A. 核电站SBO是什么意思
全厂断电事故,station black-out accident,缩写SBO。
核电厂失去两路外电源、失去厂内电源、加上两台柴油发电机启动失效形成的事故,或由于厂内两个配电盘同时失效使全部安全设备得不到交流电源形成的事故。
核电厂SBO可能发展成为堆芯熔化、安全壳超压失效的严重事故。不过任何核电厂都会有完备的防范措施和应急预案,理论上验证事故发生的概率极低,但也是真实出现过的,例如闻名的三里岛事故和切尔诺贝利事故。
对SBO问题关注的提升,主要是基于交流电源可靠性的经验的积累。SBO事故发生的概率取决于外电网的可靠性和厂内应急电源的可靠性。对于建成核电厂,影响外电网可靠性的因素大多已确定不宜变化(如恶劣天气影响),这是厂内应急柴油发电机组运行的可靠性就变得非常重要。
不过现在美国西屋的三代AP1000技术中已体现非能动技术,即在无电源的情况下,非能动系统可以维持冷却水循环,避免堆芯熔化的危机。但是该技术尚未得到普遍的运行实践验证,目前依托项目三门核电已并网发电,是全球AP1000首台首堆,是一个好的开始,后续不断优化、改进,趋于稳定之后,将成为成熟、可靠的技术堆型。
B. 核电行业未来发展的分析和核电行业对中国经济和社会的发展作用
我自己的一些看法来。源
中国现在遇到的问题,其实着要问题就是能源问题。因为其他方面我们发展的很好,但是能源就是解决不了。不断的要依赖别人,这样就是受制于人啊。
如果我们用了核电站,核电站的好处就是一点点原料可以生产很多能源。这样就可以解决我们的能源问题。另外用煤电发电,一是浪费,二是污染严重。用了核电,又没什么大的污染。最后矿难也会减少。
但是未来的发展还是有局限性的,这个关系到我们国家的能源安全。如果我们过分依赖核电,我觉得会出现以下2个问题。第一安全性,万一核电站泄漏,到时候我们怎么办。第二,如果遇到战争对方先发制人,直接打击我们核电站怎么办。所以我觉得就目前而言,未来发展有难度。
哈哈。。。个人观点
C. 世界核电站发展历程
西屋公司在已开发的非能动先进压水堆AP600的基础上开发了AP1000。
2002年3月,核管会已经完成AP1000设计的预认证审查(Pre-certification Review),AP600有关的试验和分析程序可以用于AP1000设计。2004年12月获得了美国核管会授予的最终设计批准。
AP1000为单堆布置两环路机组,电功率1250MWe,设计寿命60年,主要安全系统采用非能动设计,布置在安全壳内,安全壳为双层结构,外层为预应力混凝土,内层为钢板结构。AP1000主要的设计特点包括:
(1)主回路系统和设备设计采用成熟电站设计
AP1000堆芯采用西屋的加长型堆芯设计,这种堆芯设计已在比利时的Doel 4号机组、Tihange 3号机组等得到应用;燃料组件采用可靠性高的Performance+;采用增大的蒸汽发生器(D125型),和正在运行的西屋大型蒸汽发生器相似;稳压器容积有所增大;主泵采用成熟的屏蔽式电动泵;主管道简化设计,减少焊缝和支撑;压力容器与西屋标准的三环路压力容器相似,取消了堆芯区的环焊缝,堆芯测量仪表布置在上封头,可在线测量。
(2)简化的非能动设计提高安全性和经济性
AP1000主要安全系统,如余热排出系统、安注系统、安全壳冷却系统等,均采用非能动设计,系统简单,不依赖交流电源,无需能动设备即可长期保持核电站安全,非能动式冷却显著提高安全壳的可靠性。安全裕度大。针对严重事故的设计可将损坏的堆芯保持在压力容器内,避免放射性释放。
在AP1000设计中,运用PRA分析找出设计中的薄弱环节并加以改进,提高安全水平。AP1000考虑内部事件的堆芯熔化概率和放射性释放概率分别为5.1×10-7/堆年和5.9×10-8/堆年,远小于第二代的1×10-5/堆年和1×10-6/堆年的水平。
