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沙龙娱乐网 > 核电 > 综述评论
核电 爽子 2016-03-10 14:30
沙龙娱乐网讯:
    核电站概括
 
    核电站是利用原子核裂变所释放的能量产生电能的发电站。核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛和利用蒸汽发电的常规岛。核电站使用的燃料一般是放射性重金属:铀、钚。
 
    现在使用较普遍的民用核电站大都是压水反应堆核电站,它的工作原理是:用铀制成的核燃料在反应堆内进行裂变并释放出大量热能;高压下的循环冷却水把热能带出,在蒸汽发生器内生成蒸汽,推动发电机旋转。
 
    什么是核电站
 
    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。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。但用的较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较成熟、较成功的动力堆堆型。
 
    为什么要发展核电
 
    核电与水电、火电一起构成世界电源的三大支柱,核电约占14%。迄今为止,世界能源需求的69%来自燃烧煤、石油、天然气等化石燃料。大量燃烧化石燃料所产生的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳和颗粒物等,带来令人忧虑的环境问题,而这些化石物质消耗的迅速增长,使它们在地球上的储量面临枯竭的境地。
 
    风力、太阳能、地热、潮汐能等,只能在一定条件下有限开发,很难大量使用。即便是较乐观地估计,在近一段时期内,上述几种能源中每种在能源总耗量中的比例,都很难超过1%。
 
    目前,技术上已较成熟,且能大规模开发使用并提供稳定电力的清洁能源唯有核能。核电是清洁、低碳的能源,有利于保护环境。
 
    众所周知,广东省是我国的能源消耗大省,且一次能源缺乏,每年西电东送约占广东省用电量的1/4。因此,发展核电对于广东省的社会经济稳定发展、能源结构调整、环境保护等均具有举足轻重的重要意义。
 
    全球有多少核电厂
 
    自1954年前苏联建成世界第一个核电厂,和平利用核能已经经历了60年的发展,核能发电已经成为一项成熟的工业技术。
 
    截至2014年5月底统计数据,世界上已有运行核电机组440座,核能已占世界电力装机7.17%。其中,核能发电量比重超过20%的国家13个,可以说,在这些国家,核能已经成为能源结构中的重要组成部分。
 
    我国核电站分布状况
 
    截止到2014年10月,中国大陆目前已建成投入商运的核电站有10座,共20台机组,分别为浙江秦山核电站一期、二期、三期,广东大亚湾核电站,岭澳核电站一期、二期,广东阳江核电站,福建宁德核电站一期,辽宁红沿河核电站一期,江苏连云港田湾核电站一期,总装机容量1807万千瓦。
 
    我国核电技术水平
 
    自1964年10月16日和1967年6月17日,第一颗原子弹和氢弹相继成功爆炸,就开启了我国掌握核能、利用核能的道路。1984年1月1日,我国加入国际原子能机构,以核电站建设为标志,中国的核工业从军用转向大规模和平利用。
 
    在我国核电建设的过程中,选用了80年代成熟的压水堆堆型技术,在传统标准设计基础上经过充分改进,其安全性有大幅提升,且其经济性具有明显优势。历经多年“引进、消化、吸收、再创新”,我国目前已经完成了核电的四个自主化:自主设计、自主建造、自主建设、自主运营。
 
    多年来,我国在运核电站保持安全稳定运行,安全生产业绩逐步迈入国际先进水平。2013年,与世界核营运者协会9项关键业绩指标比对,大亚湾核电基地在总共54项指标中有28项进入世界前1/10。
 
    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。
 
    压水堆核电站
 
    压水堆核电站以压水堆为热源的核电站。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。
 
    沸水堆核电站
 
    沸水堆核电站是以沸水堆为热源的核电站。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。
 
    重水堆核电站
 
    重水堆核电站以重水堆为热源的核电站。重水堆是以重水作慢化剂的反应堆,可以直接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂,重水堆分压力容器式和压力管式两类。重水堆核电站是发展较早的核电站,有各种类别,但已实现工业规模推广的只有加拿大发展起来的坎杜型压力管式重水堆核电站。
 
    快堆核电站
 
    快堆核电站由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能的核电站。快堆在运行中既消耗裂变材料,又生产新裂变材料,而且所产可多于所耗,能实现核裂变材料的增殖。目前,世界上已商业运行的核电站堆型,如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型,快堆可将铀资源的利用率提高到60%―70%。
 
    核电站是如何选址的
 
    核电站选址条件十分苛刻,对人口密度与分布、土地及水资源利用、动植物生态状况、农林渔业、工矿企业、电网连接、地质、地形、地震、海洋与陆地水文、气象等因素都有严格的要求。核电站选址必须做较严格的地震安全性评价(一级),要求将方圆150公里范围内的地震地质条件和地震活动性进行彻底摸查,在此区域内不能有活动断层,在5公里范围内不能有能动断层或指向场址方向的能动断层。
 
