核电常识

第五篇：核电员工心中的核电站
发布日期：2006-12-28 来源： 作者：

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作为一名核电职工，我感到很自豪。在没来到核电公司之前，由于以前接触到的相关信息太少，总是觉得核电很神秘,也很危险。当我来了以后，经过系统的培训，我明白了核电是最安全最干净的能源。所以今天我找来了一篇关于核电知识的文章，与大家共享。



地上核电站概貌

远眺核电站的时候，首先看到的是高大的厂房和矗入云天的烟囱。火电站的烟囱，昼夜不停地冒着银灰色烟龙。但是，核电站的烟囱却从不冒烟，它实际上是一条巨大的通风道，排出的是肉眼看不见的废气。核电站常常靠山旁水，四周绿树成荫，风景如画。如果你走进核电站厂门，就会发现环境意外安静和清洁。这里既没有小山般的煤堆，也没有庞大的油罐，就连一点煤灰和油污都见不到。外面没有刺耳的噪声，而在机房里，巨大的汽轮发电机却在飞转，强大的电流正源源不断送往四面八方。

如要我们到核电站中央控制室看一下，就会发现控制室的正面墙上布满了各式各样的仪表，指示灯闪闪发光，操纵员通过电脑正在遥控核电站，使之安全稳定地运行。

核电站是能源队列中的巨人。核电站吃食甚少，但力大无比。一座100万千瓦级压水堆核电站，一年只需
30～40吨左右低浓铀核燃料。而同样规模的煤电站，一年要供应它212～350万吨煤炭。

核电站的不凡风貌，其奥妙就在它的“核发电机”与众不同。



核电站的结构

核电站是怎样发电的呢？简而言之，它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。

核电站除了关键设备——核反应堆外，还有许多与之配合的重要设备。以压水堆核电站为例，它们是主泵，稳压器，蒸汽发生器，安全壳，汽轮发电机和危急冷却系统等。它们在核电站中有各自的特殊功能。

主泵　如果把反应堆中的冷却剂比做人体血液的话，那主泵则是心脏。它的功用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽发生器，以保证裂变反应产生的热量及时传递出来。

稳压器　又称压力平衡器，是用来控制反应堆系统压力变化的设备。在正常运行时，起保持压力的作用；在发生事故时，提供超压保护。稳压器里设有加热器和喷淋系统，当反应堆里压力过高时，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时，加热器自

动通电加热使水蒸发以增加压力。

蒸汽发生器　它的作用是把通过反应堆的冷却剂的热量传给二次回路水，并使之变成蒸汽，再通入汽轮发电机的汽缸作功。

安全壳　用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。万一发生罕见的反应堆一回路水外逸的失水事故时，安全壳是防止裂变产物释放到周围的最后一道屏障。安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器。

汽轮发电机核电站用的汽轮发电机在构造上与常规火电站用的大同小异，所不同的是由于蒸汽压力低，汽轮发电机体积比常规火电站的大。

危急冷却系统
为了应付核电站一回路主管道破裂的极端失水事故的发生，近代核电站都设有危急冷却系统。它是由注射系统和安全壳喷淋系统组成。一旦接到极端失水事故的信号后，安全注射系统向反应堆内注射高压含硼水，喷淋系统向安全壳喷水和化学药剂。便可缓解事故后果，限制事故蔓延。



安全壳的作用

核电站里安装着原子反应堆的厂房由于要求特殊，没有窗户。

对于危险的东西，最好的办法是隔离。核电站里的危险物质就是核燃料，它是一种有放射性的物质，特别是在使用过以后，放射性更为强烈。核燃料是被密闭在称之为燃料元件包壳的金属管内的。只要管子不破，放射性物质不会漏到外面来，这是第一道防线。燃料元件放在反应堆的容器内，反应堆容器是密闭的。一切相联的管道，其它各种容器也都是密闭的。这是第二道防线。整个的反应堆设备都安装在一座密闭的建筑物内，这是一座没有窗的房子，万一放射性物质冲破第一道和第二道防线外溢，这座没有窗户的房子就是最后的防线。

