1、核動力工程和輻射科學理論（上） 第三章核電站以及反應(yīng)堆 (A) 世界核電發(fā)展現(xiàn)狀世界核電廠分布截至2005年1月，全世界運行的核電機組有441 個，總發(fā)電量為367 GW(e) 。另外，還有24核電機組正在建設(shè)中。各國核電占總發(fā)電量的比例（2002）美國法國日本韓國中國(1.8%, 2004)德國我國計劃到2020年核電將達到4%的電力比例世界平均核電比例16%反應(yīng)堆年齡分布全世界核電站概況截至2005年1月 全世界運行的核電機組有441個，249個核電站 總發(fā)電量為367 GW(e) 占全世界發(fā)電量的16 24核電機組正在建設(shè)中， 裝機容量 定購或計劃建設(shè)40座，裝機容量42GW 擬建73座

2、，裝機容量58GW 分布于32個國家 鈾需求量為68357噸全世界核電數(shù)據(jù)預(yù)測國際原子能機構(gòu)2005年初預(yù)測，到2020年 世界將建造至少60座核電站（ 130個新核電機組），其中：印度將建成10座核電站；中國將建成6座核電站(?)。 世界核電站的總發(fā)電能力20年內(nèi)將達到427430億千瓦 全世界核能發(fā)電量將從2002年的25600億千瓦時增加到2025年的32700億千瓦時 核電站發(fā)電總量占全球總用電量的比例17% 亞洲將是在核能發(fā)電領(lǐng)域發(fā)展最快的地區(qū)：中國計劃提高6倍印度計劃提高10倍伊朗正在計劃在今后幾年中建造20個新核電機組烏克蘭準備在2030年前建設(shè)并試運行11座新的核反應(yīng)堆美國能源

3、部說新一代核電站可在2014年前建成 國外在建的核電站日本有3座核電站在建印度有9座核電站在建芬蘭在2005年將開始建造1座核電站（EPR）法國計劃在2007年再建一座核電站（EPR） 中國核電發(fā)展現(xiàn)狀中國的核電站秦山核電一期秦山核電二期田灣核電站大亞灣核電站嶺澳核電站秦山核電三期中國的核電站現(xiàn)狀（至2005）至2004，總核電容量 8500 MWe，占我國電力總裝機容量和總發(fā)電量的1.8%和2.3%正在運行的有11座核電機組：秦山核電公司 : 300MWe秦山核電聯(lián)營公司 : 2600MWe秦山第三核電公司 (CANDU): 2726MWe大亞灣核電站 : 2900MWe嶺澳核電站(1, 2

4、): 2900MWe嶺澳核電站(3, 4): 21000MWe在建：田灣(WWER) : 21000MWe 秦山2擴 2600MWe 紅沿河、陽江、三門、海陽 援外機組巴基斯坦CHASHIMA-1， 300MWe中國現(xiàn)有核反應(yīng)堆主要類型 核電站 (共11機組, 8200MW)中國設(shè)計壓水堆 (300MW, based on WH technique, 1 unit；600MW 2 units)法國設(shè)計壓水堆(M315堆芯，900MW， 4units)加拿大設(shè)計重水堆(CANDU-6， 700MW， 2 units)俄羅斯設(shè)計壓水堆(VVER 1000MW， 2 units) 試驗堆高溫氣冷堆（

5、High Temperature Gas Reactor)鈉冷快堆（Sodium-Cooled Fast Reactor） PWRCANDUHTGR 中國的核電發(fā)展規(guī)劃和政策 “安全第一”原則 核電是安全的、清潔的、經(jīng)濟的能源 積極發(fā)展核電 至2020，將新增32000MW的核電容量，即需新建32個百萬級核電機組 從2020年到2050年，要達到目前世界核電的平均水平，即需要到達270,000MW的裝機容量，意味著需要每年增加8000MW的核電容量 中外合作，引進外國先進技術(shù)，促進設(shè)備制造的國產(chǎn)化， 最終達到自主設(shè)計、自主制造、自己建造、自主運行核電站的目標；同時，緊密跟蹤國際核能技術(shù)的發(fā)展趨

