核電與核能

前言

經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展使人類對賴以生存的有效能源和清潔能源的需求日趨迫切。核能是一次能源的重要組成部分，并且存量豐富、極具規(guī)模。核電作為一種安全、有效的清潔能源，已為人類所駕馭，目前全球的核發(fā)電量已占世界總發(fā)電量的1／6，有16個國家和地區(qū)的核電比例超過1／4，最高接近80％，世界核電站累計運(yùn)行已超過1萬堆·年，掌握核電技術(shù)的國家基本上都擁有較強(qiáng)的工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和科技實力。我國也已經(jīng)建成和正在建設(shè)多座核電站，核電規(guī)模迅速擴(kuò)大，成為我國能源工業(yè)的重要支柱之一，核電已進(jìn)入了發(fā)展的“快車道”。為適應(yīng)這一發(fā)展形勢，培養(yǎng)與核電相關(guān)的管理、設(shè)計、制造、生產(chǎn)、控制、運(yùn)行等各方面人材，向能源類學(xué)生和其他理工類、甚至人文管理類學(xué)生開設(shè)核電課程，使他們了解核電工業(yè)的發(fā)展情況、核電廠的工作原理、各種核發(fā)電和核供熱系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)行、核安全知識、我國的核安全法規(guī)體系以及核能利用等相關(guān)知識內(nèi)容，顯得十分必要?；仡?983年，我國秦山核電一期工程破土動工，作者也是從這段時間開始接觸核電，跟隨老師多次參觀秦山核電工地和建成后的核電站，從學(xué)生到教師一步步走來，與核電共同成長。1994年開始接手主講核電課程，每年都有不少學(xué)生來選，少時四五十人，多時近百人，一門小小的專業(yè)選修課即使在核電發(fā)展的困難時期也受到了學(xué)生的支持和歡迎，令人倍受鼓舞和感動，時光荏苒，一晃竟已過了十六年。本書是在作者多年的授課講稿和教學(xué)講義的基礎(chǔ)上逐漸豐富完善起來的，包含了近幾年的一些新資料和新技術(shù)。本書內(nèi)容主要分七章：第一章介紹核電工業(yè)的地位與發(fā)展情況，包括各國核電狀況、核能與核電發(fā)展史、核電站的基本原理、種類與特點等；第二章是核反應(yīng)堆的物理、工程與熱工基礎(chǔ)，包括核物理基礎(chǔ)、反應(yīng)堆臨界條件、功率分布、燃料燃耗、傳熱過程等；第三章是壓水堆核電廠的主要設(shè)備與系統(tǒng)，包括一回路主要設(shè)備、一回路主要輔助系統(tǒng)、二回路主要設(shè)備與熱力系統(tǒng)等；第四章是核電廠的控制和運(yùn)行，包括反應(yīng)堆控制原理、運(yùn)行特性和運(yùn)行模式、各種類型核電廠的控制等；第五章介紹核電廠的安全性，包括核輻射的種類、計量單位、輻射危害及其防護(hù)、安全措施與法規(guī)、保護(hù)、監(jiān)測與檢測系統(tǒng)、應(yīng)急計劃與事故分析、廠址選擇、三廢處理等；第六章介紹各種型式的核電廠和核供熱廠，包括先進(jìn)的壓水堆、沸水堆、重水堆、高溫氣冷堆、快堆、供熱堆和聚變堆等；第七章介紹一些核能的其他應(yīng)用技術(shù)，旨在拓展學(xué)生眼界，豐富有關(guān)知識，包括一些核分析技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，如勘探、加工、工業(yè)儀表、醫(yī)用技術(shù)、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、核動力和武器、核電池和微型核電站等。

內(nèi)容概要

　　能源是人類生存與文明的基礎(chǔ)，核能利用體現(xiàn)了國家經(jīng)濟(jì)、工業(yè)和科技的綜合實力與水平。核電是一種有效的清潔能源，受到世界各國的重視。本書主要介紹了世界核電工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展情況、核電廠工作原理、核反應(yīng)堆的物理及工程基礎(chǔ)知識、壓水堆核電廠的系統(tǒng)和設(shè)備、核電廠的控制與運(yùn)行、安全性、我國的核安全法規(guī)體系、核輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識、各種型式的核電廠和核供熱廠的發(fā)展和改進(jìn)、核能的其他應(yīng)用技術(shù)等?！　”緯鴥?nèi)容豐富系統(tǒng)，體系簡明扼要，圖文并茂、通俗易懂，既可以作為高校能源類及其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生的核電課程教材，也可以為專業(yè)人員及其他有興趣的讀者閱讀和參考。

