核反应堆结构与材料.ppt
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1、2019/7/8,核科学与技术学院,1,核反应堆结构与材料,王建军 wang- 电话:82569655,2019/7/8,核科学与技术学院,2,课程总体结构和要求,总体内容包括 核反应堆结构 核反应堆材料 要求 建立对核反应堆的基本认识 掌握、了解典型反应堆结构特点 掌握核反应堆材料的基本要求、典型材料特点以及作用原理等,2019/7/8,核科学与技术学院,3,课程考核方法,以期末闭卷考试为主 平时成绩作为辅助 出勤率 课堂表现 开放性作业,4,核能无穷的能源,核裂变反应,核裂变能,如全部利用,能供使用2400-2800年,所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍 。如实现可控核聚变
2、,能供使用上千亿年。,铀、钍矿,5,核能,你的联想?,核动力与核武器 核潜艇、核动力航母 日本长崎、广岛原子弹 伊朗、朝鲜核问题 核能安全问题(事故) 日本福岛核事故 切尔诺贝利事故 美国三哩岛事故 核电站 :能提供17%的清洁能源,6,结论,核电是目前唯一能解决未来能源危机的清洁能源; 未来核电的发展趋势: 更高的安全性; 更可靠稳定性; 更高的抵抗非人为的自然灾害能力; 经济性更加突出; 放射性废物处理更方便; 更成熟的技术及先进的理念;,7,核电站,268 座压水堆核电站 94 座沸水堆核电站 23 座气冷堆核电站 40 座重水堆核电站 12 座石墨水冷堆核电站 3 座快中子堆核电站 压
3、水堆核电站共发电249GW(2.49亿千瓦) 占核电总发电量 65%,核电已成为30多个国家能源组成中不可或缺 的部分,目前世界共有 441 座核电站运行,8,国内外核电发展概况,国际:约463堆,总功率约3.7亿千瓦 全球平均:容量占11%,电量占17% 发达国家平均:容量占20%,电量占30%,装机容量:美国居首位,占1/4 发展速度:法国、日本、韩国 发展国家:韩国、中国,9,世界核电分布,10,11,12,13,核能发电的发展趋势,14,1942年世界上第一座核反应堆运行成功,15,核反应堆发展历程,实验示范阶段(1946-1965) 高速发展阶段(1966-1980) 滞缓发展阶段(
4、1980-2000),良性循环:改进技术,降低成本及大规模出口 这一时期基本形成了目前世界核电的格局 美国:压水堆Model 212、Model 312,Model 314 ,Model 412、Model 414;沸水堆(BWR) 法国、日本、韩国:Model 412、System80 等标准核电站,美国-苏联引导核电发展 第二世界国际积极跟进 英国,法国:原型天然铀石墨气冷堆核电站 加拿大:天然铀重水堆核电站,1973,1979 年两次石油危机 1979年3月美国三哩岛事故雪上加霜 1986年苏联切尔诺贝利核电事故致命一击 要求更安全的第三代核电站,第三代核能系统应运而生。,16,核动力堆
5、第二春天?(2000-),经济发展受能源及环境制约凸显 美国把扩大核能作为国家能源政策的重要组成部分; 俄罗斯制定了较大规模的核电计划,已在南方建造一座100 万千瓦的反应堆,还有4座机组也在建设中; 日本政府提出核电立国,计划在2010年前新建13座核电厂,2011年后再建7座核电厂; 近期,亚洲有11个国家分别提出将要发展核电 第三代核电系统EPR2005年芬兰动工,2007年法国动工 第三代核电系统AP1000 2007年在中国动工。 (海阳,三门),17,当前核能面临的挑战,如何实现可持续发展? 核能面临的挑战可归结为: 可管理的废物、燃料资源的有效利用和环境效益 有竞争力的经济性 公
6、众认可的安全性 核能系统和核燃料的安全保障,18,对第四代核能系统的要求,2000年美国提出第四代核能系统的概念。这个概念已在世界上被广泛接受,组成第四代核能系统国际论坛,中国已参加该论坛。 可持续性 经济性 安全性 防止扩散,19,未来的第四代反应堆,两年评估的结果,6种第四代反应堆堆型入选(2002年提出),20,世界能源特点,目前全世界能源总消费量约为130亿吨标准煤,化石能源占85%以上,从能源的供应结构来看,目前世界上消耗的能源主要来自煤、石油、天然气三大资源。 资源问题;环境问题 政治冲突;外部成本,21,我国能源结构特点,能源结构上:以煤为主体,石油和天然气资源不丰富,一次能源消
7、费占能源消费量的70,电力能源结构以煤为主,煤电占发电总量的77。 能源区域分布与工业布局不平衡,而且相反。 中国已成为世界第二大能源生产与消费国、第一大煤炭生产与消费国、第二大石油消费国及石油进口国、第二大电力生产国。,22,能源问题困扰中国,北煤南运运输量十分巨大,经济上也不合理。 西电东送技术上难度大,经济上代价高。 发展核电核电在工业发达国家已有几十年的发展历史,核电已成为一种成熟的能源。,23,中国需要发展核电,国家中长期科技发展规划(20062020年)提出中国发展面临的瓶颈是能源、资源和环境问题 本世纪中叶达到中等发达国家的水平:一次能源消费45亿吨标煤/年,电力装机16亿千瓦。
8、,24,我国核电站分布图,25,秦山一期核电厂300MW,大亚湾核电厂2900MW,1994年2月1日和5月6日 两个机组分别投入商业运行,1991年12月15日并网发电,我国核电发展现状(运行核电站),26,我国核电发展现状(运行核电站),秦山二期650MW核电站 1、2机组分别与2002年2月6日、2004年5月并网发电,岭澳核电站 1、2机组分别与2002年2月26日、2002年9月并网发电,27,我国核电发展现状(运行核电站),江苏田湾核电站 1、2机组分别与2006年5月12日、2007年5月并网发电,秦山三期核电站 1、2机组分别与2002年11月19日、2003年6月并网发电,2
9、8,我国核电发展现状(已开工项目),福清核电站6X1000MW 1、2号机组2008年12月开工 图为2号机组第一罐混凝土,方家山 2X1000MW核电站 1、2号机组2008年12月开工,29,我国核电发展现状(已开工项目),三门核电站 2X1250MW AP1000 (三代机型) 2009年3月开工,海阳核电站 2X1250MW AP1000 (三代机型) 2009年9月开工,30,我国核电发展现状(已开工项目),台山核电站 2010年4月15日开工,31,我国核电发展现状(已开工项目),昌江核电站 2010年4月25日开工,32,核能的最初应用核武器,1939年二战爆发,美、英、德等国研
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