简化非能动设计大幅度减少了安全系统的设备和部件,与正在运行的电站设备相比,阀门、泵、安全级管道、电缆、抗震厂房容积分别减少了约50%,35%,80%,70%和45%。同时采用标准化设计,便于采购、运行、维护,提高经济性。西屋公司以AP600的经济分析为基础,对AP1000作的经济分析表明,AP1000的发电成本小于3.6美分/kWh,具备和天然气发电竞争的能力。AP1000隔夜价低于1200美元/千瓦(包括业主费用和厂址费用)。
(3)严重事故预防与缓解措施
AP1000设计中考虑了以下几类严重事故:
堆芯和混凝土相互反应;高压熔堆;氢气燃烧和爆炸;蒸汽爆炸;安全壳超压;安全壳旁路。
为防止堆芯熔融物熔穿压力容器和混凝土底板发生反应,AP1000采用了将堆芯熔融物保持在压力容器内设计(IVR)。在发生堆芯熔化事故后,将水注入到压力容器外璧和其保温层之间,可靠地冷却掉到压力容器下封头的堆芯熔融物。在AP600设计时已进行过IVR的试验和分析,并通过核管会的审查。对于AP1000,这些试验和分析结果仍然适用,但需作一些附加试验。由于采用了IVR技术,可以保证压力容器不被熔穿,从而避免了堆芯熔融物和混凝土底板发生反应。
针对高压熔堆事故,AP1000主回路设置了4列可控的自动卸压系统(ADS),其中3列卸压管线通向安全壳内换料水储存箱,1列卸压管线通向安全壳大气。通过冗余多样的卸压措施,能可靠地降低一回路压力,从而避免发生高压熔堆事故。
针对氢气燃烧和爆炸的危险,AP1000在设计中使氢气从反应堆冷却剂系统逸出的通道远离安全壳壁,避免氢气火焰对安全壳璧的威胁。同时在环安全壳内部布置冗余、多样的氢点火器和非能动自动催化氢复合器,消除氢气,降低氢气燃烧和爆炸对安全壳的危险。
对于蒸汽爆炸事故,由于AP1000设置冗余多样的自动卸压系统,避免了高压蒸汽爆炸发生。而在低压工况下,由于IVR技术的应用,堆芯熔融物没有和水直接接触,避免了低压蒸汽爆炸发生。
对于由于丧失安全壳热量排出引起的安全壳超压事故,AP1000非能动安全壳冷却系统的两路取水管线的排水阀在失去电源和控制时处于故障安全位置,同时设置一路管线从消防水源取水,确保冷却的可靠性。事故后长期阶段仅靠空气冷却就足以带出安全壳内的热量,有效防止安全壳超压。由于采用了IVR技术,不会发生堆芯熔融物和混凝土底板的反应,避免了产生非凝结气体引起的安全壳超压事故。
针对安全壳旁路事故,AP1000通过改进安全壳隔离系统设计、减少安全壳外LOCA发生等措施来减少事故的发生。
(4)仪控系统和主控室设计
AP1000仪控系统采用成熟的数字化技术设计,通过多样化的安全级、非安全级仪控系统和信息提供、操作避免发生共模失效。主控室采用布置紧凑的计算机工作站控制技术,人机接口设计充分考虑了运行电站的经验反馈。
(5)建造中大量采用模块化建造技术
AP1000在建造中大量采用模块化建造技术。模块建造是电站详细设计的一部分,整个电站共分4种模块类型,其中结构模块122个,管道模块154个,机械设备模块55个,电气设备模块11个。模块化建造技术使建造活动处于容易控制的环境中,在制作车间即可进行检查,经验反馈和吸取教训更加容易,保证建造质量。平行进行的各个模块建造大量减少了现场的人员和施工活动。
通过与前期工程平行开展的按模块进行混凝土施工、设备安装的建造方法,AP1000的建设周期大大缩短至60个月,其中从第一罐混凝土到装料只需36个月。美国西屋电气公司在中国核电招标中成功竞标,将向中国进行技术转让,建设4台核电机组。西屋公司总裁兼首席执行官史睿智先生接受新华社记者采访时表示,西屋的AP1000核电技术是目前唯一一项通过美国核管理委员会最终设计批准的“第三代+”核电技术,“这是目前全球核电市场中最安全、最先进的商业核电技术”。
AP1000是一种先进的“非能动型压水堆核电技术”。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。采用这一原理的核电技术就是压水堆核电技术。
