《核反应堆工程绪论》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,核反应堆工程,主讲教师：胡 朝霞,环化楼,117,教材：,阎昌琪，曹欣荣,等编,，,核反应堆工程,，,哈尔滨,:,哈尔滨工业大学出版社，,2004,参考书籍,：,凌备备，杨延洲,主编，,核反应堆工程原理,，,北京：原子能出版社，,1982,谢仲生,编著，,核反应堆物理 分析,，西安：西安交大出版社，,2004,马进，王兵树，马永光,编著，,核能发电原理,，北京：中国电力出版社，,2007,方杰,主编，,辐射防护导论,，北京：原子能出版社，,1991,朱继洲,等编著，,核反应堆安全分析,，西安：西安交大出版社，,2000,本课程的目的及要求,对与核反应堆有关的知识及问题作全面的介绍：,了解核能发展的动向,并掌握核反应堆的有关知识,探讨核反应堆的发展趋势,探索我国核能的发展方向,熟,：熟练掌握核反应堆物理、结构材料、核热工及核安全的基本专业知识,新,：通过学习和阅读了解核反应堆的最新发展,思,：对核反应堆的发展有深入思索,核科学技术范围,裂变堆技术,聚变堆技术,裂变堆工程技术,核聚变工程技术,核反应堆结构,材料与工艺技术,放射性三废,处理与处置技术,核反应堆热工,核燃料与工艺技术,核反应堆控制技术,核安全,辐射防护技术,核反应堆工程,核反应堆物理,核反应堆工程,乏燃料后处理技术,裂变堆工程技术,核聚变工程技术,核反应堆结构,材料与工艺技术,核燃料与工艺技术,核反应堆控制技术,核反应堆物理,乏燃料后处理技术,课程内容提纲,绪论（,3,学时）,第一章 核反应堆的核物理基础 （,8,学时）,第二章 核反应堆结构与材料 （,5,学时）,第三章 核反应堆热工 （,5,学时）,第四章 核反应堆安全 （,8,学时）,第五章 新型核动力堆技术 （,3,学时）,绪 论,什么是核能？,关于核能,你的联想是什么？,核能,无穷的能源,核裂变反应,核裂变能,如全部利用，能供使用,2400-2800,年,所释放的能量比 全世界 现有能源总量放出的能量 大 千万倍。如实现可控核聚变，能供 使用上千亿年。,核聚变反应,核聚变能,40,万亿吨,2000,多亿吨,氘，,锂,铀、钍矿,你的联想,-,福？祸？,核电站提供,17,的清洁电能,核安全问题,三哩岛,切尔诺贝利核电事故,核废料处置,核动力与核武器,？,核潜艇，核动力航母,日本广岛，长崎原子弹,伊朗，朝鲜的核设施,核电分布,为什么核能发展存在争议？,化石能源,-,习以为常,几百年，上百年历史，依赖性强,对环境影响逐步显现（温水煮青蛙）,可再生能源,-,历史久远,能量密度小，分散,受经济性制约,核能,-,爱憎分明，毁誉参半,历史短，能量大，潜在风险大,能量表现形式神秘，未知和不确定性大,生命周期长，影响久远,核能是不可或缺的替代能源,经济可持续发展的要求和全球变暖的环境压力为核能的发展开辟了新的机遇。,核电：,当前最理想、最可行的非化石替代能源。,聚变能：,取之不尽，用之不竭的永久清洁能源。,科学发现,-,核裂变的实现,1896,年法国人（,H.Bequerrel),发现,(,铀,),发射性,1903,年皮埃尔居里夫妇与他获诺贝尔物理奖,(,钋镭,),1911,居里夫人第二次获奖,(,化学奖,放射性射线性质,),1919,年英国人,(E.Rutherford),实现人为核反应,(,放射性,原子结构的奠基人,剑桥大学卡文迪什实验室主任,1908,年诺贝尔化学奖,),1932,年英国人,(,查德威克,),发现中子,1935,年获诺贝尔物理学奖,剑桥大学卡文迪什实验室,1938,年德国人,(,哈恩等,),实现核裂变,获得,1944,年诺贝尔化学奖,Henry Becquerel,(1852-1908),贝克勒尔发现,放射性的底片,Ernest Rutherford,(1871-1937),Sir James Chadwick,(1891-1974),1939,年,(,约里奥居里夫妇,费米,),证明铀核分裂过程放出,2,3,个中子，确定了自持链式反应的可行性。,约里奥居里夫妇获得了,1935,年度的诺贝尔化学奖,(,中子,正电子两次失去获奖机会,);,费米,1938,年获诺贝尔物理学奖,用中子代替,粒子对周期表上的元素逐一攻击直到铀，发现了,中子引起的人工放射性,，还观察了到,中子慢化现象。,1942,年,12,月,2,日,在芝加哥大学建成世界上,第一座可控原子核裂变链式反应堆。,Maria Skodowska-Curie,（,1867-1934,）,Enrico Fermi,(1901-1954),Ernest Rutherford,(1871-1937),Albert Einstein,(1879-1955),Sir J.J.Thomson,(1856-1940),Sir James Chadwirk,(1891-1974),师生关系,师生关系,Niels Bohr,1885-1962,）,师生关系,钱三强,（,1913-1992,）,Irne Joliot-Curie,（,1897-1956,）,师生关系,师生关系,Enrico Fermi,(1901-1954),核能的最初应用核武器,1939,年二战爆发，美、英、德等国研究原子弹,1942,年,12,月建成世界第一座核反应堆之后美国建成三座石墨水冷生产堆。生产原子弹所需的钚。同时用电磁分离法生产高富集铀。,1945,年美国制成三颗原子弹。一颗用于试验，另两颗分别投落在日本的广岛和长崎。,1952,年研制氢弹成功。