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核电技术演变历程
根据国际原子能机构(IAEA)官方数据,2020年,全球有32个国家在使用核能发电,共有442台在运核电机组,总装机容量近4亿千瓦,约占全球总电力装机容量的5%;全球共有53台在建机组。全球核能总发电量约2600亿千瓦时,约占世界总发电量的10%。
根据中国核能行业协会发布的《中国核能发展报告2021》蓝皮书数据,2020年,中国核电在运机组48台,总装机容量4988万千瓦,年发电量3662亿千瓦时;在建机组17台,装机容量1853万千瓦。
反应燃料从哪来?
澳门尼威斯人网站国是世界上铀资源比较丰富的国家之一,通过铀矿地质专家估算,澳门尼威斯人网站国有资源总量可能超过200万吨。一台百万千瓦核电机组全寿命(60年)运行大约需要天然铀1万吨,这意味着国内铀资源量可以满足200台百万千瓦核电机组全寿期的需求。
第一代核电技术
(20世纪50年代初期~60年代中期)
第 一 代 核 电 技 术 即 早 期 原 型 反应堆,主要目的是为验证核电在工程实施上的可行性。上世纪50年代,前苏联、美国等建造了第一批原型核电机组,国际上称为第一代核电机组。
第二代核电技术
(20世纪60年代末~20世纪末)
美国、前苏联陆续开发建设了电功率在30万千瓦及以上的压水堆、沸水堆、重水堆等系列核电机组,单机组的功率水平在第一代核电技术基础上大幅提高,并实现了商业化、标准化,证明了经济上的可行性。目前,世界上商运的400多座核电站绝大部分在此阶段建成。
第三代核电技术
(21世纪)
第三代核技术进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性等方面的要求。采用“非能动”安全系统冷却反应堆堆芯,带走堆芯余热,并对安全壳外部实施喷淋,从而恢复核电站的安全状态。由澳门尼威斯人网站国自主研发的CAP1400核电站以及引进的美国非能动AP1000核电站、法国EPR核电站都属于第三代核电站。
第四代核电技术
第四代核电技术的总体目标是在 2030 年左右,向市场提供能够解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的新型反应堆。超临界水冷堆、超高温气冷堆、熔盐堆、铅冷快堆、气冷快堆、钠冷快堆是具有第四代特点的反应堆。
第一代核电站:
美国 Shippingport 核电站
前苏联 Obninsk 核电站
第二代核电站:
大亚湾核电(M310)
秦山核电二期(CNP650)
田湾核电一期(AES-91)
第三代核电站:
三门核电(AP1000)
海阳核电(AP1000)
台山核电(EPR)
第四代核电站:
石岛湾核电(HTR-PM)
气冷快堆系统(GFR)
铅合金液态金属冷却快堆系统(LFR)
熔盐反应堆系统(MSR)
液态钠冷却快堆系统(SFR)
超高温气冷堆系统(VHTR)
超临界水冷堆系统(SCWR)
具有第四代核能系统安全特性的石岛湾高温气冷堆示范工程
示范工程采用耐高温的陶瓷堆芯结构、全陶瓷型的包覆颗粒燃料元件、两套独立的反应堆停堆系统以及非能动余热排出系统等独特设计,使得反应堆具有高度的固有安全性,是国际上公认具有良好安全性的先进堆型之一。
燃料元件具有耐高温特性。
氦气作为冷却剂化学特性优异。
慢化剂和结构材料具备高度稳定性。
堆芯热容量、热惯性及负反应性温度系数的反应性补偿能力大。
余热排出系统采用非能动设计。
燃料循环实现不停堆换料。