核電廠

核電廠

核電廠是指將核能轉換為熱能,用以產生供汽輪機用的蒸汽,汽輪機再帶動發電機,構成了產生商用電力的電廠。核電廠使用的是鈾或者鈽的裂變反應,這種裂變反應的實際質能轉換比例非常低,但是由於物質轉化後的能量很大,也算是很高效的一種方式。龍游可能比較大,浙西核電站是由中國核工業集團公司和浙江省能源集團有限公司投資建設的項目,規劃建設4台100萬千瓦級核電機組規模,一期工程擬建設2台100萬千瓦級核電機組,全部建成後將成為浙江省繼秦山、三門後第三大核電站。

簡介

漢語拼音:hédiànchǎng

核電廠使用的是鈾或者鈽的裂變反應,這種裂變反應的實際質能轉換比例非常低,但是由於物質轉化後的能量很大,也算是很高效的一種方式。

對於核廢料的回收來說,由於回收成本較大而且也比較危險,從經濟角度來說並不划算。

核電利用

將原子核裂變釋放的核能轉變為電能的系統和設備,通常稱為核電站也稱原子能發電站。核燃料裂變過程釋放出來的能量,經過反應堆內循環的冷卻劑,把能量帶出並傳輸到鍋爐產生蒸汽用以驅動渦輪機並帶動發電機發電。核電站是一種高能量、少耗料的電站。以一座發電量為100萬千瓦的電站為例,如果燒煤,每天需耗煤 7000~8000噸左右,一年要消耗200多萬噸。若改用核電站,每年只消耗1.5噸裂變鈾或鈽,一次換料可以滿功率連續運行一年。可以大大減少電站燃料的運輸和儲存問題。此外,核燃料在反應堆內燃燒過程中,同時還能產生出新的核燃料。核電站基建投資高,但燃料費用較低,發電成本也較低,並可減少污染。截至1986年底,世界上已有28個國家和地區建成了397座核電站。據國際原子能機構的統計預計到21世紀初將有58個國家和地區建造核電站,電站總數將達到1000座,裝機容量將達到8億千瓦,核發電量將占總發電量的35%。由此可見,在今後相當長一段時期內,核電將成為電力工業的主要能源。

核電原理

簡介

核電站是怎樣發電的呢?簡而言之,它是以核反應堆來代替火電站的鍋爐,以核燃料在核反應堆中發生特殊形式的“燃燒”產生熱量,來加熱水使之變成蒸汽。蒸汽通過管路進入汽輪機,推動汽輪發電機發電。一般說來,核電站的汽輪發電機及電器設備與普通火電站大同小異,其奧妙主要在於核反應堆。

核電站除了關鍵設備——核反應堆外,還有許多與之配合的重要設備。以壓水堆核電站為例,它們是主泵,穩壓器,蒸汽發生器,安全殼,汽輪發電機和危急冷卻系統等。它們在核電站中有各自的特殊功能。

主泵

如果把反應堆中的冷卻劑比做人體血液的話,那主泵則是心臟。它的功用是把冷卻劑送進堆內,然後流過蒸汽發生器,以保證裂變反應產生的熱量及時傳遞出來。

穩壓器

又稱壓力平衡器,是用來控制反應堆系統壓力變化的設備。在正常運行時,起保持壓力的作用;在發生事故時,提供超壓保護。穩壓器里設有加熱器和噴淋系統,當反應堆里壓力過高時,噴灑冷水降壓;當堆內壓力太低時,加熱器自動通電加熱使水蒸發以增加壓力。

蒸汽發生器

它的作用是把通過反應堆的冷卻劑的熱量傳給二次迴路水,並使之變成蒸汽,再通入汽輪發電機的汽缸作功。

安全殼

用來控制和限制放射性物質從反應堆擴散出去,以保護公眾免遭放射性物質的傷害。萬一發生罕見的反應堆一迴路水外逸的失水事故時,安全殼是防止裂變產物釋放到周圍的最後一道屏障。安全殼一般是內襯鋼板的預應力混凝土厚壁容器。

