射的防护可采用距离防护、时间防护 和屏蔽防护三种方法。
——内照射防护 放射性物质进入人体内部会引起内照射，进入人
体的放射性元素会在体内转移、沉积和排出。 其防护方法主要是湿式操作和进行封闭。
辐射防护与核安全
◆核安全
我们应该认识到这样的事实： 核反应堆不是原子弹，它不会爆炸； 由于核能与放射性密不可分，因此它一出现
B：核聚变的应用
几十年来受控核聚变研究受到国际广泛重视， 投入大量人力和资金开展各种实验研究，其目的是要 实现核聚变能的和平利用，建立核聚变堆及聚变能电 站。
当前开展核聚变研究的最重大的国际合作项目， 就是建造国际热核实验堆（ITER）。
1987年春，IAEA总干事邀请了欧共体、日、 美、苏的代表在维也纳开会，讨论加强聚变国际合作 问题。它们达成了共同协议，联合进行ITER概念设计 和辅助研究开发活动。
概述：
核能主要是指裂变能和聚变能。前者是铀、 钚等重元素的核分裂时释放出来的能量; 后者是氘、氚等轻元素的核聚合时释放出来 的能量。
核能应用的反应原理
1．裂变能 裂变能来自某些重核的裂变。例
如铀－235核的分裂方式有许多种，下面的 式子表示的只是其中之一种：
U 235
92
01n15461Ba

3
直流输电技术介绍
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核电技术简单介绍
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P3
风力发电及并网技 术
1 风力发电的基本原理及结构 2 现代风力发电技术的发展概述 风力发电并网中的关键技术 4 未来风电技术发展的展望
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中国的能源状况
中国是一个能源资源相对贫乏的国家，人均占有能源资源仅相当于世 界平均数的一半。
主要化石资源占世界资源的比例和排名
天然气
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我国电源装机及发电情况
电源
煤电 水电 核电 风电
2009
装机容量
电量
(GW) 652 197 9.1 26
(%) 75% 23% 1.0% 3.0%
(TWh) 2987 513
70 26
(%) 82% 14% 1.9% 0.7%
合计
874
100%
3664
100%
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1、风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
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1. 风力发电的基本原理及结构
变速恒频风力发电系统
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G128-4.5MW 半直驱
2008年底Gamesa 在西班牙 Cabezo Negro安装了半直驱的G128--4.5MW风电机组 .风轮直径 128米，机头重量250吨
传动系统采用紧凑型设计，包含主轴（双轴承）、两级齿轮箱(1:37)和永磁同步 发电机；
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大规模风电接入电网的影响
对调峰调频 能力的影响
风电对电网 的影响
对无功功率 平衡与电压 水平的影响
对稳定性 的影响
对电能质量 的影响
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风电并网存在的相关问题
1、并网运行问题 （1）调峰问题 风电出力具有随机性、间歇性，反调

我国十分重视核能的利用，目前，秦山核电 站和大亚湾核电站已经运行发电，几座新的 核电站正在建设之中。
受控制的核聚变仍然在研究中，如果成功将彻 底解决人类的能源问题。
2、产生动力
➢ 作为动力推动船舰，原子破冰船，核动力 商船等。 ➢ 优点：续航力强，马力大，航速高。
美国的尼米兹级航母应用的核动力在不加任何燃 料的情况下可续航20年。
2 9U 3 2 0 1 n 5 1 5X 4 4 9 3 0 S e 4 8 2 0 1 r n
裂变后形成的中等质量的核具有过多的中子，由于 中子具有放射性，所以这些中等质量的核是不稳定的。 它们通过一系列的衰变，放射性的中等质量的核才 转化为稳定核。
15440Xe: 154 X 40 e 154 C 50-0 s 1e 154 C 50 s154 B 60-a 0 1e 154 B 60 a 154 L 70-a 0 1e
1.干净环保，基本上不排放有害气体，尤其是 不排放温室气体；
2.消耗燃料少，燃料运输成本低。 （大亚湾核电站每年仅需消耗核燃料60吨左右 ，而同等规模的火力发电站则每年需要消耗燃
煤600万吨左右。）
核电站的废物处理系统
核能利用前景
目前，全世界核电站的发电量约占总发电量 的20%。2030年将达到25%。
1954年3月1日实现，美国在太平洋上的比基尼氢弹产生的破坏力是投向广岛的原子弹的750倍 。
我国于1967年6月17日爆炸了第一颗氢弹。
太阳的能量来自太阳内部的核聚变，地球的能 量主要来自太阳能。
二、核能的和平利用
1、核电站 如果使原子核的裂变和聚变在可以控制的
具有能量 E1uc21.494 4 1 9 0 1J 068
9.340 61020M 5 eV

