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你好!我的名字叫核电

来源: 北极星电力网 发布日期:2016-03-30

  前言

  我们知道,能源是经济发展的动力,是人们生活的必需品,而清洁能源的开发和利用是人类共同关心的问题,它关乎我们的健康、我们的子孙后代,以及如何可持续发展。就目前资源、环境多重约束下如何在2020年实现单位GDP二氧化碳排放值比2005年下降40%-45%,还有让非化石能源占一次能源消费的比重达到15%,是可谓目标高远、责任重大。可以看到,作为清洁能源的核能、水能、风能、太阳能等在实现这一目标的过程中必定要充当着重要角色。


  人类在探寻新兴能源的道路上,核电的出现可谓当仁不让,并以迅雷不及掩耳之势快速的成长。虽说核电在发展过程中有过曲折,但这种曲折会促使人类进一步认识核能,更安全、稳定、清洁利用核能发电。近年来,粤电集团大胆进军核电,先后参股广东阳江核电站和台山核电站建设运营,并签订陆丰核电站建设投资框架协议。截止目前,阳江核电站1、2号机组已投入商业运营,3号机组已完成所有调试工作,具备商业运营条件;台山核电站1号机组已启动冷态功能试验,并成为世界首台开始冷试的三代压水堆核电机组。

  本专题将介绍核电的前世今生,以及核电如何以迅猛之势立足于能源行业,同时让大家进一步了解核电相关知识,了解粤电在核电板块上的发展情况。

  万众期待中“破土而出”

  你们或许都知道利用煤、石油燃烧的火力发电,它们实实在在看得见、摸得着,自世界第一座火力发电厂诞生至今已有近200年的历史了,可是我从初生到现在也就不到70年的时间,你们对我知之甚少,也是情有可原的。随着传统发电种类面临的能源枯竭、环保等问题,人类在迫切的探寻新能源,而我就是在这种万众期待中破土而出,我的名字叫核电,我将虔诚的陪伴人类走向漫长的未来。

  核裂变反应堆是我的温床

  1942年12月2日,美籍物理学家恩利克.费米和他全体研究组员集合在美国芝加哥足球场的一个巨大石墨反应堆面前,紧盯着那座埋没在石墨之间的7吨铀燃料构成的巨大反应堆里控制棒缓慢地被拔出来,随着计数器发出咔嚓咔嚓的响声,到控制棒升到一定程度,计数器的声音响成一片,孕育我诞生的温床已经成型,也是人类第一次释放原子能的时刻。1951年12月,也在美国,科学家们成功实验增殖堆1号(EBR-1),首次完成利用核能发电,标志着我正式诞生。

  1954年,前苏联建成世界第一座试验核电站--奥勃灵斯克核电站,当时采用的是石墨水冷堆,输电功率已经有0.5万千瓦了;1957年,美国建成电功率为9万千瓦的shipping port 原型核电站,这些成就进一步证明了我的技术可行性,大家把这些试验性和原型核电机组称为我的第一代核电机组。

  核反应堆是核电站的关键组成部分,链式裂变反应就在其中进行。如今的核反应堆构造比当年要安全稳定得多,是在一个密闭的大型钢质压力容器里,壁厚超过20厘米,自重超过200吨,燃料就在里面实现大规模可控制的链式裂变反应。除了由核燃料组件和控制棒组件组成的堆芯,还有冷却剂、慢化剂、反射层、控制与保护系统、屏蔽系统和辐射监测系统等。

  世界上核反应堆种类有上千座,分类也是多种多样的,就像你们常用的有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。但用得最广泛的是压水反应堆,它是以普通水作冷却剂和慢化剂,它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。