汽輪機

核電站用的汽輪發電機在構造上與常規火電站用的大同小異,所不同的是由於蒸汽壓力和溫度都較低,所以同等功率機組的汽輪機體積比常規火電站的大。

冷卻系統

為了應付核電站一迴路主管道破裂的極端失水事故的發生,近代核電站都設有危急冷卻系統。它是由注射系統和安全殼噴淋系統組成。一旦接到極端失水事故的信號後,安全注射系統向反應堆內注射高壓含硼水,噴淋系統向安全殼噴水和化學藥劑。便可緩解事故後果,限制事故蔓延。

註:

核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。只有一些質量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變……,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。1克鈾-235完全發生核裂變後放出的能量相當於燃燒2.5噸煤所產生的能量。

已建電站

秦山核電站

浙江嘉興的秦山核電站位於杭州灣畔,一期工程是中國第一座依靠自己的力量設計、建造和運營管理的30萬千瓦壓水堆核電站。1985年3月澆灌第一罐核島底板混凝土,1991年12月首次併網發電,1994年4月設入商業運行,1995年7月通過國家驗收。 二期工程,是建設我國自主設計、自主建造、自主管理、自主運營的首座2× 60萬千瓦商用壓水堆核電站,於1996年6月2日開工,經過近6年的建設,第一台機組於2002年4月15日比計畫提前47天投入商業運行。 秦山三期(重水堆)核電站採用加拿大成熟的坎杜6重水堆核電技術,建造兩台70萬千瓦級核電機組。1號機組於2002年11月19日首次併網發電,並於2002年12月31日投入商業運行。2號機組於2003年6月12日首次併網發電,並於2003年7月24日投入商業運行。

大亞灣核電站

廣東深圳的大亞灣核電站1987年8月7日工程正式開工,1994年2月1日和5月6日兩台單機容量為984MWe壓水堆反應堆機組先後投入商業營運。

田灣核電站

田灣核電站位於江蘇省連雲港市連雲區田灣,廠區按4台百萬千瓦級核電機組規劃,並留有再建2至4台的餘地。一期建設2台單機容量106萬千瓦的俄羅斯AES-91型壓水堆核電機組,設計壽命40年,年平均負荷因子不低於80%,年發電量為140億千瓦時。工程於1999年10月20日正式開工,單台機組的建設工期為62個月,分別於2004年和2005年建成投產。

嶺澳核電站

嶺澳核電站一期工程於1997年5月開工建設。它位於廣東大亞灣西海岸大鵬半島東南側。嶺澳核電站是“九五”期間我國開工建設的基本建設項目中最大的能源項目之一。嶺澳核電站(一期)擁有兩台百萬千瓦級壓水堆核電機組,2003年1月全面建成投入商業運行,2004年7月16日通過國家竣工驗收。正展開二期工程建設。

我國首個在海島上建設核電站2008年2月18日正式動工被正式列入《國家核電中長期發展規劃(2005—2020年)》中的福建寧德核電站2月18日正式動工。

項目位於福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮的備灣村,瀕臨東海,南距福州143公里,北距溫州113公里,是我國第一個在海島上建設的核電站。

據介紹,寧德核電站一期四台百萬千瓦級機組工程總投資為512億元,是福建省有史以來最大的能源投資項目,由廣東核電投資有限公司、大唐國際發電股份有限公司、福建煤炭工業(集團)有限責任公司共同投資建設。一期四台機組定位為核電第二代加改進,綜合國產化率達到75%,具有國際同類型在役核電站的先進水平。

2月開工建設一、二號機組,一號機組2012年投產,二號機組2013年投產;計畫三號機組2014年投產,四號機組2015年投產。

在建核電

陽江核電站

2004年,經10多年籌備的廣東的陽江核電站項目也有望在年底通過國家核准,這個規劃投資達80億美元、規劃建設6台百萬千瓦級機組的全國最大核電項目一期工程將於2006年正式動工。

