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“核”力科普

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发布时间:2021-05-12   

一、基本概念

永利皇宫海南昌江核电正在建设的3号、4号两台120万千瓦核电机组,采用了我国自主研发的、拥有自主知识产权的“华龙一号”第三代核电站技术。“华龙一号”第三代核电技术较M310二代加改进型核电机组,将堆芯燃料组件数量从157组增加到177 组,提高堆芯额定功率的同时降低平均线功率密度,既增加了核电厂的发电能力又提高了核电运行的安全裕量;由能动的安全防护系统创新性地采用“能动与非能动相结合的安全设计理念”;采用单堆布置,优化核岛厂房布置方案,更好实现实体隔离,有效降低火灾、水淹等灾害带来的安全系统共模失效问题。

二、运行原理

铀核燃料蕴藏着巨大的能量,通俗地比较:

燃烧一公斤木柴能发1度电

燃烧一公斤煤能发3度电

燃烧一公斤石油能发4度电

1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。

核电站是利用核能来大规模生产电力的发电站。常规核电站与火电站一样,采用蒸汽推动汽轮机旋转,带动发电机发电。它们的主要不同在于蒸汽供应系统。火电厂依靠燃烧化石燃料(煤、石油、天然气)释放的化学能制造蒸汽,核电站则依靠核燃料的核裂变反应释放的核能来制造蒸汽。

“华龙一号”压水堆核电站使用轻水作为冷却剂和慢化剂。主要由核蒸汽供应系统(即一回路系统)、汽轮发电机系统(即二回路系统)及其他辅助系统组成。冷却剂在堆芯吸收核燃料裂变释放的热能后,通过蒸汽发生器再把热量传递给二回路产生蒸汽,然后进入汽轮机做功,带动发电机发电。

三、技术优势

第三代核电机型是一种“改良型”或“改进型”设计,“改良型”的第三代堆型广泛采用“非能动”的设计概念,利用固有的热工水力特性,简化安全系统的设计,使核电站安全功能不再依赖泵、风机等能动设备的运行,大幅减少设备数量、厂房规模和运行维修工作量,从而提高了核电机组的安全性和经济性。“改进型”的第三代核电站的设计采用简单性、实体隔离、多样性和冗余原则,并着重考虑了严重事故的预防和缓解措施。

华龙一号设计全面平衡地贯彻了核安全纵深防御原则和设计可靠性原则,采用“能动与非能动相结合的安全设计理念”,以可有效应对动力源丧失的非能动安全系统作为经过工程验证、高效、成熟、可靠的能动安全系统的补充,提供了多样化的手段满足安全要求。华龙一号“能动与非能动相结合的设计理念”充分汲取福岛核事故经验反馈,具有很高的安全性和技术先进性。

四、绿色低碳

中国核电事业起步于上世纪80年代。40年来,从学习引进、消化吸收到自主研发,我国已经拥有国际先进的核电技术和核电建设运行能力,核电总装机容量位居世界第三位。2015年5月7日,随着“华龙一号”全球首堆工程——福清核电厂5号机组落地,国内后续堆型继续采用“华龙一号”技术,每台“华龙一号”机组每年清洁发电近100亿千瓦时,能够满足中等发达国家100万人口的生产生活用电需求,同时,相当于减少标准煤消耗312万吨,减少二氧化碳排放816吨,相当于植树造林7000万块棵。

五、社会效益

做强做优核电事业,核电“走出去”已成为国家战略,还能有效带动上下游大量相关高技术产业,促进国家高端重大装备制作业、相关服务业发展,对材料、冶金、化工等几十个行业的加工技术和工艺水平具有显著拉动作用。

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