核能發(fā)電與核電廠水電熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

前言

能源是人類社會(huì)存在與發(fā)展的基石。在過(guò)去的二百多年中，以煤炭、石油、天然氣為主的一次性化石能源體系在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，促進(jìn)人類物質(zhì)生活水平不斷提高的同時(shí)，也給地球帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)面后果：資源枯竭、環(huán)境污染、氣候異常，嚴(yán)重影響了人類的生存和可持續(xù)發(fā)展。因此，開發(fā)清潔、安全、可靠、可持續(xù)的新能源系統(tǒng)替代常規(guī)化石能源體系，已成為人類發(fā)展中最緊迫的課題。新能源系統(tǒng)中，核能是最有希望的二次能源，是一種理想的新能源。核能的原料足鈾，天然鈾在陸地的儲(chǔ)藏量并不多，只能供常規(guī)裂變核電站用72年。如果開采海水中的鈾，則可供常規(guī)裂變核電站使用1萬(wàn)年。而利用海水開發(fā)重水的聚變反應(yīng)核電站則可開采利用60億年，將成為人類取之不盡、用之小竭的新型能源。東方汽輪機(jī)有限公司（簡(jiǎn)稱東汽）是我國(guó)發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的重點(diǎn)骨干企業(yè)，42年來(lái)一直致力于大型發(fā)電設(shè)備的研發(fā)和制造。成功研制了1000MW等級(jí)超臨界、超臨界參數(shù)及各種冷卻方式的火力發(fā)電機(jī)組，F(xiàn)級(jí)1400℃重型燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)，1.5MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及光伏發(fā)電設(shè)備等。早在1995年，東汽就開始與國(guó)外廠商合作生產(chǎn)百萬(wàn)千瓦等級(jí)的全轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)，開始了核能發(fā)電技術(shù)的引進(jìn)、消化與研發(fā)。2005年，東汽又自主中標(biāo)兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)半轉(zhuǎn)速核電機(jī)組。這樣?xùn)|汽就形成了多電并舉的產(chǎn)品格局。20世紀(jì)80年代初，我國(guó)開始自主設(shè)計(jì)建造300MW壓水堆泰山核電站。2002～2004年投運(yùn)650MW壓水堆秦山核電站、990MW壓水堆嶺澳核電站和720MW重水堆秦山核電站；2007年投運(yùn)兩臺(tái)1000MW壓水堆田灣核電站。截至2007年，我國(guó)已有6座11臺(tái)核電機(jī)組在運(yùn)行，總?cè)萘繛?100MW，占發(fā)電總裝機(jī)的1.47%。我國(guó)發(fā)展核電的基本政策是：“積極推進(jìn)核電建設(shè)，是國(guó)家重要的能源戰(zhàn)略”，實(shí)現(xiàn)到2010年，全國(guó)核電裝機(jī)總?cè)葑钸_(dá)到2000萬(wàn)千瓦左右。為配合國(guó)家核電發(fā)展，加快我國(guó)核電機(jī)組的研制，我公司王為民、李銀風(fēng)、劉萬(wàn)琨等專家在廣泛收集資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合工廠核電機(jī)組技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，編寫了這本核電著作。本書的出版，會(huì)加快核電自主研發(fā)和技術(shù)進(jìn)步，也會(huì)對(duì)我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在此我要感謝化學(xué)工業(yè)出版社和東汽的一批專家，也希望廣大讀者和我們交流心得。這是一本有關(guān)核能發(fā)電知識(shí)和核電設(shè)計(jì)技術(shù)的專業(yè)技術(shù)書，內(nèi)容廣泛、充實(shí)，有較高學(xué)術(shù)水平，為廣大讀者提供了豐寓的核電專業(yè)知識(shí)與設(shè)計(jì)信息，值得一讀。

