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【考向预测】核电站为什么基本选择在靠水地区特别是靠海建设?

添加时间:2024-03-14

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核电站为什么基本选择在靠水地区特别是靠海建设?能不能选择在不靠水的地方?相信这是大家都想了解的问题。今天,小编就随着一篇科普为大家探索这个问题。

据科学家分析,一座一百万千瓦核电站在运转时,会变得“大汗淋漓”,因而大约每秒钟需要十一至十二立方米流量的冷却水降温。谭老师地理工作室综合整理它的冷却水降温方式通常是采用冷却塔密闭式循环。若是采用一次通过冷却器冷却汽轮机的话,每秒钟对冷却水流量需求就不得少于五十立方米,这比火力发电站要高出百分之五十。

核电站建设要求:

1.首先核电站的选址要求非常高

要求厂址深部没有断层,而且要求核电站数千米范围内没有活动断裂,厂址100千米海域、50千米内陆,历史上没有发生过6级以上地震,且厂址区600年来也没有发生过6级地震。

2.其次要从核安全的角度来看

核电站选址必须考虑到公众和环境是否会因核事故而受到核辐射带来的影响,同时要考虑到突发的自然事件或人为事件对核电厂的影响,所以,核电站必须选在人口密度低,易隔离的地区。

3.另外核电站在运行过程中要产生巨大热量

所以核电站的选址必须靠近水源,最好是靠海,这也是大型核电站都建在海边的一个重要原因,并且靠海还可以解决大件设备运输问题。所以核电站临水而建是最适合不过的了。

因此科学家们在为核电站选址时,往往将目光投向水源丰富的海洋地区。因为浩瀚的海水、江水既可为核电站设备降温,也能为人们的生活提供丰富的水源。在一些内陆国家建造核电站,找不到临海的“近水楼台”,就只能“挖地三尺”,利用地下水来解决核电站的冷却问题。据了解,核电站的核反应堆芯一旦失去冷却,如果没有采取紧急措施,燃料元件溶化的话,在极短的几分钟内就会有百分之十五的放射性物质泄漏出来,因此冷却水往往被视作是核电站正常运转的“血液”。

“安全是核电站的生命线。多年来,国家核安全局对核电站的选址、设计、采购、建造、调试、运行和退役制定了一系列安全导则,现已形成一套完善的核安全纵深防御体系。”那么,核电站在选址时需要注意哪些问题呢?

具体到选址标准,首先,核电站必须建在经济发达地区的相对偏远地区,50公里以内不能有大中型城市。因为从核安全的角度来看,核电站选址必须考虑到公众和环境免受放射性事故所引起的过量辐射释放影响,同时要考虑到突发的自然事件或人为事件对核电厂的影响,所以核电站必须选在人口密度低、易隔离的地区。其次,厂址深部必须没有断裂带通过,而且要求核电站数千米范围内没有活动断裂,厂址100千米海域、50千米内陆范围内,历史上没有发生过6级以上地震,厂址区600年来也没有发生过6级地震的构造背景。

另外,有人会发现,目前我国已建成的核电站都在海边。这是因为核电站在运行过程中要产生巨大热量,所以核电站的选址必须靠近水源,最好靠海。

不过,目前我国内陆地区已经开展核电站前期选址工作,场址包括湖南桃花江、湖北咸宁、江西彭泽等,而这些地区都属于内陆。这曾让不少人有所顾虑。对此,国防科工局副局长、国家原子能机构副主任王毅韧表示,担心可以理解,毕竟核工业要有更高的安全标准。但从严格意义来看,不存在内陆核电站的概念,只是核电站建在沿海还是建在内陆的问题——两者在技术上并没有本质上的差异,不管建在哪里,只要遵守核安全法规标准,就可以保障核安全。

核能发电原理

核电站是利用核裂变产生的核能,加热水产生蒸汽,推动汽轮发电机,从而产生电力。核电站的核心设备是核反应堆。

不冒烟的锅炉

核反应堆是一种特殊的锅炉,而堆芯是反应堆核电厂的心脏,它位于压力容器中间,由核燃料组建有序排列而成,是产生能量的场所。

链式裂变反应

核电是利用铀-235的原子核在可控链式裂变反应中产生的热量来发电。

2核电厂、火电厂、水电厂特点对比

核电厂:核电厂就是利用核反应堆中核燃料裂变时所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。

核电站特点:

1.核电站是全球最稳定的电力供应渠道,其受天气影响小;

