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一、 核电行业发展现状
1、核电是优质的清洁能源
核反应堆利用链式裂变反应产生能量。 1942 年 12 月,世界第一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最高
资料来源:公开资料整理
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 。
核电具有清洁高效、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优质清洁能源。
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。
清洁高效: 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%。
核电是一种高效的能源。 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
资料来源:公开资料整理
核电比火电更为高效
资料来源:公开资料整理
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