核电站的反应堆是一个庞然大物，容纳这样一个东西的房子必然也很大，而且必须十分坚固。设想反应堆发生了十分严重的事故，比如说发生了爆炸，这最后一道防线也决不能受到损坏。它就像一个钟罩似的，把一切危险物质或危险气体都罩在里面，不令散发到外面去。

什么结构的建筑式样最坚固呢？是球形建筑或球顶状建筑。球形的东西，如果里面产生压力，那么它所受的力是很均匀的。而且，从几何学上可以知道，球体和其它几何形状比起来，在最小的表面积之下，有着最大的容积。这就是说照这个样子建成的房子，里面可以容纳最多的设备、而所用的建筑材料最少，也最坚固。

核电站反应堆厂房就是按照这个原理设计的。由于它的主要目的是防止核电站在运行、停堆和事故期间因失去控制而将放射性物质排放到周围环境中

去，因而这个没有窗的房子就专门叫做“安全壳”。



安全壳的材料与构造

50年代的“安全壳”，为了达到密封和坚固的目的，是做成球形的。这是一个很大的球，直径大到20～30米，是用厚达50毫米的钢板压成弧形，一块块地拼焊起来的。这要有很高的焊接技术，才能保证密封得很好。这种巨大的圆球，构成了核电站特有的宏伟壮观的景色。

造一个这样大的球形钢壳，要用几百吨钢材。钢材用得多还在其次，主要的困难在于焊接工艺不易达到要求。几千块钢板，几万米焊缝，要做到一丝儿气体也不漏，实在是很困难，而且还要防止焊接中钢板变形。既然安全壳是一种工业建筑，为什么不能用钢筋混凝土来造呢？60年代就为核电站建成了钢筋混凝土的安全壳，里面敷上钢衬里。式样也从球彩演变为圆柱形上接一个半球形的盖，这样便于浇灌。钢筋混凝土壳厚达一米，用来承受压力，而钢衬里只用来保持密封，这样，钢板可以用得很薄，焊接时就比较容易达到气密的要求了。

有时候由于要求更可靠的气密性，在钢衬里和混凝上壳之间留一层一米多厚的空气隙，空气隙内的气压比周围环境的大气压低一些，如果钢壳发生泄漏，有放射性的气体就漏入这空隙中，但是它不会再透过混凝土壳的裂缝漏到外面去，只能是外面的大气漏入空隙中。漏入空隙中的有害气体便可吸入专门的处理设备中加以处理，以除去有害的成份。

为了使混凝土安全壳更加坚固，现在大部分新建的核电站都采用预应力混凝土安全壳。它的原理很像紧箍木桶的铁箍的妙用。在混凝土里嵌进许多纵横交错的钢丝绳，用巨大的螺旋机构将钢丝绳拉紧。这样的安全壳十分可靠。每一股钢丝绳都可以安装测力的仪器，随时检查拉紧的情况，如果有哪一根松了，便及时重新拧紧。用这么多钢丝绳捆紧的混凝土壳，不可能一下子崩开。要是损坏的话，总是先裂一条小缝，钢丝绳的弹力就会把这条小缝挤合。这样的建筑物，固然没有窗，那么门有没有呢？门当然是要有的，不然怎么进去呢？不过这门也是密封的，而且还是十分坚固的。


安全壳旁边就是汽轮发电机厂房，这是一栋没有防护的厂房，如果汽轮发电机正在高速运转，忽然，旋转着的叶轮碎裂了，裂成了几个碎片，它们冲破屋顶，打在安全壳上，结果会怎么样呢？最好的办法是做实验。做一块厚达1.4米、面积为6米长×6米宽的钢筋混凝土板，它同实际核电站的反应堆安全壳的混凝土壁是一样的。把重达1.5千克的汽轮机叶片放在一个小型火箭的头部，发射火箭，使火箭加速到每小时300千米