ERA
核辐射与安全标准
核辐射种类
包括α、β、γ射线等，具有穿透能力和电离作用。
安全标准
为保障人体健康，规定了核辐射的最大容许剂量和暴露时间。
监测设备
用于实时监测核辐射水平和提供预警。
核反应堆安全系统
反应堆冷却系统
确保反应堆在正常或异常情况下能够得到有效冷却。
安全壳
用于容纳反应堆和防止放射性物质外泄。
ERA
核反应堆
核反应堆定义
核反应堆是核能发电的核心设施，通过可控核裂 变反应产生热能。
核反应堆类型
根据用途和设计，核反应堆有多种类型，如轻水 堆、压水堆、沸水堆等。
核反应堆结构
核反应堆由堆芯、反射层、冷却剂系统等部分组 成，各部分协同工作以维持核裂变反应。
蒸汽发生器
01
02
03
蒸汽发生器作用
蒸汽发生器利用反应堆产 生的热能将水转化为蒸汽 ，驱动涡轮机转动。
核能与风能结合
风能和核能在能源生产上也有互补性，风能的波动性和核能的稳定性可以相互补充，提高 能源供应的稳定性。
核能与地热能结合
地热能和核能在能源生产上也有互补性，地热能的稳定性和核能的效率可以相互补充，提 高能源供应的效率和稳定性。
THANKS
感谢观看
核能发电优势
核能发电具有高效、低成本、低污染等优势。核能发电的能量密度高，能够实现大规模 发电，且运行成本相对较低。同时，核能发电不依赖于化石燃料，减少了温室气体排放
。
核能发电挑战
核能发电也存在一些挑战，如核安全、核废料处理、公众接受度等。核能发电存在潜在 的放射性泄漏风险，需要严格的安全措施来保障。此外，核废料的处理和处置也是一大 难题，需要高度专业化的设施进行处理和长期储存。另外，由于核能技术的特殊性，公

02
核能发电
核能发电原理
1
核能发电是将核反应堆中产生的热能转化为电 能的过程。
2
核反应堆利用铀、钚等放射性核燃料进行核裂 变反应，产生大量热能。
3
蒸汽发生器将热能传递给水，产生蒸汽，推动 汽轮机转动，从而带动发电机发电。
核能发电系统组成
核反应堆
是核能发电的核心装置，负责产生热能。
控制系统
负责控制核反应堆的稳定运行和调节发电 功率。
THANKS
谢谢您的观看
蒸汽发生器
将核反应堆产生的热能传递给水，产生蒸 汽。
发电机
将汽轮机的机械能转化为电能。
汽轮机
利用蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发 电。
核能发电的优势与局限
• 优势 • 能源密集度高：核燃料能量密度高，相较于化石燃料更加高效。 • 温室气体排放少：相较于化石燃料发电，核能发电的温室气体排放量更少。 • 可大规模利用：核能发电可以建设大型核电站，满足大规模电力需求。 • 局限 • 建设和维护成本高：核电站建设和维护成本较高。 • 存在放射性污染风险：核燃料和放射性废料的处理和储存存在放射性污染风险。 • 核扩散风险：存在核材料被恶意利用的可能性，可能带来潜在的威胁。
术，可以将海水转化为淡水，解决全球范围内的水资源短缺问题。
核能对环境影响
温室气体排放
核能发电过程中不产生温室气体排放，因此对环境的影响较小。相比之下，化石 燃料燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体。
放射性废料处理
虽然核废料的处理和处置需要非常严格的安全措施和高度专业化的设备，但是放 射性废料对环境和人类健康的影响是长期的、潜在的。因此，需要采取有效的措 施来处理和处置放射性废料，确保其对环境和人类的影响最小化。