2.核电站“吃的少、干活多、排的少”:核电站消耗核燃料非常少,1台百万千瓦级核电机组1年只消耗25吨核燃料,而二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体则是“ 零排放”;

3.发电多:一台百万千瓦级核电机组每小时可发电100万度,可供应400个普通家庭1年的用电;

4.由于核电需要较多水源对机组进行冷却,其一般靠近海边或大型河流、湖泊。

火电厂:火力发电厂(简称火电厂)通过燃烧煤炭产生蒸汽进而发电,发电过程即为利用煤、石油、天然气为燃料生产电能的工厂能量转换过程。转变的过程为:燃料的化学能——热能——机械能——电能。

火电厂特点:

1.贡献全球最多的电力,分布最广泛,对地理位置要求相对不高,一些火电厂距离煤矿较近,缩短煤炭运输距离;

2.大量开采导致煤矿安全事故时有发生;

3.煤炭燃烧释放出二氧化碳,以及二氧化硫、氮氧化物等有害气体,污染环境;

4.我国约一半的火车皮用于运输煤炭供应火电厂发电,这给铁路交通造成较大压力。

水电厂:水电站利用水从高处向低处流动的力量,带动发电机转动进而发电。水电站并非所有地方都能建设,一般建在大江、大河上,需要水源充沛、有一定的高度差。我国的水利资源较丰富,黄河、长江等大型河流上设了许多水电站。

水电站特点:

1.对地理条件要求较高,需有充沛的水利资源,并非所有地方都能建设水电站;

2.一年中发电量不平均,夏季雨水充沛,发电量大;冬季遭遇枯水期,发电量受影响。

3核电站——不烧煤的锅炉更高效

我们知道,通常火电站由两个部分构成,其中一个部分是用来产生动力和能源的,另外一个部分则是负责将动力转化为电能输出给电网。水电站、核电站等都是同样的框架,不同的只是能源和动力获取方式的不同。通常火电站是烧煤的,煤在锅炉中燃烧产生能量,热量转化成蒸汽动力,而相对应的,核电站的“锅炉”就是反应堆,而反应堆烧的不是煤,是核燃料,由核燃料的裂变反应来获得能量。

在核燃料加工厂内,天然铀被加工成燃料芯块,其相当于3颗药片叠放在一起那么大。

这些燃料芯块一个挨一个排队装在锆合金管内。锆合金管耐高温、耐腐蚀、强度高,其长度为3.85米,相当于1层半楼高;锆合金管直径为0.95厘米,相当于人的小拇指粗细。289根(17×17)燃料棒组合在一起成为一个燃料组件,157个燃料组件放在反应压力容器中,成为核电站发电的“大本营”。

世界各国核电站都是建造在浩瀚大海边,这是因为水是核电站正常运转时必不可少的条件之一。

截至2019年6月底,中国大陆运行的核电机组共47台,总运行装机容量48751.16兆瓦。2019年全年中国大陆运行核电机组累计发电量3481.31亿千瓦时,谭老师地理工作室综合整理约占中国大陆全年累计发电量的4.88%。随着科技的发展,未来核电站发电占比会越来越高,今天由小编带领大家了解一下我国著名(已建成)的核电站。

01

秦山核电站

秦山核电站是中国大陆建成的第一座核电站,位于浙江省海盐县秦山镇。1985年6月1日破土动工,1991年12月15日首次实现并网发电。秦山核电站目前共有9台发电机组,总装机容量达到6546兆瓦。

秦山核电站一期机组装机容量300兆瓦,1991年12月并网发电。

秦山二期1号机组装机容量600兆瓦,2002年2月并网发电。二期2号机组装机容量600兆瓦,2004年3月并网发电。二期3号机组装机容量600兆瓦,2010年10月并网发电。二期4号机组装机容量600兆瓦,2011年12月并网发电。

秦山三期1号机组装机容量700兆千瓦,2002年11月并网发电。三期2号机组装机容量700兆瓦,2003年6月并网发电。

一期主控室

秦山三期工程的1号和2号机组

02

方家山核电站

方家山核电站位于中国浙江省嘉兴市海盐县的方家山,是秦山一期核电工程的扩建项目,距离秦山核电站一期工程反应堆约600米。

方家山1号于2008年12月26日开始建设,2014年12月15日开始运行,装机容量1000兆瓦;方家山2号于2009年7月17日开始建设,2015年2月12日开始运行,装机容量1000兆瓦。至此秦山核电基地9台机组全部投产发电,总装机容量达到6546兆瓦,年发电量约500亿千瓦时,已成为中国大陆核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地。