的速度，射击这块混凝土板，看看它是否损坏。

每小时300千米是计算出来的碎片可能的甩出速度，试验的结果是叶片的一头钻入了混凝土中达半尺深，而整块混凝土板却没有大的损伤，只不过在背后有少许裂纹而已。

如果电线杆因刮大风而倒在安全壳上又会怎样呢？坚固的安全壳肯定不会损坏。

要是一架飞机失事，撞在安全壳上，这又会发生什么结果呢？很多研究者在研究这种事故发生的可能性和后果。幸亏核电站总不会建在飞机起落频繁的航线之下。要是真的有一架飞机撞到核电站的安全壳上，是不是撞破安全壳，那要看是什么飞机了。小型飞机对安全壳可能不会造成什么大损害。

地震会不会使安全壳破裂？这在选择厂址的时候就已经作了回答，那时就已经对地质情况作了调查，最好是在从未发生过地震的地区、并且按照防震的要求来建造核电站。也就是说，即便发生最大的地震，安全壳仍旧能保持完整；不管是下陷也好，翻倒也好，安全壳仍应安然无恙。这样，里面的东西即使震坏了也不致漏出来。

也许有人问，要是一颗原子弹或氢弹命中了一座核电站的反应堆，结果会怎么呢？这是一个很有趣的问题。原子弹或氢弹的威力当然足以摧毁安全壳，如果真的发生这情况，造成放射性物质污染的主要来源便是原子弹或氢弹，而被炸毁的核电站放出的放射性物质只不过是加重了这样一场灾难而已；如果真的发生这种情况，即使命中的不是核电站，那后果也差不多，罪魁祸首当然应该是那颗原子弹或氢弹了。



生活中的辐射

核电站有没有辐射危险呢？

核电站的燃料（铀－235）在裂变发出能量的同时，放出中子，β和γ射线，铀的一个分裂碎片将长期辐射出β、γ射线。核电站的带放射性的部份（反应堆及其冷却系统）放在有防护的球形或圆柱形安全壳内。

即使有充分防护，核电站也向外界产生微量辐射，但是这种微量辐射对人们并不构成任何危险。要知道，我们人类从古到今一直生活在一个放射性的世界中，我们周围的自然环境充满着辐射。这种辐射来自土壤、水和空气中的天然放射性（如自然界的元素铀、钾－40和氘等）以及宇宙线辐射。 物质能放出三种射线：阿尔法射线、贝塔射线和伽玛射线。以后证明阿尔法射线是氦原子核流，贝塔射线是电子流，类似的还有宇宙射线、中子射线等，统称粒子辐射。伽玛射线是波长很短的电磁波，类似的还有X射线等，统称电磁辐射。
辐射无色无味，无声无臭，看不见，摸不着。不过辐射却可用仪器来探测和量度。度量辐射

剂量的单位是希沃特。简称希。1毫希等于千分之一希。

另外值得一提的是，烟草中含有微量放射性元素钋－210，这可能是导致肺癌的一个因素。煤电站由于煤含有天然放射性材料也放出辐射线。地热电站的蒸汽中有时含有放射性气体氡。在这个充满辐射的世界中，防护良好的核电站平常不会构成辐射危险。

核电站产生的废物有什么危害？

任何一种发电站都要产生废物，核电站也不例外。与煤电站相比，核电站产生的废物只有它的十万分之五左右。一座100万千瓦煤电站每年消耗煤就算230万吨，每天要用100车皮的火车运煤；而同样发电容量的核电站每年消耗铀一车皮。煤电站每年产生灰渣25万吨，每天要用30车皮的火车运渣，核电站每年只产生11.6吨的各类废物。

