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核电站

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这是在法国的一座核能发电厂。水蒸气正在从双曲面形状的冷却塔排出。核反应堆位于圆桶状的安全壳建筑物内。

核电站是利用核分裂核聚变反應所释放的能量产生电能的热力发电厂。由於控制核聚變的技術障礙,目前商業運轉中的核能發電廠都是利用核裂變反應而發電。

核電站在台灣稱做「核能發電廠」或簡稱「核電廠」,在中國稱作「核电站」。

核電廠屬於高效率的能源建設,對於溫室氣體、二氧化碳排放幾乎是零。核電廠建設成本高昂,技術需求高,養護成本亦高,因此各國大多向富有經驗之廠商(例如美商GE)購置全套設備。在控制良好且周邊緊急應對系統完善的情況下,核電廠其實是相當安全的設施。歐日美等先進國雖對於核電廠已具有一定的管理經驗,亦曾發生數次核洩漏事故(尤以2011年3月因海嘯引發的福島核事故),造成全球對於核安的疑慮。

低階核廢料(工具服、器具等)經過短暫半衰期的時間後,比其他石化燃料發電廠所帶來的環境破壞少;高階核廢料(已反應燃料棒)則具有長達數萬年至數百萬年不等的半衰期以及極高毒性,處理高階核廢料的過程繁複且高危險,連帶造成核電廠除役成本極高,因此各國都會將除役成本併入電價考量,收取除役基金。歐美各國多深埋地底(例如廢棄礦坑)作為最終儲存場,但仍積極尋找其他可行的最終處置方法。

台灣低階核廢料多存放於蘭嶼,高階核廢料則儲存於各核電廠之燃料儲存池內。

有學者認為核電廠的廢料僅是短時間對地球的汙染,隨時間可淡化(半衰期:鎝-99(21.1萬年)、碘-129(1,570萬年)、錼-237(214.4萬年)、鈽-239(2.41萬年))。有些國家(韓國法国等)因缺乏天然資源但對能源需求高,相對支持發展核電廠。

核電廠帶來的周圍效應是需要評估的,例如:環境評估、技術等級、技術人力、廢料處裡、緊急應變、災後處置等,這些都是建造核電廠必須考慮的事項。

核电站发电原理[编辑]

现在使用最普遍的進元核电站大都是压水反应堆核电站,它的工作原理是:用制成的核燃料反应堆内进行裂变并释放出大量热能;高压下的循环冷却水把热能带出,在蒸汽发生器内生成蒸汽;高温高压的蒸汽推动汽轮机,进而推动发电机旋转。

NuclearPowerPlant.gif

组成部分[编辑]

核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和迴路系统)與利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统)。核电站使用的核燃料一般是放射性重金属鈾-235

類型[编辑]

按照工作原理[编辑]

核電站按照反應堆的形式不同,分為以下類型

划代[编辑]

第一代[编辑]

指早期的原型反应堆。包括

第二代[编辑]

直至1990年代末建设的核电站,设计运行寿命30-40年。堆故障率10万年一次。包括:

第二代加[编辑]

2000年以后建造的一些现代化改进堆型。运行寿命50-60年。包括:

第三代[编辑]

还没有商业建造的三代堆:

第三+代[编辑]

第四代[编辑]

全球核电站一览[编辑]

根据世界核能协会2012年8月的数据,全世界31个国家有435座工作反应堆。

世界核電站分布
運轉中 興建中 已關閉

核能發電量佔比[编辑]

2014年全球電力來源
煤 天然氣 石油 核能 水力 風力 生質能 太陽能光伏 其它Circle frame.svg
  •   煤: 9,707,489 GWh (40.6%)
  •   天然氣: 5,154,827 GWh (21.6%)
  •   石油: 1,023,005 GWh (4.3%)
  •   核能: 2,535,326 GWh (10.6%)
  •   水力: 3,982,509 GWh (16.7%)
  •   風力: 717,293 GWh (3.0%)
  •   生質能: 399,308 GWh (1.7%)
  •   太陽能光伏: 189,689 GWh (0.8%)
  •   其它: 194,154 GWh (0.8%)
2014年全球總發電量:

23,903,353GWh

資料來源:IEA[1]
全球核能發電量前15國(2015年)
國家 核能發電量(TWh) 核能佔各國發電量比
 美國 798.0 19.5%
 法国 419.0 76.3%
 俄羅斯聯邦 182.8 18.6%
 中华人民共和国 161.2 3.0%
 韩国 157.1 31.7%
 加拿大 95.6 16.6%
 德國 86.8 14.1%
 烏克蘭 82.4 56.5%
 英國 63.8 18.9%
 西班牙 54.7 20.3%
 瑞典 54.4 34.3%
 中華民國 35.1 16.3%
 印度 34.6 3.5%
 捷克 25.3 32.5%
 比利時 24.8 37.5%
2015年核發電量前15國合計核發電量約佔全球核能發電量93%。

資料來源:國際原子能總署[2]

台灣現有核電廠[编辑]