03

大亚湾核电站

大亚湾核电站位于中国广东省深圳市大鹏新区大鹏半岛,是中国建成的第二座核电站。大亚湾核电站装有两台984兆瓦发电机,总发电量1968兆瓦。核电站发电量的80%供我国香港地区使用。

核电站采用法国M310压水堆,单台装机容量984兆瓦。大亚湾1号机组于1993年8月并网发电。大亚湾2号机组于1994年2月并网发电。

大亚湾核电站

04

岭澳核电站

岭澳核电站位于广东省深圳市大鹏新区大鹏半岛,在大亚湾核电站以北约1公里处,与大亚湾核电站共同构成大亚湾核电基地。岭澳核电站规划安装4台1000兆瓦发电机组,分两期建设。

岭澳一期采用法国M310压水堆,单台装机容量984兆瓦。岭澳一期1号机组于2002年2月并网发电。岭澳一期2号机组于2002年9月并网发电。

岭澳二期采用中广核技术,单台装机容量毛功率1086兆瓦,净功率1037兆瓦。岭澳二期1号机组,2010年9月15日建成并投入商业运行,岭澳二期2号机组,2011年8月7日投入商业运行。

05

核电站的冷却水有什么危害_核电站要用什么水冷却_核电站冷却水是海水吗

田湾核电站

田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾,核电站规划建设八台百万千瓦级压水堆核电机组。一期工程1、2号机组和二期工程3、4号机组均采用俄罗斯AES-91型核电机组。5、6号机组采用中国ACPR-1000反应堆。

1号机组于1999年10月20日开始建造,单台装机容量990兆瓦,2007年5月17日商业运营;2号机组于2000年10月20日开始建造,单台装机容量990兆瓦,2007年8月16日商业运营;3号机组2012年12月27日开始建设,单台装机容量1050兆瓦;4号机组2013年9月27日开始建设,单台装机容量1050兆瓦;5号机组2015年12月27日开始建设,单台装机容量1000兆瓦;6号机组2016年9月27日开始建设,单台装机容量1000兆瓦。7、8号机组正处于建设计划中。

06

红沿河核电站

红沿河核电站位于中国辽宁省大连市瓦房店红沿河镇,是中国东北地区第一座核电站。

红沿河核电站一期工程包含4台百万千瓦级核电机组,红沿河1号机组装机容量1061兆瓦,2007年7月18日开始建设,2013年6月7日开始运营;红沿河2号机组装机容量1061兆瓦,2008年3月28日开始建设,2014年5月13日开始运营。红沿河3号机组装机容量1000兆瓦,2009年3月7日开始建设,2015年8月16日开始运营。红沿河4号机组装机容量1000兆瓦,2009年7月15日开始建设,2016年4月1日开始运营。

2010年5月上马的二期工程,新增加了2台百万千瓦级核电机组。红沿河5号机组装机容量1000兆瓦,2015年3月29日开始建设,2019年11月开始运营。红沿河 6号机组装机容量1000兆瓦,2015年6月24日开始建设。

07

宁德核电站

宁德核电站位于中国福建省宁德市福鼎市太姥山镇备湾村,距市区南约32km,东临东海,北临晴川湾,是中国第一座在海岛上建设的核电站。

宁德核电站规划建设六台百万千瓦级压水堆核电机组,一期工程拟采用中广核集团具有自主品牌的CPR-1000核电第二代改进技术,建设四台百万千瓦级压水堆核电机组,单台机组装机容量1000兆瓦。一号机组2008年2月18日开始建设,2013年4月15日商业运行;二号机组2008年11月12日开始建设,2014年5月4日商业运行;三号机组2010年1月8日开始建设,2015年6月10日商业运行;四号机组2010年9月29日开始建设,2016年7月21日商业运行。5、6号机组尚在筹建。

08

福清核电站

福清核电站位于中国福建省福州市的县级市福清市三山镇前薛村。规划装机容量为6台百万千瓦级压水堆核电机组,1号机至4号机采用中广核的CPR-1000反应堆,单台机组装机容量1000兆瓦。5号机和6号机使用中核集团的华龙一号反应堆。

第一期工程:福清1号机组2008年11月21日开始建设,2014年11月22日开始运行;福清2号机组2009年6月18日开始建设,2015年10月16日开始运行。