    核电站在设计上所采取的安全措施
 
    为了确保压水反应堆核电厂的安全,从设计上采取了所能想到的较严密的纵深防御措施。
 
    四重屏障:为防止放射性物质外逸设置了四道屏障:1.裂变产生的放射性物质90%滞留于燃料芯块中;2.密封的燃料包壳;3.坚固的压力容器和密闭的回路系统;4.能承受内压的安全壳。
 
    多重保护:在出现可能危及设备和人身的情况时,1.进行正常停堆;2.因任何原因未能正常停堆时,控制棒自动落入堆内,实行自动紧急停堆;3.如任何原因控制棒未能插入,高浓度硼酸水自动喷入堆内,实现自动紧急停堆。
 
    核电厂在管理方面采取的安全措施
 
    核电厂有着严密的质量保证体系,对选址、设计、建造、调试和运行等各个阶段的每一项具体活动都有单项的质量保证大纲。另外,还实行内部和外部监查制度,监督检查质量保证大纲的实施情况和是否起到应有的作用。另外对参加核电厂工作的人员的选择、培训、考核和任命有着严格的规定。领取操纵员执照,然后才能上岗,还要进行定期考核,不合格者将被取消上岗资格。
 
    核电厂发生自然灾害时,它能安全停闭
 
    在核电厂设计中,始终把安全放在第一位,在设计上考虑了当地可能出现的较严重的地震、海啸、热带风暴、洪水等自然灾害,即使发生了较严重的自然灾害,反应堆也能安全停闭,不会对当地居民和自然环境造成危害。在核电厂设计中甚至还考虑了厂区附近的堤坝坍塌、飞机附毁、交通事故和化工厂事故之类的事件,例如一架喷气式飞机在厂区上空坠毁,而且碰巧落到反应堆建筑物上,设计要求这时反应堆还是安全的。
 
    核电站的纵深防御措施
 
    核电站的设计、建造和运行,采用了纵深防御的原则,从设备上和措施上提供多层次的重叠保护,确保放射性物质能有效地包容起来不发生泄漏。纵深防御包括以下五道防线:第一道防线:精心设计,精心施工,确保核电站的设备精良。有严格的质量保证系统,建立周密的程序,严格的制度和必要的监督,加强对核电站工作人员的教育和培训,使人人关心安全,人人注意安全,防止发生故障。第二道防线:加强运行管理和监督,及时正确处理不正常情况,排除故障。第三道防线:设计提供的多层次的安全系统和保护系统,防止设备故障和人为差错酿成事故。第四道防线:启用核电站安全系统,加强事故中的电站管理,防止事故扩大。第五道防线:厂内外应急响应计划,努力减轻事故对居民的影响。有了以上互相依赖相互支持的各道防线,核电站是非常安全的。
 
    核电站的三道安全屏障
 
    核电站第一道屏障是燃料元件包壳。铀富集度低于5%的二氧化铀陶瓷芯块叠装在锆合金包壳管内,两端用端塞封焊住。
 
    第二道屏障是将反应堆冷却剂和放射性物质全部包容在内的一回路压力边界。一回路压力边界包含装载核燃料元件包壳的压力容器。
 
    第三道屏障是安全壳,即核反应堆厂房。它将一回路压力边界包容在内。当事故(如失水事故、地震)发生时,它能阻止从一回路系统外逸的裂变产物泄漏到环境中去,是确保核电厂周围居民安全的较后一道防线。安全壳也可保护重要设备免遭外来袭击(如飞机坠落)的破坏。
 
    核电站的应急体系
 
    核应急是针对核电站可能发生的核事故,进行控制、缓解、减轻核事故后果而采取的紧急行动,所有核电国家都设有核应急机构。中国是国际原子能机构成员国,同时也是“核应急国际公约”及“核安全公约”的缔约国,承担着相应的国际义务。
 
    为降低可能发生的核事故的影响,我国核电站的周边划分有5公里、10公里等不同的应急区域。在核电站建设和运营过程中,根据国家规定,必须建立完备的应急计划、应急设备和应急体系,并进行定期的应急演习,确保核电站在可能发生事故时周边群众能及时安全地得到转移。
 
    根据2003年颁布的《核电厂核事故应急演习管理规定》,核电站营运单位、核电厂所在地的省、市需要定期开展核应急演习。根据演习的具体目的和所涉及的范围与内容,核应急演习可分为三类:单项演习、综合演习和联合演习。
 
    核电站的抗震防设标准是如何确定的
 
    核电站在前期工程咨询阶段,要按照法规要求深入研究核电厂址所在地的地质构造情况,根据历史上可能出现的较大地震记录,并考虑一定地震的裕量,计算出核电站的安全停堆地震,核安全相关的厂房和设备要按照抵御该等级地震进行设计。以大亚湾核电站为例,其核安全相关设施或构筑物均是按8度地震烈度进行抗震设计。在此烈度下对核电站的安全不会产生影响。
 
    核电站会不会像原子弹那样发生爆炸
 
    虽然核弹和核反应堆都是以铀为原料,但两者对纯度的要求完全不同。生产核弹时,你需要付出昂贵的代价去除杂质铀238,需要铀235的纯度在90%以上,而反应堆中核燃料一般只需要纯度5%以下的铀。正如高度白酒可以点燃,啤酒却不能点燃的道理一样,反应堆即使失控,也不会像原子弹那样爆炸,因为核燃料纯度不够。
 