AP1000最大的特点就是设计简练,易于操作,而且充分利用了诸多“非能动的安全体系”,比如重力理论、自然循环、聚合反应等,比传统的压水堆安全体系要简单有效得多。这样既进一步提高了核电站的安全性,同时也能显著降低核电机组建设以及长期运营的成本。
西屋公司提供的技术材料称,AP1000在建设过程中,可利用模块化技术,多头并进实施建设,极大地缩短了核电机组建设工期。AP1000从开工建设到加载原料开始发电,最快只需要36个月,建设成本方面的节约优势明显。西屋预计,中国的4台核电机组将于2013年建成发电。
中国在美国、法国、俄罗斯等投标方中认真比较后选择西屋的核电技术。在美国本土,计划中将要建设的18台核电机组中,已经有至少12个确定选择AP1000技术为设计基础。他说:“西屋非常高兴这次中国也选择了AP1000。现在能够进军中国核电市场对于西屋意义重大,我们致力于和中国核电市场发展长期、互利的合作关系。”
西屋公司是全球压水反应堆核电技术的龙头,早在1957年就开发出了全球首个压水反应堆。目前全球超过40%的运营核电机组都是由西屋建造或经西屋批准利用其设计基础建造的。
AP1000是西屋在AP600技术的基础上延展开发的。AP600以“非能动性”为特点的设计最早始于1991年,西屋当初试图将核电站技术从经济效益和安全水平两方面都提升到一个新高度,保持自己在核电领域的技术领先优势。AP600在1998年获得美国核管会的“最终设计批准”,但随着世界电力市场的不断变化,核电新的目标电价降至每度3美分,AP600已无法满足这个要求。为此西屋启动了AP1000的开发工作,目标是更便宜、更安全、更高效的核反应堆技术,以提升其在核电市场的竞争力。
由于AP1000脱胎于AP600,因此研发进程大大加快,通过设计改进达到增容目的,显著提高发电功率,同时又保持了原有系统的安全性和简洁性。从AP600到AP1000,经过了15年的开发和完善。史睿智特意提到,在多年的开发工作中,不少中国工程技术人员也参与其中。
AP1000作为当今核电市场最具竞争力的技术,应用到中国核电机组建设中,“对于中美双方是真正的双赢合作”。中国将依托先进核电技术,更好地满足日益增加的能源需求。而与中国合作,一方面为美国创造大量就业岗位,同时也为美国的产品、技术和服务出口提供了良机。
西屋电气的 AP1000 有以下特点:
1、世界市场现有的最安全、最先进、经过验证的核电站 (保守概率风险评估 (PRA):堆芯损毁概率为可忽略不计的 2.5x10- 7 );
2、唯一得到美国核管会最后设计批准(FDA)的新三代+核电站;
3、基于标准的西屋压水反应堆 (PWR)技术,该技术已实现了超过 2,500 反应堆年次的成功的运营 ;
4、1100 MWe设计,对于提供基本发电负荷容量很理想;
5、模块化设计,有利于标准化并提高建造质量;
6、更经济的运营 (更少的混凝土和钢铁,更少零部件和系统,意味着更少的安装、检测和维护 );
7、 更简便的运营(配备行业最先进的仪表和控制系统 );
8、 符合美国用户要求文件(URD)对新一代商用反应堆的要求。
D. 核电站利用是什么原理,前景如何,安全吗
工作原理
核电站(nuclear power plant)是利用核分裂(Nuclear Fission)或核融合(Nuclear Fusion)反应所释放的的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统),使用的燃料一般是放射性重金属:铀、钚。