,苏、英、法分别于,1949,、,1952,、,1960,年爆炸原子弹。后来爆炸了氢弹。,美国,1955,年建成世界上第一艘核潜艇，苏联,1959,年建成核潜艇。苏、美近,500,艘核潜艇（,700,个反应堆）。,美、俄、法拥有核动力航空母舰。为美国远程攻击的主力。压水堆动力。,中国于,1964,年,10,月,16,日，,1967,年,6,月,17,日成功地爆炸了原子弹和氢弹。,中国于,1971,年,9,月建成第一艘核潜艇，继美、苏、英、法之后第五个有核艇国家。,1988,年,9,月完成导弹核潜艇从水下发射弹道导弹的飞行试验。,洛杉矶攻击核潜艇,法国 戴高乐号核动力航空母舰,中国汉,D,级最新核潜艇,核电站,火力发电站利用煤和石油发电，水力发电站利用水力发电，而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站。,核电站大体可分为两部分：一部分是利用核能生产蒸汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮发电机系统。,核反应堆,产生核裂变反应的设备叫做反应堆。,原子核反应堆通常以铀或钚作核燃料，,可控地进行链式裂变反应,，并持续不断地将裂变能量带出作功的一种特殊的,原子锅炉,。,1960,1980,2000,2020,2040,2060,2080,Generation1,Shippingport PWR,USSR-1,（,50-60 built,）,Generation2,Generation3,Operating PWR,（,PWR,，,BWR,，,CANDU,，,WWER,）,Generation4,AP1000,EPR,?,First,reactors,Current,Reactors,Advanced Reactor,Gen IVREACTORS,反应堆发展历史,1942,年世界上第一座核反应堆运行成功,核反应堆发展历史,实验示范阶段（,1946-1965,）,高速发展阶段（,1966-1980,）,滞缓发展阶段（,1980-2000,）,良性循环：改进技术，降低成本及大规模出口,这一时期基本形成了目前世界核电的格局,美国：压水堆,Model 212,、,Model 312,，,Model 314,，,Model 412,、,Model 414,；沸水堆（,BWR,）,法国、日本、韩国：,Model 412,、,System80,等标准核电站,美国,-,苏联引导核电发展,第二世界国际积极跟进,英国，法国：原型天然铀石墨气冷堆核电站,加拿大：天然铀重水堆核电站,1973,，,1979,年两次石油危机,1979,年,3,月美国三哩岛事故雪上加霜,1986,年苏联切尔诺贝利核电事故致命一击,要求更安全的,第三代核电站,，第三代核能系统应运而生。,核动力堆,第二春天？（,2000-,）,经济发展受能源及环境制约凸显,美国把扩大核能作为国家能源政策的重要组成部分；,俄罗斯制定了较大规模的核电计划，已在南方建造一座,100,万千瓦的反应堆，还有,4,座机组也在建设中；,日本政府提出核电立国，计划在,2010,年前新建,13,座核电厂，,2011,年后再建,7,座核电厂；,近期，亚洲有,11,个国家分别提出将要发展核电,第三代核电系统,EPR2005,年芬兰动工，,2007,年法国动工,第三代核电系统,AP1000,2007,年在中国动工。,（海阳，三门）,当前核能面临的挑战,如何实现可持续发展？,核能面临的挑战可归结为,：,可管理的废物、燃料资源的有效利用和环境效益,有竞争力的经济性,公众认可的安全性,核能系统和核燃料的安全保障,对第四代核能系统的要求,2000,年美国提出第四代核能系统的概念。这个概念已在世界上被广泛接受，组成第四代核能系统国际论坛，,中国,已参加该论坛。,可持续性,经济性,安全性,防止扩散,未来的第四代反应堆,两年评估的结果,，,6,种第四代反应堆堆型入选（,2002,年提出）,国内外核电发展概况,国际,约,463,堆，总功率约,3.7,亿千瓦,全球平均：,容量占,11%,，电量占,17%,发达国家平均：,容量占,20%,，电量占,30%,国家,/,地区,美国,法国,日本,俄罗斯,德国,乌克兰,堆 数,107,60,55,33,20,20,装机容量,MW,99188,64300,44650,23220,22280,17570,核电份 额,%,20,80,35,16,32,47,国家,/,地区,韩国,英国,瑞典,西班牙,中国,其他,总计,堆 数,18,35,12,9,11,83,463,装 机容 量,MW,14890,12930,10040,7320,9170,47110,370398,核电份 额,%,34,28,46,29,1.4,装机容量,：美国居首位，占,1/4,发展速度,：法国、日本、韩国,发展国家,：韩国、中国,世界能源特点,目前全世界能源总消费量约为,130,亿吨标准煤，,化石能源占,85%,以上，从能源的供应结构来看，目前世界上消耗的能源主要来自,煤、石油、天然气,三大资源。,资源问题；环境问题,政治冲突；外部成本,我国能源结构特点,能源结构上,：以煤为主体，石油和天然气资源不丰富，一次能源消费占能源消费量的,70,，电力能源结构以煤为主，,煤电占发电总量的,77,。,能源区域分布与工业布局不平衡，而且相反。,中国已成为世界第二大能源生产与消费国、第一大煤炭生产与消费国、第二大石油消费国及石油进口国、第二大电力生产国。,能源问题困扰中国,