核电站产生的放射性废物包括固体，液体和气体。其中固体废物量很少，采取贮存或焚烧后贮存的办法。排放到环境中只是废气和低放废液。 我国某些高本底地区3.7毫希／年
砖房0.75毫希／年
宇宙射线0.45毫希／年
水、粮食、蔬菜、空气0.25毫希／年
土壤0.15毫希／年
北京－欧洲往返一次0.04毫希
肺部透视一次0.02毫希
核电站运行对周围居民的辐射影响，远远低于这些天然辐射，可以说微乎其微。



核废物与核污染

核电站产生的放射性气体排放前先经过衰变或用活性炭吸附，达到允许标准后才由高空烟囱排至大气。排出物中只有氪－85、氙－133和碘－131对公众有轻微影响。一般用相对危害指数来比较各种有害排出物对人们健康的影响。人们常常关注核电站的气体排出物，却容易忽视危害较大的煤电站气体排出物。一座100万千瓦的煤电站每年至少排出24000吨CO2，360吨SO2,67吨NO2和3吨其他气体会引起呼吸道疾病，而且对电站附近的农作物生长有害，NO2和飞灰的危险也较大。核电站就没有这些问题。根据相对危害指数的分析计算，煤电站气体排放物对人们健康的危害比核电站大1880倍，燃油电站气体排放物对健康的危害比核电站大830倍。此外，科学家们担心地球上CO2的大量积累会对气候带来严重影响。因此，正常的核电站的气体排出物对公众和环境的影响是最轻微的。

核电站产生的放射性液体在排放前经过衰变，处置除去放射性或者稀释到无害水平才允许排放到湖泊、河流或海洋中去。美国核电站排出的废水的放射性比家用自来水还低，比含4%酒精的啤酒中的放射性小12倍，比牛奶小140倍（表1）。

吸烟与核电站致癌比较，吸一支烟的致癌率为千万分之八，苏联分析火电站附近居民的致癌率比核电

站附近居民的致癌率高30倍！
表1.各种液体的放射性水准

核电站排出的水1－10微微居里／升
家用水20″
河水10－100″
啤酒130″
海水350″
威士忌酒1200″
牛奶1400″

核电站本身产生的废物量小，对环境影响轻微，但是燃料后处理厂（用来处理核电站烧过的燃料，以提取有用的钚和回收未烧尽的铀）却要产生强放射性废液。这些废液先在双层不锈钢容器内长期贮存等待衰变，然后用固化的办法变成固体，放在稳定的岩盐地层中永久贮存。已经证实，岩盐地层没有地下水循环，不受地震破坏，地质上可以稳定几百万年。后处理厂的强放废液需要认真对待。 辐射会不会致癌？

我们知道有许多因素可以致癌，辐射也是其中的一个因素。按美国估计的资料，各种辐射引起的每年癌症死亡数占全部癌症死亡的1／40，而由于核电工业的辐射引起的癌症死亡数只占十万分之一弱。因此，核电工业的致癌因素是微不足道的。

那么，核电站放出的放射性会不会缩短人的寿命呢？从动物实验观察到的效应推算到人，核电站排放物会使人的一生寿命缩短24秒。这与因抽烟缩短寿命7－10年相比，可以说微乎其微（表2）
表2 各种因素对人寿影响

减寿因素 平均缩短寿命
体重超过正常的25% 3.6年
男性比女性短寿 3.0年
抽烟每天1盒 7.0年
每天2盒 10.0年
居住在城市 5.0年
1970年核电站辐射 小于1分钟
2000年核电站发电量增加100倍后 小于30分钟

核电站是否会引起热污染？

核电站和其它电站一样，要排出余热。热力学定律说明热能转换成电能的转换效率不可能是100%。不管是利用煤太阳能等都是如此。现代煤或油电站的效率可达40%，而核电站的效率目前只有33%。煤电站有15%的余热从烟囱排出，45%余热从冷却水排出。但是核电站67%的余热得从冷却水排走，排至河水或海水中。水温升高对水生生物有很大影响。水温太高会导致鱼类死亡，加速水藻生长和造成水中缺氧。美国多数州规定电站的余热排放不应使河水温度升高2.℃。