  核能是我的能量源

  我是核电,是用核能来发电,首先我要向你们介绍核能。大家都知道能源是利用自然界提供能量转化的物质,有矿物能源、大气环流能源、地理性能源、物理核能源等,而是我所使用的是核能,它由原子构成,原子又是原子核和它周围的电子构成,而轻原子核的融合和重原子核的分裂都能发出能量,分别称为核聚变能和核裂变能。简单的说,我是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电,就像你们熟悉的火电厂一样,只是我是以核反应堆蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变连锁反应所产生的热,将水加热成高温高压,然后利用产生的水蒸气推动汽轮机带动发电机。如果你还是不太明白,那我直接告诉你,核反应所放出来的热量比燃烧化石燃料所放出的热量要高出很多的,相差约百万倍呢,而我所需要的燃料体积比火电厂要少很多。


大亚湾厂区

  核电站是我的家

  在中国,我是实现能源、经济、环保协调发展不可替代的必然选择。每次听说是否会感到我很高大上,离你们特别远吧?其实我也是发电站生产出来的,我的家叫做核电站,靠原子核内蕴藏的能量,大规模生产电力的新型发电厂。在深圳市龙岗区大鹏半岛,你可以看到大亚湾核电站的身影,这是在中国大陆建成的第二座核电站,属于压水式反应堆核电站,主要是由核蒸汽供应系统和汽轮发电机系统组成。现在看看核电站的运行结构图,核电站的关键部分是核反应堆,也是你们称之为最为神秘的地方,我将跟你们简单聊聊。

  1.在反应堆堆芯,这个非常核心关键的部位里进行核裂变并稳定地释放热能。这种热能的温度是极高的,由于稳压器可以提高供系统内的水压,于是一回路系统的水受热后依旧安安静静,不会沸腾。这些高压水随之将堆芯内产生的热能通通带走。
  
  2 .有了带热能的高压水,数以千计的传热管的作用就凸显了,并将热能传到管外二回路系统的水内。悄悄告诉你,二回路系统与一回路系统是完全分隔的。

  3 .你们都知道水受热后温度就会升高,所以二回路的水再也不安静了,只会沸腾不停,变成超多蒸汽。然后这些蒸汽推动汽轮发电机组做功便会产生电力。


核电站运行图

  曲折中“茁壮成长”

  和其他事物的成长过程一样,经历过磨难与曲折,方可雕琢成玉。我从初生到现在,在你们惊讶、欣喜、质疑等种种表情下,走过近60多个春夏秋冬,在成长过程中,我不断完善自己,提升自己,争取全面发展,不仅要在安全方面提高警惕,确保万无一失,更要在为人类节能减排路上贡献自己的一份力量。

  我曾经“失控”的日子

  我这快60余年的历史,不长不短,目前世界上在运行的核电机组就有440多座。随着年龄的增长,国际原子能机构预计,到2030年,全球运行核电站将在目前的基础上再增加300座。相比人类历史,我的发展十分短暂,但襁褓中的我将会茁壮成长。世界核能协会预计,在不久的将来,全世界可能平均每5天就会开工一个装机容量约1000兆瓦的核电站。

  我的发展并不是一帆风顺的, 曾经有过“ 失控” 的日子。1986 年,前苏联切尔诺贝利核电站的核反应堆事故, 你们称之为“ 切尔诺贝利事件”, 由于当时年轻气盛, 急功近利, 技术不够成熟而惹下祸端。还有2011年3月11日发生在日本福岛县的福岛第一核电站事故, 也让我在全世界面前火了一把, 地震引发海啸,导致核电站内电源丧失而造成事故 。这些事故无时无刻提醒着人类, 千万不要低估自然力量, 当然魔高一尺,道高一丈, 现在为了更好的保护我,海堤更高了, 而且增加不间断供电电源, 解决万一停电而造成事故的忧虑。再者在核电站的选址上更要经过精心挑选的, 就像大款买房一样, 必须选百里挑一的风水宝地。在我国核电站选址是非常严格的, 其设计都是按地震加海啸万年一遇, 并按历史最高标准设防, 安全度高。我国近海海域由于大陆架漫长, 不具备产生大海啸的成因, 而且洪水、台风和最大天文潮等因素或叠加因素通通考虑在内。核电站的安全控制是工业文明以来,所有领域要求最高的。