核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉,以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量,使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。利用蒸汽通过管路进入汽轮机,推动汽轮发电机发电,使机械能转变成电能。一般说来,核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异,其奥妙主要在于核反应堆。
安全原则
为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康,核电站必须始终坚持“质量第一,安全第一”的原则。核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则,从设备、措施上提供多等级的重叠保护,以确保核电站对功率能有效控制,对燃料组件能充分冷却,对放射性物质不发生泄漏。纵深防御原则一般包括五层防线,第一层防线:精心设计、制造、施工,确保核电站有精良的硬件环境。建立周密的程序,严格的制度,对核电站工作人员有高水平的教育和培训,人人注意和关心安全,有完备的软件环境。第二层防线:加强运行管理和监督,及时正确处理异常情况,排除故障。第三层防线在严重异常情况下反应堆正常的控制和保护系统动作,防止设备故障和人为差错造成事故。第四层防线:发生事故情况时,启用核电站安全系统包括各外设安全系统加强事故中的电站管理,防止事故扩大保护反应堆厂房安全壳。第五层防线万一发生极不可能发生的事故并伴有放射性外泄启用厂内外应急响应计划努力减轻事故对周围居民和环境的影响。 安全保护系统均采用独立设备和冗余布置, 均备有事故电源,安全系统可以抗地展和在蒸汽— 空气及放射性物质的恶劣环境中运行。核电站运行人员须经严格的技术和管理培训,通过国家核安全局主持的资格考试,获得国家核安全局颁发的运行值岗操作员或高级操作员执照才能上岗,无照不得上岗。执照在规定期内有效, 过期后必须申请核发机关再次审查。 万一发生了核外泄事故,应启动应急计划。应急计划的内容主要包括:疏散人员,封闭核污染区(核反应堆及核电站),清除核污染,以保证人身安全和环境清洁。
按照纵深防御的原则,在核燃料和环境外部空气之间设置了四道屏障。即第一道屏障:燃料芯块核然料放在氧化铀陶瓷芯块中,并使得大部分裂变产物和气体产物95%以上保存在芯块内。第二道屏障:燃料包壳,燃料芯块密封在铅合金制造的包壳中构成核燃料芯棒错合金,具有足够的强度且在高温下不与水发生反应。第三道屏障:压力管道和容器冷却剂系统将核燃料芯棒封闭在20cm以上的钢质耐高压系统中避免放射性物质泄漏到反应堆厂房内。第四道屏障:反应堆安全壳用预应力钢筋混凝土构筑壁厚近100cm,内表面加有6mm的钢衬,可以抗御来自内部或外界的飞出物,防止放射性物质进入环境。
前景规划
能源结构
核电与水电、火电一起构成世界能源的三大支柱,在世界能源结构中占有重要地位。世界上第一座核电站1954年在苏联建成,而中国核电起步相对较晚,自1991年自行设计建造的浙江秦山核电站并网发电以来,共有广东大亚湾、秦山二期、广东岭澳、秦山三期、江苏田湾6座核电站11台机组先后投入运行。首个在海岛上建设的福建宁德核电站于2008年2月正式动工。
至2009年,世界各国核电站总发电量的比例平均为17%,核发电量超过30%的国家和地区至少有16个,美国有104座核电站在运行,占其总发电量的20%;法国59台核电机组,占其总发电量的80%;日本有55座核电站,占总发电量的30%以上。中国已投产核电装机容量约900多万千瓦,仅占电力总装机量的2%左右,比例很低。
长期布局
世界: 据预测,到2000年,全世界已安装的核电站的装机容量将达到4970~6460亿瓦;到2025年,将增加到8750~21600亿瓦。