三門核電站

2004年7月,位於浙江南部的三門核電站一期工程建設獲得國務院批准。這是繼中國第一座自行設計、建造的核電站——秦山核電站之後,獲準在浙江省境內建設的第二座核電站。三門核電站總占地面積740萬立方米,可分別安裝6台100萬千瓦核電機組。全面建成後,裝機總容量將達到1200萬千瓦以上,超過三峽電站總裝機容量。一期工程總投資250億元,將首先建設兩台國內最先進的100萬千瓦級壓水堆技術機組。三門核電站最快將在2010年前後發揮作用。

遼寧紅沿河核電廠

2004年11月5日,遼寧核電瓦房店市東崗鎮溫坨子的一片工地上禮炮轟鳴。隨著專用道路工程的竣工,遼寧省第一座核電廠——遼寧紅沿河核電廠的前期工程完成了“第一戰役”。 其中,一期工程計畫投資260億元,規劃建設2台百萬千瓦級核電機組。一期工程竣工投產後,年發電量可滿足兩個中等城市一年的用電需求。工程建設工期為6年。

江西九江核電廠

江西省計畫投資人民幣400億元建造一座發電能力約為400萬千瓦的核電廠。根據規劃,核電廠將建於九江市東部、長江南岸的彭澤縣境內,該項目將於2008年開工。

四川重慶爭建核電站

(2003-9-18)

重慶市將在涪陵建設一座總裝機容量為180萬千瓦的核電站。而重慶市和四川省均已向國家有關部門提交了核電站的立項報告,雙方都想讓內陸首座核電站落戶本地區。不過,結果尚未揭曉。

重慶市規劃中的核電站將選址涪陵區白濤鎮重慶建峰化工總廠(原816廠),初步規劃總投資200億元,年發電量達85億千瓦小時。如果審批手續順利,將於2007年動工建設,2013年首台機組併網發電,項目業主為中國電力投資集團。

來自四川方面的訊息也稱,建設核電站的優勢包括:四川有豐富的鈾礦資源;宜賓核燃料廠是我國惟一的核電站燃料組件生產基地;中國核動力研究院、西南電力設計院等科研單位都位於四川;

桃江核電站,

湖南省核電發展規劃中的核電項目有望完成"破冰"之旅,省政府已經委託湖南五凌水電開發有限責任公司就核電項目開展前期的研究規劃選址等工作,岳陽的華容縣和常德的桃源縣有望成為規劃中的核電站廠址。桃江核電站擬建的核電項目規劃裝機600萬千瓦,一期裝機200萬千瓦,已完成水文等8個外圍專題的契約談判。預計明年可完成初步可行性研究工作,上報項目建議書。

石島灣核電站

即華能石島灣高溫氣冷堆核電站,該核電站是全球首座將四代核電技術成功商業化的示範項目,也是中國“十二五”獲批的第一個核電項目。它位於山東省威海市榮成石島灣 ,這將是全球首個投入商業運營的“球床”核反應堆。

煙臺海陽核電廠

位於膠東半島上的海陽市東南部,總投資600億元人民幣,分三期實施,一期將建設2台100萬千瓦級核電機組。該項目可行性研究報告顯示,海陽核電站廠的規劃容量為600萬千瓦級核電機組,並留有擴建條件,擬於2010年開始發電。據相關資料顯示,海陽核電站建成之後將成為迄今為止我國最大的核能發電項目。

浙西核電站

正在選址浙西的龍游、蘭溪、建德等地。龍游可能比較大,浙西核電站是由中國核工業集團公司和浙江省能源集團有限公司投資建設的項目,規劃建設4台100萬千瓦級核電機組規模,一期工程擬建設2台100萬千瓦級核電機組,全部建成後將成為浙江省繼秦山、三門後第三大核電站。浙西核電站項目初步可行性研究報告審查會在杭州召開。來自國家核安全局、中國民用航空華東地區管理局、水利部太湖流域管理局、國家環保總局核與輻射安全中心、國家電力規劃設計總院、中國核工業集團公司、浙江省政府相關部門、華東電網有限公司、上海核工程研究設計院及相關單位的代表共120餘人參加了審查,與會專家對初步可行性研究報告評審後,推薦龍游團石為該核電項目的優選廠址,建德市洋尾為備選廠址。