  不忘耻辱,方知前进。在前进道路上更加谨慎小心,始终坚守安全高于一切下,才能蓬勃发展。细数我在世界各国的份量及排名,美国、法国、日本、俄国、韩国的核反应堆数量为世界前五位,占全球的60%以上。美国拥有世界最多的核电机组共有100台,是名副其实的核电大国。法国共有核电机组58台,占全国发电量的百分之七十还多。你在美丽的密西西比河、塞纳河畔都能看到我的身影。中国哪里能看到我美丽的倩影呢?名噪江湖的秦山三兄弟,有“国之光荣”美誉的秦山第一核电站,被誉为民族核电丰碑的秦山第二电站,“纯中国制造”。第一座实现核电工程管理与国际接轨的重水堆核电站--秦山第三核电站。再来说,中国第一座百万千瓦级大型商用核电站--广东大亚湾核电站,另一座用数字化仪控系统的核电--田湾核电站。这些核电站,为中国核电事业实现跨越式发展奠定了坚实的基础。此外,在福建、海南、辽宁、广西、山东等都建有核电站,为中国各个领域提供电力支持,对解决电力紧张发挥巨大作用。

  还有个重要的事情需要澄清,因为总有人担心我的辐射问题。我们每天都在跟辐射接触,手机、电脑、电视都有辐射,我们食用的水果、蔬菜,连空气都是有辐射的。在一座百万级核电厂周围的居民,一年受到的辐射量只有0.01毫西弗,而体检一次胸部透视的辐射量也要0.02毫西弗,毫西弗是辐射单位。所以你们的担心是完全没必要的。现在还有很多人弱弱的问,你会像原子弹那样爆炸吗,那可咋办?虽然原子弹和核燃料都是铀235,但它们的能量相差很大,前者高达90%,后者才3%,就好比高度白酒和低度啤酒一样,白酒因酒精含量高而可被点燃,而啤酒因酒精含量低而不可能被点燃。

  随着我的不断发展壮大,尤其是在世界能源需求中,我迈大脚步,直追其他发电形式。2015年我在中国的发电量为1689.93亿千瓦时,却只占全国发电量的3.01%,说明我在中国的日子还有很长的路要走。广东省作为我国改革开放和经济建设的先行者,对我那是十分青睐,核电装机容量和比重将逐步提升,粤电也成为我的一个主人,先后参股了广东阳江核电站和台山核电站建设运营,并签订陆丰核电站建设投资框架协议。看看这些项目,其中的阳江核电站1、2号机组已投入商业运营,3号机组已完成所有调试工作,台山核电站1号机组已启动冷态功能试验。

  在粤电的支持下,我干劲十足、风华正茂,但风光的时候,我永远也不会忘记自己的使命:一切以安全为重。阳江核电站、台山核电站在建设和运营中是始终坚持“安全第一、质量第一、追求卓越”的原则,严格遵守国家法律法规,向社会、向人类负责。所有与安全有关的重要活动都要达到国家规定的标准,并将核安全置于最高的优先位置,这一地位不会受到生产、工程进度和经济效益的制约和影响,并及时、真实地向社会通报核与辐射安全信息,积极回应社会关切,满足公众知情权,公开透明化的时刻展示我在粤电生活情况。

  在严格的企业规章制度及精心呵护下,我安全可靠、稳定高效,阳江核电站、台山核电站从未发生任何重大安全质量或运营事件。

  我视环保为使命

  现在你如何看待核电呢?有千好万好但有一点是最好:如果想要清新的空气,我为你制造。如果你觉得视线蒙蒙的,没什么大不了的,就让我为你亮。其实我也很烦恼,你总是看不到摸不着我,但请相信我,我让世界变得明丽多多。从我出生的那一刻便带着一个重要的使命--环保。