6、勢。 世界各國核電站總發(fā)電量的比例平均為17%，核發(fā)電量超過30%的國家和地區(qū)至少有16個。美國有104座核電站在運行，占其總發(fā)電量的20%；法國59臺核電機組，占其總發(fā)電量約80%；日本有55座核電站，占總發(fā)電量的30%以上。 中國現(xiàn)已投產(chǎn)核電裝機容量約900多萬千瓦，僅占電力總裝機量的2%左右，比例很低。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)先選擇是加快發(fā)展核電。 根據(jù)國家核電中長期發(fā)展規(guī)劃 2005-2020年，將新投產(chǎn)核電裝機容量約2300萬千瓦；到2020年，核電運行裝機容量爭取達到4000萬千瓦(現(xiàn)已增為7000萬千瓦)；核電年發(fā)電量達到2600-2800億千瓦時。按照15年內(nèi)新開工建設(shè)和投產(chǎn)的核電建設(shè)

7、規(guī)模大致估算，核電項目建設(shè)資金需求總量約為4500億元。 國家核電中長期的規(guī)劃目標是：到2020年，核電裝機容量達到全國電力總裝機容量的4%左右。加快發(fā)展核電是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)先選擇2020年前中國核電發(fā)展規(guī)劃 至2020年，計劃核電總?cè)萘? 40000MW15年中建造32座百萬級核電機組；占總電量的 4-5% ；將采用第三代核電機組 目前，若干機組已開工建設(shè)嶺澳二期核電機組 （Lingdong Phase-II NPP ）: 2x900MWe（現(xiàn)已建成）秦山二期擴建機組（Qinshan Phase-II -2 NPP）: 2x600MWe三門核電站（Sammen NPP，AP1000) :

8、2x1000MWe臺山核電站（Taishan NPP， EPR）；福清核電站（Fuqing NPP, CNP1000）陽江核電站（Yangjiang NPP) : 6x1000MWe+2x1600MW(EPR)海陽核電站（AP1000）、紅沿河核電站（嶺澳翻版+改進） 新機組將采用先進反應(yīng)堆技術(shù)二代加(CPR1000)、三代（EPR、AP1000）等。中國的核電基地分布田灣, 2000MWe秦山, 3000MWe大亞灣, 3800MWe 北京3 個已建成的核電基地2個新批準的核電基地3 個候選的基地陽江, n1000MWe三門, 21000MWe海陽溫駝子上海計劃到 2020的核電容量: 40

9、000MW2x600MWe2x900MWe計劃中正在/即將建造中運行中的核電: 8200MW惠安嶺東秦山二期-2新項目地點 (廣東省)國產(chǎn)化依托項目2006年中澆灌第一罐混凝土國產(chǎn)化依托后續(xù)項目開工建設(shè)廣州珠海澳門深圳陽江陽江核電站嶺澳核電站嶺澳核電站二期大亞灣核電站香港惠州從化汕尾 候選廠址臺山 2EPR我國部分核電廠址核電候選廠址（部分）山東海陽核電廠址遼寧核電廠址廣東陸豐田尾（廣東第四核電基地）廣東臺山腰古核電廠址廣東汕尾核電廠址高溫氣冷堆核電示范項目安徽廠址福建核電惠安廠址福建寧德核電廠址福建核電后續(xù)（萬安前薛）廠址重慶核電廠址山東煙臺核能海水淡化四川棉陽核電站北京南口和沈陽低溫核供熱

10、實驗堆廠址 核電（動力）的發(fā)展*核電發(fā)展的 1942年12月2日，世界上第一座核反應(yīng)堆在美國芝加哥大學實現(xiàn)受控鏈式裂變反應(yīng)，標志著人類進入了一個嶄新的核紀元； 1954年，前蘇聯(lián)第一座功率為5000kW的試驗性核電廠正式投入運行，從此核電事業(yè)在世界各地逐漸地發(fā)展起來。足球場看臺下的第一座核反應(yīng)堆The Chicago Pile-1 1942年12月2日下午，美國費米實驗室在芝加哥大學的足球場西看臺下的網(wǎng)球場，世界上第一座原子核反應(yīng)堆 “芝加哥一號”（CP-1）開始運行，揭開了人類利用原子能的序幕。“反應(yīng)堆之父”費米“芝加哥”第一號人類于此首次完成自持鏈式反應(yīng)的實驗并因而肇始了可控的核能釋放。這

