走近核电站，本文主要内容关键词为：核电站论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
核电站是一种既安全可靠、又节约能源及保护环境的发电方式。让我们走近核电站，了解一下核电站原理与核电现状。
1 核电站原理
从原理上讲，核电站实现了核能→热能→电能的能量转换。核电站中的能量转换借助于三个回路来实现。如图所示，反应堆冷却剂在主泵的驱动下进入反应堆，流经堆芯后从反应堆容器的出口管流出，进入汽蒸发生器，然后回到主泵，这就是反应堆冷却剂的循环流程（一回路流程）。在循环流动过程中，反应堆冷却剂从堆芯带走核反应产生的热量，并且在蒸汽发生器中，在实体隔离的条件下将热量传递给二回路的水。二回路水被加热，生成蒸汽，蒸汽再去驱动汽轮机，带动与汽轮机同轴的发电机发电。做功后的乏蒸汽在冷凝器中被三回路水（海水或河水、湖水）冷凝为水，再补充到蒸汽发生器中，同时带走核电站的弃热。从设备上讲，核电站的反应堆和蒸汽发生器起到了相当于火电站的化石燃料和锅炉的作用。
核电站原理示意图
2 反应堆及其分类
反应堆是核电站的心脏，它是使原子核裂变的链式反应能够有控制地持续进行的大型设备。反应堆中的控制棒是操纵反应堆、保证其安全的重要部件，它是由能强烈吸收中子的硼、镉等材料制成。反应堆的类型很多，根据不同的标准，可以有多种分类。
2.1 快堆与慢堆（热堆）
当前世界上绝大多数反应堆均为热中子反应堆，简称“热堆”或“慢堆”。“快堆”即快中子反应堆，它与“慢堆”的根本区别在于引起核裂变的“炮弹”是高能的快中子。
2.2 压水堆与沸水堆
在正常运行条件下，压水堆内的水由于受到很高压力，始终处于“液态”。我国已建成的秦山核电站（一期）和大亚湾核电站以及正在建设的秦山二期、岭澳和田湾核电站均采用压水堆。沸水反应堆内的水处于汽、液两相的状态。
2.3 轻水堆与重水堆
氢有三种同位素：氕（[1][,1]H）、氘（[2][,1]H）、氚（[3][,1]H）。普通水中的氢原子是“氕”，这种水称为“轻水”。若水中的氢原子是“氘”，则称为“重水”。“轻水堆”和“重水堆”的区别在于反应堆的冷却剂、慢化剂是“轻水”还是“重水”。秦山三期核电工程采用的是重水堆。
3 核电现状
核电从其诞生之日起，就显示了强大的生命力。1954年，前苏联建成世界第一座实验核电站，功率为5000kW（5MW）。1957年世界上第一座商用核电站——美国希平港60MW核电站并网发电。目前，世界上有436台运行的核电机组，总装机容量为351718MW（2000年3月）。法国是核电占总发电量份额最大的国家。达到75％，美国是核电净装机容量最多的国家，有104台核电机组在运行，装机总容量超过10[5]MW。人们正在加紧开发利用快中子增殖反应堆发电，把占天然铀99％以上的铀238同位素利用起来，现有的核燃料资源的利用率就会增加60～70倍。现在的核电站都是利用核裂变能发电，如果实现了可控核聚变，人类就可以用氘来发电。1L海水可提取0.03g氘，这些氘通过核聚变能释放相当于300L汽油所提供的能量。到那时，人类能源问题将获得彻底解决。
秦山核电站（一期）位于杭州湾畔海盐县境内，它是中国核工业第二次创业的典范，是中国人民的骄傲。秦山核电站（一期）的成功建设，结束了祖国大陆无核电的历史，从此成为世界上第七个具备自主设计、自主建造、自主调试和自主运营管理核电站能力的国家。秦山核电站（一期）于1985年3月浇筑第一罐混凝土，1991年12月15 日首次并网发电，至今发电已超过138亿KWh。目前我国大陆上有两个核电站、三台核电机组在运行，它们是秦山核电站（一期）一台30万kW压水产堆核电机组、大亚湾核电站两台90万kW压水堆核电机组。位于广东省深圳市东部45km处的大亚湾核电站，是我国引进国外资金、设备和支持建设的第一座大型商业核电站。1999年我国核发电量占总发电量的1.15％。“九五”期间，我国有8台机组660万kW装机容量的核电工程陆续开工并正在建设。1996年6月2日秦山二期2×60万kW压水堆核电工程开工建设， 第一台机组计划于2002年6月并网发电，2003年4 月第二台机组并网发电。1997年5月15日与大亚湾核电站毗邻一公里处、我国自主建设的最大商用核电站——广东岭澳2×100万kW 压水堆核电工程开工建设， 计划到2002年7月两台机组并网发电投入商业运行。1998年6月2日秦山三期2×70万kW重水堆核电工程开工建设，将于2002年、2003年相继投入运行。1999年10月20日位于江苏连云港的田湾2×100万kW压水堆核电工程开工建设，其机组是由俄罗斯引进的，计划分别于2004、2005年投入运行。到2005年前后，我国将有近900万kW的核电机组运行发电。
2000年12月21日14时31分，我国拥有自主知识产权的第一座10mw高温气冷实验堆首次成功达到临界，这标志着我国在先进核能技术研究方面取得了重要进展，同时为今后实现高温气冷堆国产化打下了良好的基础。10kw高温气冷堆于1995年6月动工兴建。其中反应堆压力壳、 蒸汽发生器等关键设备制备要求高，技术难度大，涉及许多新标准、新工艺，在我国均属空白。经过设计人员的艰苦努力，圆满完成了加工制造任务，使我国成为世界上为数很少的几个能够设计制造高温气冷堆关键设备的国家之一。10kw高温气冷堆是“863计划”重点项目， 由清华大学核能技术研究设计院设计并负责建造。高温气冷堆是一种安全性、经济性好的先进反应堆，它采用陶瓷燃料元件，在任何情况下都不会发生严重核事故。