以下為行政院經濟部台灣電力公司負責管理的核電廠:

核電廠名稱 所在區域 反应堆類型 狀況
第一核能發電廠
(茂林核能發電廠)
新北市石門區茂林里 2部沸水式核子反應爐 營運中,一號機於1978年開始商轉。
第二核能發電廠
(國聖核能發電廠)
新北市萬里區野柳里 2部沸水式核子反應爐 營運中,一號機於1981年開始商轉。
第三核能發電廠
(馬鞍山核能發電廠)
屏東縣恆春鎮馬鞍部落馬鞍山 2部壓水式核子反應爐 營運中,一號機於1984年開始商轉。
第四核能發電廠
(已正名為龍門核能發電廠
新北市貢寮區龍門里 2部進步型沸水式核子反應爐 自1999開工興建,自2015年7月1日起封存。

中國现有核电站[编辑]

目前,除了加大對當做保障能源的化石能源的開發外,中國政府仍然將核電站的建設視為解決未來能源和環境問題的主要途徑。 2014年4月20日舉行的中國新一届国家能源委员会首次会议上,中國國務院總理表示要開工一批包括東部沿海新核電站在內的“重大項目”。 截止2014年8月,中國核电机组已运行数量达到21台, 在建26台,未來將覆蓋中國東部大部份省級區域。 中國核能行业协会理事长张华祝表示,到2020年,中國在役和在建核电装机规模将达8800万千瓦,“核能企业要为改善中國能源结构、应对气候变化和大气污染防治作出更大贡献”[3]

中国商用核电机组运营情况(截至2016年3月)[4]
核电站名稱 位置 编号 堆型/型号 功率 投资商 开工建设 临界时间 商运时间
秦山核电厂 浙江海盐 - CNP300 310 MW 中核集团 1985年3月 1991年10月 1994年7月
大亚湾核电厂 廣東深圳 1号机组 M310 984 MW 中广核集团 1987年8月 1993年7月 1994年2月
2号机组 1994年1月 1994年5月
秦山第二核电厂 浙江海盐 1号机组 CNP650 650 MW 中核集团 1996年6月 2002年2月 2002年6月
2号机组 2004年3月 2004年4月
3号机组 2006年4月 2010年9月 2010年10月5日
4号机组 2011年11月 2011年12月
岭澳核电站 廣東深圳 1号机组 M310 990 MW 中广核集团 1997年5月 2002年2月 2002年5月
2号机组 1997年11月 2002年10月 2003年1月
3号机组 CPR1000 1086 MW 2005年12月 2010年9月
4号机组 2006年6月 2011年8月
秦山第三核电厂 浙江海盐 1号机组 CANDU-6 728 MW 中核集团[5] 1998年6月 2002年10月 2003年2月
2号机组 2003年7月 2003年11月
田湾核电站 江苏连云港 1号机组 AES-91 1060 MW 中核集团[6] 1999年10月 2004年4月 2004年12月
2号机组 AES-9 1060 MW 2005年4月 2005年12月
3号机组 VVER 1060 MW 中核集团 2012年12月 在建
4号机组 VVER1000 1060 MW 在建
红沿河核电站[7] 辽宁大连 1号机组 CPR1000 1119 MW 中广核集团 2007年8月 [8] 2013年6月
2号机组 2008年3月 [8] 2014年5月
3号机组 2009年5月 [8] 2015年8月
4号机组 2009年8月 [8] 2016年4月
5号机组 2015年3月 在建[9] 2019年11月
6号机组 2015年7月 在建[10] 2020年8月
宁德核电站 福建宁德 1号机组 CPR1000 1089 MW 中广核集团 2008年2月18日 2013年4月
2号机组 2008年11月 2014年5月4日[11]
3号机组 2010年1月 2015年6月10日
4号机组 2010年9月29日 2016年3月16日[12] 2016年7月21日[13]
福清核电站[14] 福建福清 1号机组 M310改进型 1089 MW 中核集团 2008年11月21日 2014年11月
2号机组 2009年6月 2015年7月22日[15] 2015年10月
3号机组 2010年12月 2016年7月3日[16] 2016年
4号机组 2012年11月 在建 2017年
5号机组 ACP1000 1080 MW 2015年5月7日 在建
6号机组 2015年12月[17] 在建[17]
阳江核电站 广东阳江 1号机组 CPR1000 1086 MW 中广核集团 2008年12月 2013年12月 2014年3月
2号机组 2009年6月 2015年
3号机组 2010年11月 2016年
4号机组 2012年11月 在建 2017年下半年
5号机组 ACPR1000 2013年9月 在建 2018年下半年
6号机组 2013年12月 在建 2019年下半年
方家山核电站 浙江海盐 1号机组 M310 1089 MW 中核集团 2008年12月 2014年11月
2号机组 2009年7月 2015年1月
昌江核电站 海南昌江 1号机组 CNP650 650 MW 中核/华能 2010年4月25日[18] [19] 2015年11月26日[20]
2号机组 2010年11月21日[21] 2016年6月10日[22] 2016年8月12日[23]
防城港核电站 广西防城港 1号机组 CPR1000 1086 MW 中广核集团 2010年7月 2015年10月13日 2016年1月1日[24]
2号机组 2010年7月 2016年10月1日[25]
3号机组 2015年12月24日 在建
4号机组 2015年12月 在建
三门核电站 浙江三门 1号机组 AP1000 1250 MW 中核集团 2009年4月19日 在建
2号机组 2009年 在建
海阳核电站 山东海阳 1号机组 AP1000 1250 MW 中电投 2009年12月28日 在建
2号机组 2010年6月21日 在建
3号机组 筹建
4号机组 筹建
5号机组 筹建
6号机组 筹建
台山核电站 广东江门 1号机组 EPR 1750 MW 中广核集团 2009年10月 在建 2016年上半年
2号机组 2010年4月 在建 2016年下半年
石岛湾核电站 山东荣成 1号机组 HTR 200 MW 华能集团 2012年12月 在建
2号机组 AP1000 1250 MW 筹建
3号机组 筹建
4号机组 筹建
5号机组 筹建
6号机组 CAP1400 1250 MW 筹建
7号机组 筹建
霞浦核电站 福建霞浦 1号机组 CAP1000 1000 MW 华能集团 2015年7月5日 在建
2号机组 筹建
3号机组 筹建
4号机组 筹建
5号机组 FNR 600 MW 筹建
高温气冷实验堆 北京 HTR-10 10 MW 1995年6月14日 2000年12月 2003年1月7日(并网)
中国实验快堆 北京 CEFR 20 MW 2000年5月 2010年7月21日 2011年7月21日(并网)
反应堆类型
  • 第二代压水反应堆(PWR):CNP300(中),M310(法),CNP600(中),CPR1000(中),
  • 第三代压水反应堆(PWR):AP1000(),EPR(),VVER1000/AES-91(俄),ACPR1000(中)
  • 重水反应堆(HWR):CANDU(加)
  • 高温气冷堆(PDR):HTR(中)