11、位意大利人航海家已經(jīng)登上了新世界-原子時代第一座核反應(yīng)堆“芝加哥一號”孔內(nèi)放置近2000根金屬鈾棒或氧化鈾棒三根控制棒：一根安全棒，一根補償棒和一根調(diào)節(jié)棒。反應(yīng)堆運行功率：瓦、瞬時200瓦 第一個用于發(fā)電的反應(yīng)堆The EBR-1 reactor Experimental Breeder Reactor（試驗增殖堆）the first lights illuminated using nuclear energy, 1952, USA用核能點亮的第一盞燈堆 型：快中子反應(yīng)堆冷卻劑：液態(tài)金屬鈉和鉀燃料富集度：94%濃縮鈾熱功率：1400KW電功率：200KW投入運行：1952年地 址：美國愛達荷

12、州(Idaho)第一座核電站 Obninsk（奧布寧斯克）RBMK(27 July 1954, Soviet)標志著人類開始了和平利用原子能的歷史堆 型：石墨水冷反應(yīng)堆慢化劑：石墨冷卻劑：輕水電功率： 5MW投入運行：1954年退 役：2002年地 址：前蘇聯(lián)The Obninsk plant運行中維修中第一個商用壓水堆核電廠First Commercial PWR NPP電站名：希平港( Shippinport) 核電站堆 型：壓水反應(yīng)堆地 址：美國賓西法尼亞州匹茲堡希平港建 造：1954年建造并 網(wǎng)：1957年并網(wǎng)熱功率：230MW電功率：60MW退 役：1982年安全殼Containme

13、nt第一艘核潛艇美國Nautilus(鸚鵡螺號) SSN-571, 1954艇 名：鸚鵡螺號 SSN-571堆 型：壓水堆下 水：1954年國 家：美國退 役：1983年 可在水下連續(xù)航行30天。 1960年USS海神號未出水面圍繞著地球航行了一周。第一個商用原型壓水堆核電廠楊基（Yankee Rowe）核電站電站名：楊基（Yankee Rowe）核電站堆 型：壓水反應(yīng)堆地 址：美國麻省并 網(wǎng)：1960年并網(wǎng)退 役: 1992年拆 除: 1993年電功率：110185MW第一座快堆（美國BN350 ，1972）法國超鳳凰鈉冷快堆核電站美諾克斯型氣冷堆發(fā)電站Magnox Graphite Gas

14、 Cooling Reactor堆 型：鎂諾克斯堆，天然鈾石墨氣冷堆核電站 地 址：英、法兩國燃 料：天然鈾, 包殼材料：鎂合金缺 點：功率密度小、體積大、裝料多、造價高，天然鈾消耗量遠遠大于其它堆 現(xiàn)英、法兩國都停止建造這種堆型的核電站 三哩里島核電站三哩島核電站俄羅斯Jamal核動力破冰船(2 PWR)我國第一艘核潛艇1971年9月中 國 的 核 電 站秦山核電站大亞灣核電站嶺澳核電站秦山三期核電站秦山二期核電站田灣核電站招投標中的核電站 中國第一個輸出的核電站 巴基斯坦恰希瑪核電站清華大學高溫氣冷堆原子能研究所快中子試驗堆秦山核電站Qinshan NPP 特 點：我國自行設(shè)計、建造的第一