第二期工程:福清3号机组2010年12月31日开始建设,2016年10月24日开始运行;福清4号机组2012年11月17日开始建设,2017年7月29日开始运行。福清5号机组2015年5月7日开始建设,福清6号机组2015年12月22日开始建设。

09

阳江核电站

阳江核电站位于中国广东省阳江市东平镇,是中国广东核电集团在广东省的第二个核电基地。阳江核电站共建设六台核电机组。

一期工程:首台机组阳江1号于2008年12月16日开工,2014年3月25日开始运行,装机容量1000兆瓦;阳江2号,2009年6月4日开工,2015年6月5日开始运行,装机容量1000兆瓦;阳江3号2010年11月15日开工,2016年1月1日开始运行,装机容量1000兆瓦;阳江4号2012年11月17日开工,2017年3月15日开始运行,装机容量1000兆瓦。

二期工程:阳江5号于2013年9月18日开工,2018年5月23日开始运行;阳江6号2013年12月23日开工,2019年7月24日开始运行。

10

三门核电站

三门核电站位于中国浙江省台州市三门县猫头山。电站采用美国三代压水堆核电技术,规划建设6台1250兆瓦的核电机组,总装机容量7500兆瓦,总投资超过1000亿元,三门核电站是中美两国最大的能源合作项目。一号机组2009年4月19号开工建设,2018年9月21号商业运行;二号机组2009年11月15号开工建设,2018年11月5号商业运行。

11

海阳核电站

海阳核电站位于中国山东省海阳市,总投资600亿元,规划容量为600万千瓦级核电机组。一号机组2009年04月19日开工建设,2018年09月21日商业运行,装机容量1250兆瓦;二号机组2009年11月15日开工建设,2019年01月09日开始运行,装机容量1250兆瓦。

12

台山核电站

台山核电站位于中国广东省江门市台山市赤溪镇。规划装机容量为4台1750兆瓦级压水堆核电机组,分两期建造,由中国广核集团与法国电力公司共同投资设立。台山1号2009年10月28日开始建造,2018年12月13日商业运行,装机容量1250兆瓦;台山2号2010年4月15日开始建造,2019年9月7日商业运行,装机容量1250兆瓦。

13

昌江核电站

昌江核电站位于中国海南省昌江黎族自治县海尾镇塘兴村,它是海南省的第一座核电站。昌江核电站共有四台发电机组,其中一期工程:昌江1号2010年4月25日开始建设,2015年12月开始运行,装机容量650兆瓦;昌江2号2010年11月21日开始建设,2016年8月开始运行,装机容量650兆瓦。第二期工程尚在筹建。

14

防城港核电站

防城港核电站,位于中国广西壮族自治区防城港市港口区光坡镇红沙村,是中国大陆西部地区建成的第一座核电站。

项目规划建设6台百万千瓦级核电机组,计划分两到三期建设。红沙核电一期工程于2010年7月30日正式开工建设。项目建设2台中广核的CPR-1000的1000兆瓦压水堆核电机组,于2015年10月25日正式投入运行。红沙核电二期工程为两台中广核集团的华龙一号110万千瓦核电机组,于2015年12月开工建设。

15

台湾省第一、二、三核电站

台湾第一核电站位于我国台湾省新北市石门区,1971年底开始施工,1979年7月15日开始商业运转,共有两个机组,一号、二号机组单机装机容量为636兆瓦。

台湾第二核能发电站位于新北市万里区与新北市金山区之间的国圣埔。在1974年9月开工兴建,共有两个机组,一、二号机分别于1981年12月及1983年3月商业运转,单机装机容量为985兆瓦。

台湾第三核能发电站位于我国台湾省屏东县恒春镇,1978年开始施工,1985年开始商业运转,共有两个机组,一号、二号机组单机装机容量为951兆瓦。

台湾第三核能发电站

众所周知,只要是在生存,无论是人类或者是动植物们都无时无刻不在进行着能量交换。而人类社会还有很多工业生产,自然能源的重要性也就不言而喻。地球上能源方式按照来源划分总共有3类,其一就是来自太阳的能量、其二就是来自地球本身的能量、再者就是由月球和太阳等天体对地球引力。

现目前来说,世界上主流、更普及的能源利用方式还是集中在第一类,也就是来自太阳的能量。这一能源形式中,主要包含了直接来源于太阳的光热辐射能,以及间接的煤炭、石油、天然气等等可燃矿物以及薪材等生物能、风能、水能等等。但是近日却有一则惊人的消息流出:那就是德国打算弃用核电、煤电以及天然气了!这究竟是怎么回事呢?谭老师地理工作室综合整理