中国: 2011年通过国家发改委审批并已上报国务院的《新兴能源产业发展规划》,重点围绕提高碳减排和非化石能源比重“两个目标”展开;非化石能源产业将步入发展期。根据规划,预计到2020年,中国新能源发电装机2.9亿千瓦,约占总装机的17%。其中,核电装机将达到7000万千瓦。规划指出,“中长期来看,发展无污染的清洁煤发电技术是中国实现低碳经济的关键,整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)将成为未来煤电主流。”
由中国工程院院士潘自强为主执笔人的核能专题组,经过两年多的论证研究认为,“加速发展核电是必要的,是满足中国能源发展需要的现实途径,也是解决中国能源环境污染、实现温室气体减排目标的重要途径。”专题组提出了核电发展的中长期发展目标:2020年核电总装机规模达到7000万千瓦,核电装机占电力总装机的4.6%,核发电量将占总电量的7.0%左右。2030年达到2亿千瓦,核电装机占电力总装机的10%,核发电量占总电量的15%。2050年达到4亿千瓦,核电装机占电力总装机的16%,核发电量占总发电量的比重为24%。
按照长期规划,中国核电战略将“坚持发展百万千瓦级先进压水堆核电技术路线,按照热中子反应堆(热堆)——快中子反应堆(快堆)——受控核聚变堆‘三步走’的战略开展工作”,并“坚持核燃料闭合循环的技术路线”。[
E. 核电站怎样利用大数据
得益于信息技术的发展,越来越多机器部件的健康和性能可以在操作过程中被监控。利用此类传感器生成的大量数据,
不仅需要复杂的计算,还需要大量的行业经验。美国电力研究院(EPRI)实施了一个新的示范项目,旨在将二者结合起来。诊断核电站的潜在问题需要耗费
大量的时间和资源。虽然大量的数据现在可以通过在线监测系统和其他工况评估设备来获得,但从中区分优劣并发现危急或突发的问题并非一件易事。EPRI
正在开发一个预测和健康管理软件工具,用以支持核电站实现以上目标。比如,一个泵或马达轴承的异常高温读数可以作为设备问题的第一征兆,但如果问题被及时
纠正,广泛的破坏就可以被避免。软件自动识别高温读数并提醒用户,列出引发工况的可能的问题。然后,软件从用户那里获得其他信息来确定哪些问题需要改正。
全方位预测与健康管理(FW-PHM)工具被称作全方位预测与健康管理(FW-PHM)的软件工具,通过集成
大量技术来加强监测,包括在线先进识别模式、自动诊断,以及剩余使用寿命算法。2013年,该软件工具在几家核电站进行了试点测试,并证明它可以缩短诊断
问题的时间,并使得系统工程师能将精力集中在解决问题上。完整的软件包在今年上半年将被更广泛地使用。监测技术,像FW-PHM软件使用的系统,处于
先进工业管理信息系统的前沿。建立在所谓的“大数据”分析的基础上,工业监测技术自动提供核电站人员可用以提高核电站的可靠性、效率和生产力的信息。
过去三十年工业和经济生产率的提升,都是基于数字信息和控制技术的开发和应用。随着核核电站的老化,核电工业在采用这些技术时表现缓慢。其目前的商业模式
和硬件设施是上世纪80年代的,如果行业不采取高效率的商业模式,则很难跟上竞争者的步伐。监测技术已具有较高的成本效益,拖延采用可能会增加运行成本并
限制核电站的长期经济可行性。FW-PHM软件套装使得核电站人员对操作和维护设备作出更明智的决定。它能够:减少设备故障工厂人员可以预见和避免可能会限制核电站生产或缩短设备生命的设备问题。提高可靠性和工作效率这个工具帮助核电站开发了可以一直使用,直到故障能够被补救的故障检修计划。由于它帮助指导故障检修过程,当新的信息出现时,这个工具会持续提问,帮助核电站工程师决定下一个要搜集的最重要的信息是什么。创建一个更加正式的行业范围的诊断经验记录当系统性的原因被确定时,核电站可以改变他们的反应,这样问题就不会复发。拓展知识每次使用时系统都在通过持续的数据库开发进行“学习”。尽管每个核电站或公用事业公司都有自己的监测中心,EPRI将从核电站的经验中收集新的故障检修信息,进行编译后,再提供给所有使用者。促进核电站健康通过获取经验丰富的工程师的知识—他们中的许多人几十年来一直在安全、可靠地运行着核电站,并且可能正考虑离开劳动力队伍,工具能整合核电站员工的知识和经验,帮助提供持续的设备健康管理。现有技术的局限性