从60年代后期起，公众普遍对热污染的问题引起重视。建造冷却塔、人造冷却湖冷却池可以避免对自然水体的热污染。

任何一种能量生产都会对自然环境的平衡有一定程度的破坏作用，重要的是如何使这种影响缩小到最低程度。
核电厂
发布日期：2007-06-05 来源： 作者：

? 核电厂（nuclear power plant）又称核电站。用铀、钚等作核燃料，将它在裂变反应中产生的能量转变为电能的发电厂。核电厂主要以反应堆的种类相区别，有压水堆核电厂、沸水堆核电厂、重水堆核电厂、石墨水冷

堆核电厂、石墨气冷堆核电厂、高温气冷堆核电厂和快中子增殖堆核电厂等。核电厂由核岛（主要是核蒸汽供应系统）、常规岛（主要是汽轮发电机组）和电厂配套设施三大部分组成。核燃料在反应堆内产生的裂变能，主要以热能的形式出现。它经过冷却剂的载带和转换，最终用蒸汽或气体驱动涡轮发电机组发电。核电厂所有带强放射性的关键设备都安装在反应堆安全壳厂房内，以便在失水事故或其他严重事故下限制放射性物质外逸。为了保证堆芯核燃料在任何情况下得到冷却而免于烧毁熔化，核电厂设置有多项安全系统。
核电厂安全
发布日期：2007-06-28 来源： 作者：王勇

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Safety issue of nuclear power plants 核电厂发生危及厂区人员、公众和环境的事故的风险所在及其防范措施。

核电厂除常规发电厂的安全问题外，还必须着重关注核安全问题。核电厂具有良好的安全防护和安全记录，但也具有潜在的放射性危害。核电厂安全是一个受国内外密切关注，具有巨大国际影响的问题。

核电厂利用其反应堆内核燃料裂变时所产生的热能发电，同时产生大量的放射性裂变产物和活化产物。这些物质都被严密地封闭在多道屏幕内。如果堆芯中燃料过量破损甚至熔化，放射性物质的外泄。核电发展一开始就把“建立并保持一种有效的防御系统，以保护人员、社会和环境免受放射性危害”作为核安全的总目标。世界各国普遍通过许可证制度来监管核电厂的安全。核电厂营运单位必须在安全分析报告中证明所申请建造和运行的核电厂的安全性符合核安全法规和标准的要求，对所有设计基准事故的分析结果必须满足验收准则。在正常情况下，核电厂向个排放的放射性废物是很少的。对厂区人员、公众和环境的影响也极小。核电厂具有良好的安全记录，截至1999年底近一万个堆·年核电厂运行历史中，仅发生过二次严重事故——美国三里岛核电厂事故和前苏联切尔诺贝利核电厂事故，而且仅后者发生了大量放射性物质外泄，对工作人员、公众和环境产生放射性危害。

核电厂也和其他常规发电厂一样，可能因设计不当，设备故障，人因失误或其他外来因素造成各种事故。三里岛和切尔诺贝利事故说明堆芯严重破坏，甚至发生大量放射性物质外泄的潜在风险是存在的，其影响甚至可能超越国界，成为国际社会广泛关注的问题。三里岛和切尔诺贝利事故后，国际核工业界对核电厂的安全进行了认真的总结和改进，对现有在役并将继续运行的水堆核电厂的安全进行了评估，其反应堆堆芯严重损坏的概率低于10-4次/（堆·年），符合

或接近于近期安全目标，对那些不符合此目标的核电厂则要求采取改进措施。对今后建造的核电厂则要求符合国际公认的核安全原则，其堆芯严重损坏的概率应低于10-5次/（堆·年）。新的一代具有固有安全性的反应堆研究开发工作也在加紧进行中。
中国核电大事记
发布日期：2010-02-25 来源： 作者：