福建寧德核電站

位於福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮的備灣村,距福鼎市區南約32km,東臨東海,北臨晴川灣。規劃建設六台百萬千瓦級壓水堆核電機組,一次規劃,分期建設,一期工程擬採用中廣核集團具有自主品牌的CPR1000技術,建設兩台百萬千瓦級壓水堆核電機組。2006年9月1日,國家發展改革委同意寧德核電站一期工程開展前期工作。主體工程計畫於2008年開工,兩台機組預計於2013年左右建成投入商業運行。

寧德核電站的建設將進一步最佳化福建省能源結構,緩解福建省電力緊張局面,促進福建省經濟、社會和環境可持續發展,為建設對外開放、協調發展、全面繁榮的海峽西岸經濟區發揮積極作用。

已開工核電

中國證券報記者從權威渠道了解到,國家發改委日前擬定首批4個總計逾1000萬千瓦沿海核電項目的開工安排,其中山東榮成石島灣核電站有望成為首個獲準啟動的新項目。

事實上,2014年以來有關核電新建項目審批開啟的訊息就不斷傳出,在2014年6月份舉行的新一屆國家能源委員會會議上,沿海核電項目更是被重點提及。

業內分析指出,以當前核電綜合投資水平核算,1000萬千瓦項目的投資規模可達1600億元,這將給上游核電設備製造商帶來至少800億元訂單。按照相關規劃,到2020年,國核心電新建項目規模將達3600萬千瓦,有望撬動核電設備市場規模達3000億元。

發展核電逐漸成為共識

一直以來,我國以煤為主體的能源消費結構備受詬病,大力發展清潔可再生能源,調整能源消費結構,上升為國家戰略。特別是近兩年以削減燃煤為主要任務的霧霾治理攻堅戰中,加快清潔能源替代步伐更是成為當務之急。

我國已成規模的清潔能源發電,以水電、核電、風電和太陽能光伏發電為主。中國核能行業協會一位專家對中國證券報記者表示,經過近幾年的發展,風電和光伏發電儘管規模與日俱增,但受併網困難等瓶頸制約,“棄風”、“棄光”問題仍然難解,風電、光伏等新能源發電在我國一次能源消費總量中的比重不足5%,其替代傳統化石能源的實際效果與潛在需求間還存在較大差距。如何尋找更靠譜的清潔能源替代煤炭消費騰出的空間,成為業界不斷思索的問題。

上述專家表示,從當前國內能源消費的實際現狀來看,“在確保全全基礎上,大力發展核電”逐漸成為共識。他解釋道,核電相較於其他可替代能源的突出優勢集中於:核能資源的利用更具穩定性和可持續性,不存在風電光伏的間歇性,以及水電的季節性及影響生態等弊端;核電經濟性在規模因素下優於其他可再生能源;為順利實現“到2020年非化石能源占一次能源消費15%”的目標,核電在其中可占據一半分量,這一點非風電和光伏發電能企及。

自2011年日本地震引發福島核事故後,國內關於核電發展的最大質疑在於其安全性。2012年國家發布核電中長期規劃和核安全規劃並宣布重啟核電發展後,外界對於如何確保核電站安全仍有疑慮。對此,上述專家表示,從目前來看,三代核電技術全面取代二代技術已成定勢,而三代技術中的AP1000及以上技術,憑藉其安全高效性將逐漸成為未來核電技術主流。