    前苏联切尔诺贝利核事故是蒸汽爆炸,日本福岛第一核电站是氢气爆炸,都不是核爆炸。
 
    什么是天然本底辐射
 
    辐射存在于整个宇宙空间,人类有史以来一直受着天然电离辐射源的照射,包括宇宙射线、地球放射性核素产生的辐射等。人工辐射是指与核相关的人为活动引起的对公众的照射,主要是医疗照射,一次胸部透视可以达到0.02毫希。
 
    联合国原子辐射影响科学委员会2010年发布报告称,在所有人为因素导致的辐射中,医疗辐射所占的比例高达98%。核电站产生的辐射剂量非常小,约0.25%。
 
    核事件是如何分级的
 
    《国际原子能机构核事件分级表》(INES)是由国际原子能机构和经济合作与发展组织核能机构召集国际专家制订的,目的是交流有关核设施事件的安全意义,用于以协调一致的方式迅速向公众通报有关辐射事件的安全意义。
 
    对于事件的考虑来自其在以下三个不同方面的影响:对人和环境的影响;对设施的放射屏障和控制的影响;以及对纵深防御的影响。
 
    核工业规范严谨,任何异常事件均会按照分级表作分析及分类。分级表将事件分为7级:1—3级称之为“事件”;4—7级称之为“事故”。无安全意义的事件被划分为“分级表以下/0级”,一般称之为偏差。对于在辐射或核安全方面没有安全相关性的事件,分级表没有对它们进行定级。
 
    该分级表作为一个交流工具,它的主要使用意义还在于促进科技界、媒体和公众之间对事件的安全意义进行交流和了解。目前,国际原子能机构强烈鼓励所有国家按照以下商定的准则进行事件的相关交流:被定为2级或2级以上的事件;或引起国际公众兴趣的事件。
 
    我国核电站周围会不会发生日本这样的9级地震
 
    地震多发区的分布是有规律的,即大多处于板块的边缘地带。日本位于亚欧板块和太平洋板块的交界处,处于太平洋板块向亚欧板块俯冲带上,地壳运动活跃,强震主要发生在板块俯冲、碰撞地带。
 
    我国大陆位于欧亚板块的东南部,大陆东部的沿海地带远离构造变形强烈的南北构造带和菲律宾海板块俯冲带,南部沿海地带也远离构造变形强烈的我国南北构造带和吕宋岛弧板块俯冲带,不会出现与本次日本地震震级相当的强烈地震。
 
    中广核集团在运和在建核电站在核电厂址普选、初可研和可研等前期工程阶段,已充分考虑地震等自然灾害对厂址安全的影响,并通过了国家核安全局严格的厂址安全评审,各厂址附近地壳安全稳定。核电厂址在一个完整的花岗岩岩体上,是相对稳定的地块,而且核电站的抗震安全设计上也有很大的裕量。
 
    我国核电站会不会遭遇福岛那么大的海啸
 
    日本福岛核电站在地震后是安全可控的,相关厂房和设施基本完整。根据事故分析,海啸淹没柴油机是导致事故出现不可控恶化的开端。
 
    海啸,是由风暴或海底地震造成的海面恶浪并伴随巨响的现象,是一种具有强大破坏力的海浪。海啸通常由里氏6.5级以上深海地震引起,且海水深度达到1000米量级才可能形成规模较大的海啸。
 
    我国沿海区域处于宽广大陆架上,水深较浅且大都在200米以内,不利于地震海啸的形成与传播,如在大亚湾海域,水深只有20~30米。当海啸波从深海传播到我国近海区域时,受外海岛屿和宽广的大陆架浅海海床摩擦阻力影响,其能量已迅速衰减。我国沿海海岸记录到的历史上较高的海啸峰值仅为0.51米。我国沿海在运、在建核电站厂址不会出现类似日本的强烈海啸。
 
    我国沿海核电站能否抵御强台风
 
    对于我国沿海的核电厂址,面临较大的自然灾害风险是超强台风。大亚湾、阳江、台山等核电基地也都处在热带台风经常发生的地区。
 
    滨海核电厂址设计基准防洪水位设计为超越概率10%的天文高潮位、可能较大风暴潮增水、电厂寿期内海平面升高之和,在考虑叠加因素的同时,中广核集团各核电项目在设计上均留有足够的裕量。
 
    核电站废物,对人民生活不会产生有害影响
 
    核电厂的三废治理设施与主体工程同时设计,同时施工,同时投产,其原则是尽量回收,把排放量减至较小,核电厂的固体废物完全不向环境排放,放射性液体废物转化为固体也不排放;像工作人员淋浴水、洗涤水之类的低放射性废水经过处理、检测合格后排放;气体废物经过滞留衰变和吸附,过滤后向高空排放。核电厂废物排放严格遵照国家标准,而实际排放的放射性物质的量远低于标准规定的允许值。所以,核电厂不会对给人生活和工农业生产带来有害的影响。
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