內(nèi)容概要

　　本書共分9章，第1章介紹了幾種原子反應(yīng)堆的原理和結(jié)構(gòu)，分析了各種核能發(fā)電技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)；第2、3章介紹了核電站一回路和二回路的熱力學(xué)基礎(chǔ)；第4、5、6三章是核電站的兩個(gè)主要設(shè)備，蒸汽發(fā)生器和核電汽輪機(jī)；第7章是核電站安全運(yùn)行；第8、9章介紹海水淡化技術(shù)及核電站水電熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。 　　核能開發(fā)是21世紀(jì)新能源開發(fā)的重點(diǎn)，本書重點(diǎn)介紹了核能的基本知識(shí)和核能發(fā)電技術(shù)，包括各種核能發(fā)電站、核反應(yīng)堆的原理和結(jié)構(gòu)，以及各種重要的輔助系統(tǒng)流程、運(yùn)行和安全性。本書還特別分析了二回路蒸汽參數(shù)、熱力系統(tǒng)對(duì)核電站性能的影響，提出了參數(shù)最優(yōu)化的方法；詳細(xì)闡述了二回路系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)的構(gòu)成和運(yùn)行，世界典型核電汽輪機(jī)供貨商設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和若干典型核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，還介紹了世界水資源現(xiàn)狀、海水淡化原理、典型的海水淡化裝置供貨商及核電站水電熱聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)方案。 本書是一本有關(guān)核能發(fā)電的技術(shù)參考書，適合從事核能發(fā)電企業(yè)的工程師和工程技術(shù)管理人員參考閱讀，也適合高等院校熱物理和動(dòng)力專業(yè)作為教學(xué)參考書，對(duì)想了解核能發(fā)電的讀者也是一本極好的技術(shù)讀物。

