第40章 了解核电站

第一篇第三十八章了解核电站

 核电站的前景

朱基同志在九届全国人大四次会议上所作的政府工作报告被媒体称为“绿色报告”。

报告规划了我国“十五”期间经济建设、文化建设与生态环境可持续发展的宏伟蓝图。能源

和生态环境，是制约我国发展的两大难题。

据专家估算，全世界的石油、天然气几十年会用完，煤100多年会用光。化石能源枯竭

已经是一个不争的事实。我国人均化石能源占有量远远低于世界平均数，能源短缺更为突

出。另外，即使能源充裕，由于环境因素的制约，也不能燃烧那么多的化石能源。而

已经探明的铀矿和钍矿按其蕴藏量的能量计算，是所有化学能的20倍！如果科学技术的进

步取得突破，利用核聚变能，从1吨海水中提取的氚就可产生350吨煤燃烧放出的能量，这

样覆盖地球表面2／3的海水就成了人类取之不尽的能源。说到能源，当然还有可再生无污

染的太阳能、潮汐能、风能等，但这些能源受自然条件影响大，不能稳定地提供电能，所

以，核电是人们走出能源危机的一条坦途。现在核电占一些国家发电总量的百分比分别是：

立陶宛834％，法国774％，韩国358

，日本334％，美国219％，德国303％，我国的核电只占总发电量的1％左右。我国东

南沿海地区，经济发达，人口密集，能源短缺，为核电的发展提供了广阔的市场。像我们这

样一个大国，在核电这样一个重要工业领域，一定要有自立于世界工业强国

之林的勇气。过去，原子弹、氢弹、核潜艇搞出来了，今天搞核电就不行？天下没有这样

的道理。我国已故著名核物理学家王淦昌院士说过一段振聋发聩的话：“正确的引进政策应

该充分考虑以下三点：一是我国还很穷，整套买，买不起；二是我国已经初步形成原子能

工业体系，有一定的自主能力，所缺欠的只是建造大型核电站的关键技术、关键设备和特殊

材料，根本不必整套买；第三，引进的主要目的不是引进电力生产能力，而是引进核技术

，最终建立自己的核电工业体系。”在今天开放的环境下，关键看我们有没有吸收世界上

一切先进的科技为我所用的学习态度，有没有精益求精的科学精神，有没有铁一般的管理

规范。如果我们认真做了，中国制造的东西同样能够成为世界名牌。这，已被许多事例证明

。

 全球共有４３８座核电站

国际原子能机构资料显示，目前全球32个国家建有核电站，共有

438座核电站投产发电，占世界总发电量的16％。另有36座核电站正在建设中。

这种发电方式从50年代开始商业化。1986年切尔诺贝利核电站发生泄漏事故，牵制了西欧和

美国的核电站的增长，使得诸如意大利和德国等一些国家政府决定分阶段关闭核电站。

德国正在鼓励利用风能发电。1998年，德国的风能发电量占该国总发电量的１２％，雇用

工人１５万名。核能发电量占总量的３３％，雇用人员３８万人。

相反，其他一些国家和地区正在大力建设核电站，如日本、朝鲜、中国、印度、俄罗斯

、乌克兰、保加利亚和斯洛伐克。

 秦山核电站

秦山核电站是中国第一座自行设计、建造、营运的原型堆核电站，位于中国浙江省海盐

县秦山山麓北侧，杭州湾之畔，距上海市和杭州市的公里数分别为126和92。秦山

核电站是压水堆核电站，反应堆额定热功率为966MW，额定发电功率为300MW。它是带基

负荷的电站，设计寿命为30年。秦山核电站核蒸汽供应系统（一回路）由两个环路组成，其

中一个环路与稳压器相接。反应堆堆芯安放121个燃料组件，每个组件由204根装有低浓缩二

氧化铀的燃料棒组成。燃料棒的包壳管材料为锆-4合金。含硼水作为中子慢化剂和冷却剂。

二回路系统中，汽轮机为饱和蒸汽、凝汽式汽轮机。发电机为三相、两极双水内冷发电机，

电压18kV，功率因数085，汽轮发电机额定转速为3 000rpm，额定功率为300MW。凝

汽器为钛管双流程表面式凝汽器，额定工作压力为49kPa（绝对），设计进水温度为18℃

。

 核电站原理

核电站是实现核裂变能转变为电能的装置。它与火电站最主要的不同是蒸汽供应系统。

核电站利用核能产生蒸汽的系统称为“核蒸汽供应系统”，这个系统通过核燃料的核裂变能

加热外回路的水来产生蒸汽。从原理上讲，核电站实现了核能——热能——电能的能量转换

。从设备方面讲，核电站的反应堆和蒸汽发生器起到了相当于火电站的化石燃料和锅炉的作

用。

核电站中的能量转换借助于三个回路来实现。反应堆冷却剂在主泵的驱动下进入反应堆

，流经堆芯后从反应堆容器的出口管流出，进入蒸汽发生器，然后回到主泵，这就是反应堆

冷却剂的循环流程（亦称一回路流程）。在循环流动过程中，反应堆冷却剂从堆芯带走核反

应产生的热量，并且在蒸汽发生器中，在实体隔离的条件下将热量传递给二回路的水。二回

路水被加热，生成蒸汽，蒸汽再去驱动汽轮机，带动与汽轮机同轴的发电机发电。作功后的

乏蒸汽在冷凝器中被海水或河水、湖水冷却水（三回路水）冷凝为水，再补充到蒸汽发生器

中。以海水为介质的三回路的作用是把乏蒸汽冷凝为水，同时带走电站的弃热。

反应堆是核电站的心脏，它是使原子核裂变的链式反应能够有控制地持续进行的装置，

是利用核能的一种最重要的大型设备。反应堆中有控制棒，它是操纵反应堆，保证其安全的

重要部件，它是由能强烈吸收中子的材料制成的，主要材料有硼和镉。

反应堆的类型很多，根据不同的标准，可以有多种分类。下面介绍三种分类。

“快堆”和“慢堆”（亦称“热堆”）。当前世界上绝大多数反应堆均为热中子反应堆（简

“热堆”或“慢堆”）。“快堆”即“快中子反应堆”，它与“慢堆”的根本区别在于，引

起核裂变的“炮弹”是高能的快中子。

“压水堆”和“沸水堆”。在正常运行条件下，压水反应堆内的水由于受到很高的压力，始

终处于“液态”。我国已建成的秦山核电站（一期）和大亚湾核电站以及正在建设的秦山二

期和田湾核电站均采用压水堆。沸水反应堆内的水则处于气、液两相的状态。

“轻水堆”和“重水堆”。自然界的氢有三种同位素：氕（1H）、氘（2H）、氚（3H）。普

通水中的氢原子是“氕”，这种水我们称为“轻水”；若水中的氢原子是“氘”，则称为“

重水”。“轻水堆”和“重水堆”的区别在于反应堆的冷却剂、慢化剂是“轻水”还是“重

水”。