書籍目錄

第1章 概述　1.1 能源狀況概述　1.2 核電的地位及優(yōu)越性　1.3 世界核電站發(fā)展概況　1.4 中國核電工業(yè)的發(fā)展　1.5 核電站的類型和工作原理　1.6 核電站的安全保障　1.7 核燃料工業(yè)體系第2章 核反應(yīng)堆的物理和熱工基礎(chǔ)　2.1 原子核反應(yīng)和核能的產(chǎn)生　　2.1.1 原子核的結(jié)構(gòu)　　2.1.2 放射性和放射性衰變　　2.1.3 原子核反應(yīng)和核能　　2.1.4 核裂變反應(yīng)　2.2 核反應(yīng)堆的臨界條件和熱功率分布　　2.2.1 中子的慢化與擴(kuò)散　　2.2.2 自持鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)及其臨界條件　　2.2.3 反應(yīng)堆內(nèi)中子通量分布與熱功率分布　2.3 反應(yīng)堆核燃料的燃耗　2.4 核反應(yīng)堆的熱工基礎(chǔ)　　2.4.1 燃料元件的傳熱過程　　2.4.2 反應(yīng)堆內(nèi)的臨界熱負(fù)荷　　2.4.3 反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸　　2.4.4 核反應(yīng)堆熱工設(shè)計準(zhǔn)則第3章 壓水堆核電廠　3.1 一回路系統(tǒng)概述　3.2 一回路系統(tǒng)主要設(shè)備　　3.2.1 反應(yīng)堆　　3.2.2 主泵及主管道　　3.2.3 穩(wěn)壓器　　3.2.4 蒸汽發(fā)生器　3.3 一回路輔助系統(tǒng)　　3.3.1 化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVCS）　　3.3.2 停堆冷卻系統(tǒng)（余熱導(dǎo)出系統(tǒng)RHRS）　　3.3.3 安全注射系統(tǒng)（SIS）　　3.3.4 安全殼噴淋系統(tǒng)（CSS）　　3.3.5 設(shè)備冷卻水系統(tǒng)（CCWS）　　3.3.6 公用水系統(tǒng)（SWS）　　3.3.7 緊急公用水系統(tǒng)（ESWS）　3.4 二回路熱力系統(tǒng)　　3.4.1 二回路原則性熱力系統(tǒng)　　3.4.2 二回路熱力系統(tǒng)　3.5 二回路系統(tǒng)的主要設(shè)備　　3.5.1 汽輪機(jī)　　3.5.2 汽水分離一中間再熱器　　3.5.3 冷凝器　　3.5.4 發(fā)電機(jī)　　3.5.5 廠用電系統(tǒng)　3.6 核電廠的熱經(jīng)濟(jì)性分析　　3.6.1 壓水堆核電廠的效率　　3.6.2 核電廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第4章 核電廠的控制和運(yùn)行　4.1 核反應(yīng)堆控制原理　　4.1.1 瞬發(fā)中子和緩發(fā)中子　　4.1.2 溫度效應(yīng)　　4.1.3 反應(yīng)堆控制原理　　4.1.4 核電廠自動控制　4.2 各種類型核電廠的控制　　4.2.1 壓水堆核電廠的控制　　4.2.2 重水堆核電廠的控制　　4.2.3 沸水堆核電廠的控制　　4.2.4 高溫氣冷堆的控制　　4.2.5 鈉冷快堆的控制　4.3 壓水堆核電廠的運(yùn)行　　4.3.1 核電廠的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方案　　4.3.2 壓水堆核電廠的運(yùn)行模式第5章 核電廠的安全性　5.1 核輻射及其防護(hù)　　5.1.1 核輻射的種類　　5.1.2 輻射量及其單位　　5.1.3 天然本底輻射　　5.1.4 核輻射的危害與防護(hù)　　5.1.5 原子彈的危害及后果　5.2 核電廠安全性的保證　　5.2.1 核電廠設(shè)計的安全目標(biāo)、原理和方法　　5.2.2 壓水堆核電廠的安全措施　　5.2.3 核安全管理和相關(guān)法規(guī)　　5.2.4 核電廠的廠址選擇　5.3 核電廠安全保護(hù)與監(jiān)測系統(tǒng)　　5.3.1 反應(yīng)堆安全保護(hù)系統(tǒng)　　5.3.2 反應(yīng)堆堆內(nèi)和堆外檢測系統(tǒng)　　5.3.3 放射性監(jiān)視系統(tǒng)　5.4 核電廠的事故分析　　5.4.1 運(yùn)行工況的安全分析　　5.4.2 核事故分類　　5.4.3 核事故應(yīng)急計劃　　5.4.4 核事故分析　5.5 核電廠的三廢處理　　5.5.1 放射性廢氣的處理　　5.5.2 放射性廢水的處理　　5.5.3 放射性固體廢物的處理第6章 各種型式的核電廠與核供熱廠　6.1 先進(jìn)壓水堆核電廠　　6.1.1 先進(jìn)的堆芯設(shè)計　　6.1.2 結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的改進(jìn)　　6.1.3 第三代新型核能系統(tǒng)AP-1000　　6.1.4 中國先進(jìn)堆CNPl000和CNPl500　6.2 沸水堆核電廠　6.3 重水堆核電廠　6.4 高溫氣冷堆核電廠　6.5 中國快堆技術(shù)的發(fā)展　6.6 池式供熱堆核供熱廠　6.7 受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆第7章 核能的其他應(yīng)用技術(shù)　7.1 核分析技術(shù)　7.2 核技術(shù)的各種應(yīng)用　　7.2.1 放射性勘探　　7.2.2 核工業(yè)儀表　　7.2.3 輻射加工　　7.2.4 農(nóng)業(yè)核技術(shù)　　7.2.5 醫(yī)學(xué)核技術(shù)　　7.2.6 核武器　　7.2.7 核動力裝置　　7.2.8 核電池和微型核電站重要大事記參考文獻(xiàn)

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