書籍目錄

第1章　核能發(fā)電技術(shù)　1.1　原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)　1.2　核能發(fā)電　1.3　核電站評(píng)價(jià)　1.4　壓水堆核電站　1.5　沸水堆核電站　1.6　重水堆核電站　1.7　高溫氣冷堆核電站　1.8　鈉冷快中子增殖堆核電站　1.9　核電站安全運(yùn)行　1.10　核電站的改進(jìn)及發(fā)展　1.11　設(shè)備冷卻水系統(tǒng)　1.12　重要廠用水系統(tǒng)　1.13　反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)　1.14　化學(xué)和容積控制　1.15　余熱排出系統(tǒng)第2章　核電站熱力學(xué)基礎(chǔ)　2.1　核電站熱力循環(huán)　2.2　二回路系統(tǒng)熱力分析方法　2.3　蒸汽參數(shù)對(duì)循環(huán)熱效率的影響　2.4　回?zé)嵫h(huán)　2.5　蒸汽再熱系統(tǒng)第3章　壓水堆核電站二回路熱力系統(tǒng)　3.1　二回路熱力系統(tǒng)總論　3.2　主蒸汽系統(tǒng)　3.3　凝結(jié)水和給水回?zé)嵯到y(tǒng)　3.4　抽汽系統(tǒng)　3.5　疏水系統(tǒng)　3.6　排氣系統(tǒng)　3.7　給水泵　3.8　給水調(diào)節(jié)閥和隔離閥　3.9　給水除氧系統(tǒng)　3.10　蒸汽排放系統(tǒng)　3.11　蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)　3.12　二回路水處理系統(tǒng)　3.13　凝汽器及真空系統(tǒng)第4章　汽水分離再熱器（MSR）　4.1　汽水分離再熱器概述　4.2　核電汽輪機(jī)再熱器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型　4.3　汽水分離再熱器　4.4　汽水分離再熱器在核電廠的布置　4.5　汽水分離再熱器電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)第5章　核電汽輪機(jī)設(shè)計(jì)　5.1　核電汽輪機(jī)與火電汽輪機(jī)　5.2　過(guò)熱蒸汽核電汽輪機(jī)　5.3　飽和蒸汽核電汽輪機(jī)的一般特征　5.4　飽和蒸汽核電汽輪機(jī)參數(shù)選擇　5.5　飽和蒸汽核電汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速選擇　5.6　核電汽輪機(jī)去濕沒(méi)計(jì)　5.7　飽和蒸汽核電汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第6章　典型核電汽輪機(jī)　6.1　東芝1500MW核電汽輪機(jī)　6.2　日立核電汽輪機(jī)開發(fā)　6.3　三菱核電汽輪機(jī)　6.4　某核電站1000MW級(jí)全速核電汽輪機(jī)　6.5　某核電站1000MW級(jí)半速核電汽輪機(jī)　6.6　某核電站310MW、600MW核電汽輪機(jī)第7章　核電汽輪機(jī)安全運(yùn)行　7.1　庫(kù)克1100MW核電飽和汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)　7.2　德國(guó)1300MW核電汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)　7.3　核電汽輪機(jī)防蝕經(jīng)驗(yàn)第8章　海水淡化技術(shù)　8.1　海水淡化方法　8.2　著名海水淡化設(shè)備制造商　8.3　國(guó)外海水淡化現(xiàn)狀　8.4　國(guó)內(nèi)海水淡化現(xiàn)狀　8.5　國(guó)內(nèi)外典型海水淡化廠　8.6　典型海水淡化廠的能耗和水價(jià)　8.7　海水淡化技術(shù)發(fā)展前景第9章　核電站水電熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)　9.1　海水淡化式核電站設(shè)計(jì)　9.2　國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的脫鹽經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)程序DEEP　9.3　核電站水電熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)附錄　附錄1　受控核聚變和核聚變電站　附錄2　生活飲用水水質(zhì)要求　附錄3　核電站安全導(dǎo)則匯總表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章 核能發(fā)電技術(shù)核能發(fā)電足基于原子核裂變理論。1938年，德國(guó)內(nèi)哈恩和斯特曼首先發(fā)現(xiàn)了鈾的核裂變現(xiàn)象，揭開了原子能技術(shù)發(fā)展的序幕。美國(guó)于1942年首先在費(fèi)米教授的領(lǐng)導(dǎo)下，建成第一座核反應(yīng)堆，又于1945年制成第一顆原子彈。之后，前蘇聯(lián)在1954年建成世界上第一座功率為5MW的核電站。核能是原子核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量，原子核反應(yīng)有裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)兩種。核裂變反應(yīng)堆分為“熱中子反應(yīng)堆”和“快中子反應(yīng)堆”（又稱“快中子增殖堆”）。未來(lái)的能源將主要依靠核聚變來(lái)獲得。將氫的同位素氘和氚加熱到極高的溫度，使它們發(fā)生燃燒聚合成較重的元素，可釋放出巨大的能最。太陽(yáng)及其他恒星的巨大能量也來(lái)源于熱核反應(yīng)。核聚變?nèi)剂系碾翱芍苯訌暮Ｋ刑崛。?kg水中大約含有0.03g氚。核聚變?nèi)剂峡晒┤祟愂褂脦装賰|年。1.1 原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)1.1.1 核反應(yīng)和核能原子核帶正電，電子帶負(fù)電，它們之間依靠靜電引力結(jié)合于原子中。但是原子核中的質(zhì)子都帶正電，它們之間存在著電磁排斥力。試驗(yàn)表明，核子之間還存在著一種很強(qiáng)的吸引力，它能克服質(zhì)子與質(zhì)子間的電磁斥力而把核子凝聚在一起，這種力稱為核力。

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《核能發(fā)電與核電廠水電熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)》是一本有關(guān)核能發(fā)電的技術(shù)參考書，適合從事核能發(fā)電企業(yè)的工程師和工程技術(shù)管理人員參考閱讀，也適合高等院校熱物理和動(dòng)力專業(yè)作為教學(xué)參考書，對(duì)想了解核能發(fā)電的讀者也是一本極好的技術(shù)讀物。

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