重大核電站事故[编辑]

術語[编辑]

  • 燃耗限值[26]
    核燃料在反應爐中進行核分裂反應時,其中的可裂变物质會在反應過程中逐漸減少,因核燃料棒在核反应堆內不同位置,而核反應速率有所不同,每一束核燃料可運轉的時間,依其裝填在反應爐內的位置作精確計算。以核一廠為例,每束燃料之燃耗限值為54 MWd/kgU (百萬瓦•日/公斤鈾),一般來說可以在反應爐中運轉4個週期(72個月)。

參見[编辑]

外部链接[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/
  2. ^ IAEA :Nuclear Share of Electricity Generation in 2015
  3. ^ 《中國政務:要开工一批重大项目,适时启动新东部沿海核电项目建设》. 山東週刊. 2014-04-21 (簡體中文). 
  4. ^ 我国在运21台核电机组
  5. ^ 浙江秦山三期核电站
  6. ^ 江苏田湾核电站
  7. ^ 辽宁红沿河一期核电站
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 红沿河核电4号机组并网人民日报.2016年04月05日
  9. ^ 红沿河核电站5号机组开工建设红沿河核电站5号机组开工建设
  10. ^ 红沿河核电站6号机组开建 2015年07月27日
  11. ^ 福建宁德核电站2号机组正式投入商运. 新华网. 2014-05-04. 
  12. ^ 中广核电力宁德核电4号机组并网发电. 中国广核集团有限公司. 2016-03-30. 
  13. ^ 中广核宁德核电4号机组具备商业运行条件. 新华网. 2016-07-21. 
  14. ^ 福建福清核电站
  15. ^ 福清核电2号机组实现首次临界. 中新网. 2015-07-23. 
  16. ^ 福清核电3号机组核反应堆首次达到临界状态. 福清核电. 2016-07-04. 
  17. ^ 17.0 17.1 中国华龙一号示范工程第二堆福清6号机组开工中国核工业集团公司.2015-12-23
  18. ^ 海南昌江核电工程开工 将大大缓解海南能源短缺. 人民网. 2010-04-25. 
  19. ^ 海南昌江核电1号机组并网发电2015年11月07日
  20. ^ 海南首座核电站投入商业运行. 新华社. 2015-11-26. 
  21. ^ 海南昌江核电工程2号机组开工建设. 新华网. 2010-11-21. 
  22. ^ 海南昌江核电2号机组首次达到临界. 新华社. 2016-06-10. 
  23. ^ 海南昌江核电2号机组正式商运 一期工程全面建成. 中新网. 2016-08-12. 
  24. ^ 防城港核电1号机组正式商运. 广西日报. 2016-01-02. 
  25. ^ 防城港核电2号机组投入商运. 中国电力网. 2016-10-09. 
  26. ^ 燃料棒該退就會退 所有留在爐心的核燃料棒都是正常的. 台灣電力公司. [2014-06-10].