  对于我的竞争对手--传统化石能源,我甚至不想和他们竞争。你们是知道的,现在能源消费剧增,传统照化石能源消耗迅速,生态环境不断恶化,特别是竞争对手温室气体排放导致日益严峻的全球气候变暖,人类的可持续发展受到严重威胁,燃烧传统化石能源就是罪魁祸首,更显得我的地位重要。

  你们知道吗?石油产量预计将在2030 年出现顶峰之后产量呈现下降趋势,距离现在仅有不到15年的时间了。还有按照目前全世界消费速度,煤炭200年内就要枯竭了,人类该怎么办?此外,再有一个80岁老翁的日子,天然气就要与人类说再见了。看看全球68%的电量来自即将枯竭的传统化石能源,你们不慌吗?难道电即将过时,人类将不再需光明吗?这是很荒唐又让人焦灼的问题。

  从1990年开始,世界各国的碳排放量都在快速增加,尤其是中国、美国等大国。据挪威的奥斯陆国际气候与环境研究中心(C I C E R O )推算2016年中国二氧化碳累计排放量将达到1464亿吨,将超过美国的1462亿吨,跃居首位。第3位及以后依次是欧洲、俄罗斯、印度和日本。

  情形如此严重,为何不早早的预防?人类在打一场输不起的战争,我于是进入大家的视线。各国都从未放松过对新能源的开发于利用,在节能减排上已不断加大力度,而在清洁高效发电领域,我是不二选择。

  我会让世界变得更美丽, 这可不是吹牛的。举个例子,同样是100万千瓦的装机容量,水电厂需要的燃料每天都要40节的火车运送,而核电厂所需要的燃料一年只需要一辆重卡车即可,二者相差十万倍,注意,不是十倍、百倍,而是十万倍而且单位核电机组的利用率高于其他常规发电站。我所消耗的燃料费用只占成本的15%左右,而火电燃料费占总成本的三分之二以上,这对比也太残酷了哦,而且火电受国际煤炭价格的波动影响很大。随着煤炭、石油等化石能源的紧缺,我的优势日渐明显,同时给环境带来的好处也不在话下。

  在利用煤炭、石油、天然气、太阳能发电所产生的二氧化碳排放量中,煤炭发电所产生的二氧化碳是我的31倍还多,石油也超过我的26倍,一直被人看好的天然气竟然也是我的17倍有余,这么鲜明的对比,你还有什么疑问呢?也许你会说水能、风能的二氧化碳排放量比我还低,是个更好的选择,但是我残忍的告诉你,对它们的开放和利用还不成熟,发电利用效率也非常低下,并且受到环境等客观因素的影响非常严重,这些都制约着水能、风能的开发和利用。

  我就是如此友好,不仅经济高效,而且环保清洁。你知道我不排放烟尘、二氧化硫,更不会产生二氧化碳,没有这些气体排放,空气质量将大为改善,也就是说你不用每天上班带着口罩,开车不用因雾霾笼罩视线不清而小心翼翼的移动。我在世界上一年的发电量相当于减排温室气体30亿吨,大亚湾6台核电机组的环境效益相当于40个深圳梧桐山森林公园的二氧化碳吸收量。

大亚湾核电站的白鹭长堤

  数据胜于雄辩,你知道吗?经过测算每建成4000万千瓦的核电,每年可替代标煤消耗1亿吨。每100万千瓦的核电对标煤的替代效应分别相当于200万千瓦水电、350万千瓦风电、470万千瓦光伏发电(按照核电年利用小时数7000、水电3500、风电2000、光伏发电1500测算)。有专家指出,如果在京津冀、长三角、珠三角周边地区分别建设1000万千瓦的核电装机,或者通过外送电方式将1000万千瓦核电输送至该地区,可以将这些地区的PM2.5年均浓度分别下降3.4微克/立方米、1.7微克/立方米、4.0微克/立方米,相当于将这三个地区的PM2.5年均浓度在目前基础上分别降低3%、2.5%和9%。你能想象在那样清澈的天空下徜徉吗?五年后,这些核电装机对当地PM2.5年均浓度下降目标的贡献度分别为12%、12.5%和60%。对于这样的未来、这样的环境,你我都共同期待。来拥抱我吧,我将还你一个美丽的蔚蓝!