有许多行业中,已经有了很好的先例:因为提供及时纠正或预防维护的监测信息,避免了生产损失或灾难性的事故。对于核电站的应用,工程性的努力来评估异常
情况并提供一个对真实老化状况的有用诊断,已经成为在扩大技术应用中的一个障碍。EPRI承认,在工程进入该过程前,需要一个自动诊断和预后顾问来捕捉异
常现象并即刻提供诊断信息。此外,大多数核电站没有一个自动学习的架构来捕捉获得的经验,同时检修故障,然后解决问题。由此带来的结果是,一些行业的
问题,经历一次又一次同样漫长的诊断过程。提供一个风险告知,保持有益的使用寿命估计,将使得核电站优先考虑维护活动。如果适当实现自动化,这种能力
将填补在需要及时和准确的性能分析与核电站工程资源的可用性之间的差距。工程焦点将从认同潜在问题,诊断资产故障和提供维护指导向准确解决问题上转移。宝
贵的运营资产可以避免过早或不合时宜的失败,或避免生命极限运行模式。
F. 太空核电站的原理是怎样的
在太空建造核电站一直是人类的梦想,并为之进行了深入的研究。
太空核电站的基本原理就是将核反应堆装在卫星上,从而用它来提供重量轻、性能可靠、使用寿命长而成本低廉的供电装置。
在人造卫星上通常都装有各种电子设备,这其中包括电子计算机、自动控制装置、通信联络机构、电视摄像机和发送系统等,为此必须需要提供大量性能稳定可靠的电源。另外对于用来探测火星、木星等的星际航行器,则更需要这种供电装置了,因为它们所配备的电子设备就更多、更复杂,而且要求其使用寿命特别长,因为来回一次要历时几年甚至十几年。星际航行器要在那么长的时间内同地球上保持不断的通信联系,这就必须使这类飞行器上所用的电源容量特别大,工作性能安全可靠。
人造卫星和太空飞行器上最早所使用的电源是燃料电池。这种电池虽然工作性能稳定可靠,但成本高,使用寿命短,满足不了长期使用的要求。后来,科学家采用太阳能电池来代替燃料电池,虽然它克服燃料电池那些缺点,但当卫星(或太空飞行器)运行到地球背面或者处在月球上漫长的黑夜里时(1个“月球”相当于地球上的14个昼夜),或者向远离太阳的其他星球飞行时,太阳能电池就根本无法进行工作。
G. 运用经济常识分析核电在我国能源结构中的优势(帮别人问的,谢谢了)
核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,每千瓦时电能的成本任何能源都低,比火电站要低30%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如,一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨,而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是无污染,随着世界上煤和油的不断枯竭,在不久的将来,核电必然会取代火电成为第一大电源。
从1954年前苏联建成世界上第一座试验核电站、1957年美国建成世界上第一座商用核电站开始,核电产业已经过了几十年的发展,装机容量和发电量稳步提高。
2009年9月,随着中国广东核电集团所属的岭奥核电站二期工程一号百万千瓦机组投入,我国核电投运机组总容量过1000万千瓦,占总装机的1.1%,我国核电在建机组总容量达到2500万千瓦,居世界第一。但总体上讲,我国核电占总装机比例远小于法国(80%)、韩国38%,日本(30%)、美国(20%)等发达国家。按规划,到2020年,我国核电装机容量突破7000-8000万千瓦,占届时我国总装机容量15亿千瓦的4.6-5.3%,发电量的8%。
2011年底,中国的核电装机容量为1257万千瓦,占全部容量的1.19%。2011年1-12月,全国核电发电量为864亿千瓦时,占全部发电量的1.85%