15、座核電站機組規(guī)模：1300MWe堆 型：壓水堆核電機組設(shè)計單位：上海核工程研究設(shè)計院等并網(wǎng)發(fā)電：1991年12月15日設(shè) 備：按資金統(tǒng)計，國產(chǎn)占70%，進口占30%廠 址：浙江海鹽縣秦山核電站大亞灣核電站Daya Bay NPP 我國第一座合資核電站機組規(guī)模： 2984MW堆 型：壓水堆核電機組設(shè)計單位：法國法馬通公司并網(wǎng)發(fā)電：1994年2月1日和5月6日投 資: 總投資40億美元, 比造價：2040美元/千瓦 廠 址：廣東深圳大亞灣供 電：70電力供應(yīng)香港，30電力供應(yīng)廣東電網(wǎng) 大亞灣核電站嶺澳核電站秦山三期核電站 TQNPP 我國首座重水堆核電站機組規(guī)模： 2728MW堆 型：重水堆核電機

16、組（CANDU）設(shè)計單位：加拿大原子能公司（AECL）總承包并網(wǎng)發(fā)電： 2002年11月19日和2003年6月12日 投 資: 總投資億美元，實際比造價： 1800美元/千瓦 廠 址：浙江海鹽縣秦山三期核電站秦山二期核電站 Qinshan NPP Phase-II我國首座自主設(shè)計的60萬千瓦核電站機組規(guī)模： 2600MW堆 型：壓水堆核電機組設(shè)計單位：核動力第二設(shè)計院等開 工：1996年6月2日 并網(wǎng)發(fā)電：第一臺機組于2002年4月15日投入設(shè) 備：按資金統(tǒng)計，國產(chǎn)化率占50%投 資: 總投資億美元，比投資為1330美元/千瓦 廠 址：浙江海鹽縣秦山二期核電站田灣核電站 Tianwan NPP

17、 我國首座引進的俄羅斯VVER堆機組規(guī)模：21060MW堆 型：俄羅斯AES-91型壓水堆核電機組（WWER）設(shè)計單位：由俄羅斯總承包并網(wǎng)發(fā)電：計劃分別于2004年和2005年建成投產(chǎn)廠 址：江蘇連云港新開工的核電站嶺東核電站：計劃建造2900MW嶺澳核電站翻版秦山二期擴建工程：計劃建造2600MW秦山二期翻版三門核電站: 一期工程計劃建造21000MW 壓水堆機組（AP1000） 作為核電國產(chǎn)化依托項目臺山核電站：計劃建造21000MW壓水堆機組（EPR）作為核電國產(chǎn)化依托項目建設(shè)中的核電站“十一五”規(guī)劃建設(shè)項目中國第一個輸出的核電站-巴基斯坦恰?，敽穗娬?Pakistan Chashima

18、 NPP我國設(shè)計、建造的第一座出口核電站，中國最大的援外工程機組規(guī)模：1300MWe堆 型：壓水堆核電機組設(shè)計單位：上海核工程研究設(shè)計院等并網(wǎng)發(fā)電： 2000年6月廠 址：巴基斯坦恰?，斦诮ㄔO(shè)：巴基斯坦恰?，敹诤穗婍椖浚?00MW壓水堆核電機組“十一五”計劃開工的核電站山東海陽核電站遼寧紅沿河核電站清華大學10兆瓦高溫氣冷堆High-temperature Gas Cooling Reactor (HTGR)熱功率： 10MW電功率： 氦氣出口溫度：700C氦氣壓力：開工： 1995年6月總投資： 億元首次臨界：2000年12月1日并網(wǎng)發(fā)電: 2003年1月29日完成72小時 滿功率并網(wǎng)發(fā)電 2004年03月08日華能集團公司、中國核工業(yè)建設(shè)集團公司、清華大學建設(shè)高溫氣冷堆示范電站合作意向書。中國原子能研究院快中子試驗堆 China Experimental Fast Reactor at CIAE 我國設(shè)計、建造的第一座試驗快堆，國家863項目機組規(guī)模：65MWth堆 型：鈉冷快中子增殖堆設(shè)計單位：中國原子能研究院廠 址：北京中國原子能研究院各 國 核 電 站立陶宛 Ignalina NPPRBMK-1500 water-cooled graphite-moderated channel-type power reactors加拿大皮克靈核