十年争议终落幕!德国将弃用核电、煤电、天然气

关于此则消息爆出,一下子就窜到了某平台热搜榜的首位,这也足见是多么令人震惊了!在能源危机席卷全球之际,欧洲多国依旧选择缩减核能。其中尤其要以德国最为厉害,德国坚持在2022年关闭最后的三座核电站,双线成为西方工业大国里第一个全面弃核的国家。

与此同时,报道也称,不仅是核能,按照德国的能源计划,将会在2038年前关闭所有的煤电厂,2050年前弃用天然气。德国这一强力措施也深刻影响了欧洲的其他国家,瑞士、比利时、西班牙以及法国等也都做出了放弃或者缩减核能的规划。那么这就有点匪夷所思了,为什么德国要放弃核电站呢?欧洲各大国为何也都纷纷跟风,不用核电、煤电、天然气他们难道是想回归原始社会?

弃用核电、煤电、天然气的原因可能有哪些?

关于德国的这一举措在很多人看来确实无法理解,但是就正如专家分析所言:德国关于能源如何利用早就有自己的主意,早在10年前核电就已经是德国电力供应链中四分之一的来源,而如今突然弃用核电,纠结了10年之久,其实完全可以看作是能源的又一次更新换代。

关于部分网友表示的:弃用核电、煤电、天然气,难道以后打算用爱发电?小编认为其实完全不必为别人担心,在作出这一决定的之前,其实德国已经早就开始能源方式过渡了。据2020年德国电力结构报告显示,目前可再生能源在德国的电力消耗中占据46.3%,并且德国能源与水经济协会BDEW曾表示,德国希望到2030年能将可再生能源在电力结构中的比例提高到65%。

德国近年可再生能源装机增长情况

其次,德国还有一大原因可能还在于大环境趋势,以及本国的电力产能过剩!年报告中表示,目前欧洲最大的经济体正在通过扩大风能和日照发电来遏制火力发电厂导致的气候变暖排放而作出努力。在全球都在提倡清洁能源的时候,德国作为表率自然要作出相应调整。

德国从核电和化石燃料发电向可再生能源发电转型的速度超出预期

对于本国而言,由于德国运营商对可再生能源在电网上的优先供电举措,因此电晕效应突出。常规运营商也就缩减了化石燃料发电的规模,从而避免可能因无法大量储存电力而导致的生产过剩。

究竟哪一种发电方式好?

值得一提的是,全世界发电方式千千万,但也都就在以上说到的三种方式中选择。那么问题就来了,在德国选择弃用大部分国家还都不那么普及的核电,以及未来可能弃用的煤电、天然气等能源方式下,究竟能信任的、更好的放电方式是哪一种呢?下面先来简要分析一下常用的几类能源方式的发电优劣势!

首次,就是目前具有很大争议的核电。有人说,核电比煤电好,它是好在哪里呢?核电,目前来说相对技术已经比较成熟,一般来说就是利用核裂变以及聚变所产生的的能量从而发电。其优势就在于产生的能量很多,1千克铀完全裂变所产生的能量就能抵得上好几辆大卡车煤所产生的能量。不过缺点就在于,核能毕竟威力很大,裂变还好已经有所经验,但是聚变却不好控制,与此同时,核能产生改的污染化解也是一大世界性难题。

其次,就是煤电、石油、天然气等另一阵列的传统能源。据相关统计,这3类目前占据着全球近80%以上的能源份额,因此也有着“化石能源”的别称。优点就在于可以就地取材、运输也比较方便,其次就是有着比较高的能量密度,然后就是成本较低可普及范围广。不过缺点也十分明显,那就是各种污染、以及会被用完不可再生、影响人体健康、自然界的可持续发展等等。

再然后就是比如风能、地热能、海洋能、生物质、氢能等另一大阵营的新能源们,对于此大类能源来说,尽管和核能一样都属于新能源,有着发热量大的最大优势,但同时其普及率低、成本高、受环境因素影响大也十分明显。再加上技术还不是太成熟,因此大规模发展目前还是比较受限。

那么问题就来了!究竟哪一种发电方式好呢?小编看来,这个问题或许就是一个无解题。因为每一个主体自身环境条件以及能源升级难度,甚至经济状况都不一样,发电方式都是人类社会这么长时间来探索得出的经验,无论哪一种,其实只要是适合本国,对环境尽量减轻影响,每一种能源方式都能成为“最好”的能源方式!

综合自魔方科学等

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