阳江核电站

台山核电站

  我与粤电共成长

  根据中国核电中长期发展规划,到2020 年, 我国核电装机容量将达到5800万千瓦,在建核电将达到3000万千瓦,而目前运行容量2831万千瓦,在建2672万千瓦的数字显然还远达不到要求。可见,我还有很大的发展空间。话说粤电作为广东省最大的发电企业,怎能不作为呢?在阳江核电站和台山核电站上,我也是立下汗马功劳的,我也十分有信心与粤电一起成长、共同发展。

  首先欢迎来到广东省阳江市东平镇,看我美丽的身影,也许你来不了,我也可以向你介绍我自己。在这里我叫阳江核电站, 是中广核集团、粤电集团与中电控股集团共同打造的,采用我国自主品牌的压水堆技术--CPR1000及其改进型技术,听听自主品牌呢?不是进口哈,装机机规模达6×108万千瓦,是我国迄今一次核准建设总装机容量最大的核电项目,总投资约760亿元。目前1-3号机组已建成投入商业运行,4号、5号机组已完成穹顶吊装,开始主设备安装,6号机组连续安全施工,已进入土建施工高峰期。这可是粤电首次进军核电领域。

  阳江核电站1号机组已于2014年3月建成投运,粤电权益核电实现“零”的突破。你知道吗?等这6台机组全部建成后,年发电量将超过480亿千瓦时,与同等规模的煤电电厂相比,相当于每年减少标煤消耗1560万吨,减少二氧化碳排放3828万吨,减少二氧化硫排放37万吨,减少氮氧化物排放24万吨,相当于造林10.2万公顷。

  在广东美丽的台山市赤溪镇也有我的一个家,叫台山核电站,简洁好记。这也是粤电与广核集团合作建设的,采用第三代核电技术EPR(欧洲先进压水堆)技术,规划建设六台压水堆核电机组。一期工程建设两台机组,装机容量175万千瓦,总投资750亿,在2009年就开始动工,计划将于2016年完工。

  在台山的日子,我对周围居民的辐射远远低于燃煤电厂和天然辐射,他们都称我是安全清洁的能源。你可知道,一座100万千瓦的火电厂,每年要烧煤300万吨,而你知道广东不是煤炭大省,增建100万千瓦火电厂,则每天需用1艘万吨轮或1列火车进行“北煤南运”。而一座100万千瓦的核电站,每年只需要补充30吨核燃料,6辆卡车就可以运到现场。台山核电站一期工程建成后,在相同功率情况下,与燃煤电厂相比,每年可减少电煤消耗1050万吨,减少温室气体排放约2275万吨。

  后记

  不忘初心,方得始终,在企业不断发展过程中,粤电始终坚守生态文明建设方针,牢记“清洁能源、和谐环境”的企业环境理念,致力于打造环境友好型能源企业。我们不断探索如何更好的履行社会责任的方式,加快发展清洁能源开发,用心用实践创造绿色,努力为蔚蓝贡献力量。“十二五”期间,已经完成阳江、台山核电站参股开发建设工作,阳江核电站1、2号机组已投入商业运行,并成功签订陆丰核电站投资协议。在“十三五”期间,我们将继续加强与中广核合作,加大核电板块投资力度,积极履行陆丰核电站等项目的开发建设目标,增加我们在核电板块投资比重。在发展多元能源、清洁能源的道路上,行动永不停息,用心用责任守望未来,回馈社会。(作者:粤电集团)

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