压水堆原理图
沸水堆原理图
核能概述
核聚变
发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的 原子核，并伴随着巨大的能量释放一种核反应形式。
核聚变原理图
核能概述
核聚变
通常有三种方式来产生核聚变：重力场约束、惯性约束、磁约束。 其中主要的可控核聚变方式有：激光约束（惯性约束）核聚变、磁约 束核聚变。
核能概述
奥本海默
核能的应用
核能发电
在自然资源短缺、环境污染生态破 坏大背景下，低碳发展理念盛行于世。 核能发电是解决未来能源问题的最佳 方法之一。
核能的应用
核能发电
—核裂变
核电站在种类上分有压水堆、沸水堆、重水堆等类 型。从安全性，可持续性等角度看，核电站已经发展到 第四代。第四代核电站更加安全，更加环保。
核聚变
激 光 约 束 核 聚 变 原 理 图
托卡马克—磁约束可控核聚变
核能概述
核聚变
相同质量，核聚变产生 的能量远大于核裂变产生的 能量。
聚变能与裂变能比较
核能概述
1千克铀-238的全部核的裂变将产 生20,000兆瓦小时的能量，与燃烧 2500吨煤释放的能量一样多。
每1Km^3海水中氘原子所具有的 潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的 能量，这个数字约为地球上蕴藏的石 油总储量！
冷聚变
“E-CAT”装置将极微小的 镍粉颗粒放在一个容积为一升 的小容器中，与一些未公开的 （知识产权的原因）非放射性 催化剂混合，和氢气一起加温 加压，温度升到450—500摄氏 度左右，即开始发生核聚变反 应，同时产生大量的热能。
核能的未来
冷聚变
5千瓦的E -CAT 小型冷聚变反应堆
1兆瓦的E-CAT集成冷聚变反应堆

渗透压与盐差和温度成正比。盐差蕴藏的功率 等于渗透压与渗流流量的乘积。通常在河水和海水 交界处，渗透量为1m3/s时，则会有2500W左右的潜 在功率，相当25个大气压所具有的能量。
盐差能的利用主要是盐差发电。其方式有直接 耦合式、外混式、内混式等几种。
可编辑课件
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（5）海流能
海水在海中沿水平方向或垂直方向上大规模流 动称为海流。海流没有明显的边界，但总是沿一定 路线稳定运动，或成线，或成圈，还有的绕流，可 以在接近海面，也可以海中某深度发生。海流的能 量由热能和动能组成，可利用的首先是动能，动能 的功率与流速的立方成正比。据估计，全世界海流 能拥有量约50亿千瓦。
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风能的应用
可编辑课件澳大利亚风力发电 33
风能的应用
可编辑课件
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四、核能
1、原子核能
原子核能是原子核结构发生变化时释放出的能量，习惯上称
作核能或原子能。
原子核的变化过程有两种：一种是自发的变化过程，叫放射
性锐变。地球上由放射性锐变释放的原子核能在地球内部可以
转变为地热。另一种是人工制造的变化过程，叫核反应。
人民生活的质量，获得显可著编辑的课件经济和环保效益。
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❖ 美国：风能首当其冲 ❖ 日本：太阳能铺就新能源路 ❖ 英国：风能核能并举 ❖ 丹麦：靠风“驱动”的国家 ❖ 芬兰：生物能源独辟蹊径 ❖ 冰岛：利用地热不再依赖石油 ❖ 挪威：借风发展“氢经济”
可编辑课件
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一、太阳能
二、海洋能
三、风能
四、核能
对太阳能的利用，有间接利用与直接利用两种。间接利 用是利用由太阳能转化的其他能量，如生物质能、化石能、 风能、水能、海洋能等。人类对太阳能的开发时直接利用太 阳能，主要有：光热转换、光电转换和光化学转换。