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核电行业发展现状
点击次数:1316 发布时间:2018-06-25

1、核电是的清洁能源

 

核反应堆利用链式裂变反应产生能量。 1942年12月,世界上首座核反应堆在美国芝加哥大学建成, 可控的链式裂变反应得到了验证。 链式裂变反应指的是原子核吸收一个中子后发生裂变,同时释放出 2-3 个中子和能量,如果这些中子再被吸收引起其他原子核裂变,就可使裂变反应持续进行下去。 核电站中的核反应堆内发生的就是可控的链式裂变反应,裂变过程释放出的能量数百万倍于煤的燃烧。

 

全球核反应堆中以压水堆为主。 核反应堆按照燃料、 中子能量、 慢化剂和冷却剂不同,分为多种类型。按燃料循环分为铀-钚循环和钍-铀循环; 按发生反应的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆;按冷却剂分为轻水堆和重水堆;按慢化剂分为石墨堆、轻水堆和重水堆;其中,轻水堆又分为压水堆和沸水堆。

 

目前全球投运的核反应堆约 450个,其中使用铀 235 作为燃料,轻水作为冷却剂和慢化剂的压水堆占据绝大多数, 共计约 293 个,占比为 65.3%,其次为沸水堆共计约 75 个,占比为 16.7%。 使用重水作慢化剂, 轻水或重水作冷却剂的重水堆共计约 49 个,占比位居第三, 占比为 10.9%。

压水堆在核反应堆中占比高

核电站通过机械能将核能转换为电能。核电站利用核反应堆中核裂变所释放的能量进行发电。核裂变反应在核电机组的压力容器中产生热能,反应堆冷却剂通过吸收这些热量转变为高温流体,高温冷却剂在蒸汽发生器中与给水换热后再回到压力容器中,这个通过主泵带动的循环被称为一回路。给水吸收热量后生成蒸汽,从而推动汽轮机带动发电机组发电,做功后的蒸汽通过冷凝器转化为给水再被送回到蒸汽发生器中,这个通过主给水泵带动的循环被称为二回路。核电与常规火电站的区别仅在于进入汽轮机的蒸汽携带的能量来源不同,火电站是通过燃烧煤炭、石油、天然气等燃料产生热能,核电站则通过铀核燃料裂变产生热能。

 

核电具有清洁、安全稳定、经济性好等特点,是一种可以承担电网基本负荷的清洁能源。

 

炭、石油、天然气等,非化石能源主要包括核能、 风能、太阳能、水能、地热能、海洋能等。与化石能源相比,非化石能源在利用过程中基本不产生温室气体,属于对环境友好的清洁能源, 而核电在非化石能源中又具有明显的优势。

 

清洁:核电在电力生产过程中几乎不排放污染物。核电站在运行的过程中只产生少量的放射性废物,并按照国家法规予以严格控制,不会对环境造成明显影响,不产生温室气体等其他污染物。与火电相比,一台百万千瓦核电机组每年可减少排放二氧化碳600万吨,二氧化硫 2.6万吨,氮氧化物1.4 万吨,清洁优势明显。若考虑到建造及燃料循环的环节,核电会产生少量的排放物,从全寿期来看,温室气体的排放量与风电相当,远低于煤电等化石燃料电厂。一座核电厂全寿期的常规废物排放量,只相当于同等规模火电厂的0.5%-4.0%。

 

核电是一种的能源。1千克铀235全部裂变,能够释放出相当于2700吨标煤完全燃烧放出的能量。一座百万千瓦级的核电站,平均每年只需补充约25吨的核燃料,全年只需几辆卡车运输,而同样功率的燃煤火电站每年耗煤达300万吨,每天需要供煤近万吨,需要上百节火车皮运输,对运输造成了极大的压力。

核电温室气体排放量极低

核电比火电更为

安全稳定:成熟的技术使核电的安全性得到了保证。世界各国及核电运营企业都将安全作为核电生产的要务,在核电建设施工及运营维护的全过程中,均制定了严格的标准和程序,同时也制定了完善的事故处理程序。 核电站在设计过程中,一般采用纵深防御来保证其安全性,提供一系列多层次的防御来防止事故,并在未能防止事故时保证提供适当的保护。纵深防御的一个典型应用是在设计中设置的多道实体屏障,将放射性物质置于多道屏障的保护之下,通常采用三道屏障,即:燃料元件包壳、反应堆冷却剂系统压力边界、安全壳。事实证明,成熟可控采用了纵深防御等设计的核电具有很高的安全性。

 

核电设备利用小时数高居。此外与其他所有能源相比,核电可以保持长时间稳定运行,且间隔12-18个月才更换一次核燃料和检修,所以核电可以连续运行很长的时间。同时核电单机容量较大,zui高可达近180万千瓦,是理想的承担电网基本负荷的电源。核电设备年运行小时数为7108小时,在所有发电类型中高居,远高于发电设备平均利用小时(3786)。

核电设备利用小时数高居

经济性好:核电的发电成本主要由运行费、折旧费和燃料费三部分组成,其中运行费用占比约为20%-25%,折旧费占比较高,约占45%-50%,而核电燃料费占比较低,约为20%-25%。核电站一般可以运行近60年,而目前长折旧年限一般为30-40年,折旧完成后,核电的发电成本将大幅下降。国家对核电采取优先上网政策,核电利用小时高且稳定,这种高固定成本、低变动成本的成本结构使得核电具备较好的经济性。与常规能源相比,核电还具有低的外部成本。发电厂并不是孤立存在的,发电厂排放的各种污染物、噪音等对公众的损害,以及对地球气候变暖等环境生态影响等因素产生的成本可以作为外部成本,将其包括在内对现有的发电技术经济性分析进行全面研究。

 

多个研究结果表明,与其他常规能相比,核能的外部成本低。外部成本zui高的是常规能源煤炭和石油,为核电的10倍以上,作为洁净能源的天然气发电,外部成本也约为核电的3-6倍。

核电外部成本低

核电是的清洁能源。总体来看,可以带电网基本负荷的电源中,火电在生产过程中存在较为严重的污染,未来的发展已逐渐放缓;水电对区域位置要求高导致可开发容量有限且存在消纳障碍,而且水电过度开发对生态环境有一定影响。新能源中,风电和太阳能负荷都不稳定,不能承担电网基本负荷,且同样存在消纳障碍。而核电清洁、安全稳定、经济性好,是的清洁能源。

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