2012年頒布的核電中長期規劃也明確提出,將第三代AP1000技術作為中國核電行業發展方向。新公布的《核電安全規劃》提出,2016年後只有採用第三代技術的核電站才能開工建設,在此之前僅有為數不多的第二代改進型核電站可以開工建設。“自2011年日本核事故之後,國內關於核電安全性的重視程度已貫穿選址、建設到後期運營的全過程,在安全基礎上高效發展核電成為行業共識。”該專家表示。

逾1000萬千瓦項目蓄勢待發

中國證券報記者了解到,此次核准的4個沿海核電項目均按照上述兩大規劃要求,經過充分論證而獲準啟動。這4個項目分別是:山東榮成石島灣一期、遼寧葫蘆島徐大堡一期、廣東陸豐一期和遼寧大連紅沿河二期,總裝機量達1010萬千瓦,預計分別將於2017年前後併網發電。

第一個推進的項目將是山東榮成石島灣2x140萬千瓦示範電站,業主單位是華能集團,此前已小範圍開啟土建工作。該電站是國內首座擁有自主智慧財產權第三代核電站,也是化解京津冀及周邊地區削減煤炭消費治理霧霾後,填補能源供給缺口的重要支撐。

據了解,這些項目的反應堆型均採用我國主導的壓水堆,在技術路線上均採用三代AP1000技術。其中山東石島灣項目更是採用完全自主研發的CAP1400技術,技術指標和安全性在國際上均處於領先地位。

2014年5月份發布的《能源行業加強大氣污染防治工作方案》明確提出,力爭2015年運行核電裝機達到4000萬千瓦、在建1800萬千瓦;力爭2017年底運行核電裝機達到5000萬千瓦、在建3000萬千瓦。而截至止2014年,運行核電裝機總計1800萬千瓦,在建3100萬千瓦。中金公司研究員表示,這意味著為實現2017年目標,政府需要在2014年-2017年至少批准3100萬千瓦新增項目。這與2007年-2010年第一個核電審批高峰期間批准的裝機容量3400萬千瓦不相上下。

業內人士表示,隨著這些項目相繼開工,我國核工業發展國產化及商業化將進入新階段。

我國已經明確核工業國產化發展計畫,強調自主設計、自主製造、自主建設和自主運營是發展全面核工業體系的關鍵。中金公司研究員預計,隨著國內設備廠商逐步吸收海外技術,競爭力提升,今後核電機組設備國產化比例有望達到80%以上。

國產化率提高的同時,核電站建設成本將逐步降低。根據中金公司研究員測算,隨著AP1000國產比例由30%提升至80%,在上網電價為0.43元/度的情況下,權益內部收益率有望從5%增長至14%,明顯高於風電和光伏電站收益水平,未來商業化前景廣闊。

上述專家對中國證券報記者表示,國核心電行業發展經過短暫的停頓之後,將在更高水平和更強戰略意義層面上重新進入發展快軌,對於經濟成長的拉動效應也越發明顯。

根據相關機構提供的數據,目前我國大陸運行和在建的核電站對經濟增速的貢獻率超過0.3個百分點。

核電設備製造商盡享盛宴

2014年至2017年我國核電新建項目審批規模預計將超過3000萬千瓦,以當前已運行和在建AP1000核電站的預算成本平均每瓦16元核算,這一裝機數字帶動的總投資規模可達4800億元。按照行業一般規律,這一巨額投資將首先落在成本占比達50%以上的設備製造環節上。按照中金公司研究員測算,核電設備製造環節到2020年市場規模可達3000億元以上。

一般來說,核反應堆由核島、常規島和輔機設備三部分構成。核島是核電站的核心,通過核反應生產蒸汽供給常規島並儲存核廢料;常規島則使用核島所提供的蒸汽驅動汽輪發電機組發電;電站輔助設備主要是用以管理核電站和提供其他輔助設施。從各部分設備成本占比來看,以未來主流的AP1000核電機組為例,其中核島設備占比將達28%,常規島為11%,輔助設備為9%。