☆ 1970年12月 周恩来总理指出：“中国建设核电站要采取安全、适用、经济、自力更生的方针”。

☆ 1974年3月 周恩来总理主持中央专委会，审查批准了中国第一座自主建设的30万千瓦核电站的设计方案，决定作为重点科技开发项目，列入国家计划。

☆ 1980年1月 中共中央提出：核电站的研究应加强，和平利用原子能问题应由二机部统一归口，组织协作。

☆ 1982年5月 五届人大常务委员会第23次会议决定，将二机部改名为核工业部。张忱担任核工业部部长。

☆ 1984年10月 国务院批准成立国家核安全局，姜圣阶担任国家核安全局局长。

☆ 1985年3月 中国自行设计、建造和运营管理的首座30万千瓦压水堆秦山核电站开工建设。

☆ 1986年1月 中共中央、国务院决定，核电工作包括建设和生产运行，均由水利电力部移交给核工业部统一管理和经营。

☆ 1987年8月 中国首座大型商用核电站广东大亚湾核电站开工建设。核电站由广东核电投资有限公司和香港核电投资有限公司合资组建的广东核电合营有限公司负责建设和运行，核电技术引进法国Ｍ310技术。

☆ 1988年9月 经国务院批准中国核工业总公司正式成立，蒋心雄担任中国核工业总公司总经理。

☆ 1991年12月 中国第一座自主建成的核电站（秦山）并网发电成功，结束了大陆无核电的历史，实现了核电技术的重大突破。

☆ 1993年8月 中国自行设计、建造的第一座出口商业核电站巴基斯坦恰希玛核电站开工建设。

☆ 1994年9月 经国务院批准中国广东核电集团有限公司成立，昝云龙担任董事长、党组书记兼总经理。

☆ 1998年6月 秦山三期核电站开工建设，这是中国首座商用重水堆核电站，采用了加拿大坎杜6重水堆核电技术。

☆ 1999年7月 中国核工业集团公司和中国核工业建设集团公司在北京成立。李定凡担任中国核工业集团公司党组书记、总经理。穆占英担任中国核工业建设集团公司党组书记、总经理。

☆ 1999年10月 江苏省连云港田湾核电站1号机组开工建设，该项目采用了俄罗斯AES-91型压水堆核电技术。

☆ 2000年10月 中共十五届五中全会，通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五

年计划的建议》，《建议》指出：适当发展核电。

☆ 2003年9月 国务院核电自主化工作领导小组成立，曾培炎副总理担任领导小组组长。

☆ 2006年2月 国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”成为16个重大科技专项之一。

☆ 2006年3月 十届全国人大四次会议批准《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》。《纲要》指出：积极推进核电建设。

☆ 2006年3月 国务院常务会议审议并原则通过了《核电中长期发展规划（2005年－2020年）》。按照“积极发展核电”战略，到2020年，我国核电装机占全国发电装机的比例将增加到4％，达到4000万千瓦。

☆ 2006年6月 国务院成立了大型先进压水堆及高温气冷堆重大专项领导小组，曾培炎副总理担任领导小组组长。

☆ 2007年3月 中国第三代核电自主化依托项目正式确定选用美国西屋公司的ＡＰ1000技术方案。

☆ 2007年5月 由国务院和中国核工业集团公司、中国电力投资集团公司、中国广东核电集团有限公司、中国技术进出口总公司共同出资组建的国家核电技术有限公司在北京成立。王炳华担任党组书记、董事长。

☆ 2008年8月 国家能源局在北京挂牌，核电行业管理重新纳入国家能源局。张国宝担任国家能源局局长。

☆ 2009年4月 浙江三门核电站一期主体工程开工，它将成为全球第一个使用AP1000核电机组的核电站。