中金公司研究員認為,在核電產業鏈上,基於核電站的建造時間,上述設備製造領域各細分環節生產商將依次受益。而扎堆於A股市場的各環節龍頭公司無疑將率先分享市場盛宴。

申銀萬國[2.52%]分析師也認為,從當前核電重啟的節奏來判斷,今明兩年將是已開工核電項目投入商業運營以及新開工項目數量的第一高峰期。“十三五”期間內陸核電的放開,將打開成長空間並迎來第二高峰。這將帶來整個板塊估值的持續提升。

核電優點

1、核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中,因此核能發電不會造成空氣污染。

2.、核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。

3.、核能發電所使用的鈾燃料,除了發電外,沒有其他的用途。

4、核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機就可以完成運送。

5、核能發電的成本中,燃料費用所占的比例較低,核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響,故發電成本較其他發電方法為穩定。

核電缺點

1、核能電廠會產生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理,且需面對相當大的政治困擾。

2、核能發電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裡,故核能電廠的熱污染較嚴重。

3、核能電廠投資成本太大,電力公司的財務風險較高。

4、核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。

5、興建核電廠較易引發政治歧見紛爭。

6、核電廠的反應器內有大量的放射性物質,如果在事故中釋放到外界環境,會對生態及民眾造成傷害。

內陸核電

湖北大畈、湖南桃花江、江西彭澤作為中國首批內陸核電廠址,項目有望得到開展前期工作的批准檔案,2011年可望澆注第一罐混凝土。

國家能源局負責人表示,中國內陸核電將採用以AP1000為主的三代核電技術,與此同時,全國所有新審批核電項目將實施向三代核電技術的過渡。

“內陸廠址採用AP1000三代技術的決策,不僅是對國家統一技術路線的果斷落實,更是鑒於內陸核電站對安全、環保工作更為嚴格的要求。2013年之後,中國的內陸核電將進入批量化生產和建設階段。”國家能源局副局長孫勤說。

這意味著,今後,中國新建核電站中採用二代技術的將越來越少,並將基本局限於沿海地區。

和這一政策信號相呼應,中國內陸AP1000技術的各項準備工作正加速推進。來自國家核電技術公司的最新情況表明:中國內陸AP1000核電站已完成總體設計工作;超大型冷卻塔設計工作於通過中國電力工程院審查。

根據此前確定的國家核電發展戰略,中國將在數年內全面完成世界最先進核電技術AP1000的消化、吸收和自主設計創新,形成具有自主智慧財產權的CAP1400核電技術,2017年可望建成示範機組。

另據國家核電技術公司董事長王炳華透露:“中國在建和規劃的核電規模在世界上都是最大的。如果按照中長期能源需求和結構來預測,到2030年全國核電裝機將是億千瓦級的,需要建成上百個百萬級的核電機組。”

據透露,國家能源局正抓緊組織起草《核電管理條例》,《條例》在核電站的設計建造、廠址保護、科技研發、裝備製造、業主資質,尤其是質量、核安全等方面,均作出了明確而詳盡的規定。初稿已基本完成。中國核電標準體系的建設工作也已開始推進。

湖南桃花江核電有限公司成立於2008年5月21日,由中國核工業集團公司、華潤電力工程服務有限公司、中國長江三峽工程開發總公司、湖南湘投控股集團有限公司共同出資組建,中國核工業集團公司控股。公司實行董事會領導下的總經理負責制,全面負責我國內陸首批核電項目——湖南桃花江核電項目的建設、運營和管理。

桃花江核電項目廠址位於湖南省益陽市桃江縣沾溪鄉荷葉山,資水右岸。這裡地質結構穩定,地震烈度低,居民稀少,是一個十分優越的內陸核電廠址。

桃花江核電項目於2006年5月開始啟動,在各有關方面共同關心、全力推動下,經過一年多時間不懈努力,於2008年2月1日正式獲得國家發展和改革委員會“同意開展前期工作”的批覆,標誌著項目前期工作取得了重要階段性成果。

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