核能發(fā)電廠和新能源發(fā)電廠

核能發(fā)電廠和新能源發(fā)電廠第1頁/共21頁教學(xué)內(nèi)容本節(jié)教學(xué)內(nèi)容一、核能發(fā)電廠二、新能源發(fā)電廠首頁第2頁/共21頁

核電廠發(fā)電的原理與火電廠相似，需要有一個熱源，將水加熱成蒸汽，進(jìn)而推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)出電能，完成這個功能的裝置，叫反應(yīng)堆。反應(yīng)堆——實現(xiàn)大規(guī)?？煽睾肆炎冩?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置。

核電是一種安全清潔的能源，利用它可以大大地節(jié)約煤和減少污染。一個1000MW的火電廠一天燃燒的煤是9600t，而相應(yīng)1000MW的核電廠，一天只要3.3kg的U235，同樣容量的電廠燃料量相差300萬倍。

核電廠利用反應(yīng)堆中核燃料裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的熱能，再按照火電廠的發(fā)電方式將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能，反應(yīng)堆相當(dāng)于火電廠的鍋爐。第3頁/共21頁一、核電廠的分類

1壓水堆核電廠一回路系統(tǒng)——15MPa的高壓水送入反應(yīng)堆，被加熱后，將熱量傳給二次水，返回形成循環(huán)水，一般一個壓水堆有2-4個并聯(lián)的一回路（環(huán)路）。二回路系統(tǒng)——產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)。第4頁/共21頁一、核電廠的分類

2沸水堆核電廠反應(yīng)堆產(chǎn)生的飽和蒸汽直接進(jìn)入汽輪機(jī)做功第5頁/共21頁二、核電廠的系統(tǒng)1核島的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)（1）一回路主系統(tǒng)（2）化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（3）余熱排除系統(tǒng)（4）安全注射系統(tǒng)（5）控制、保護(hù)和檢測系統(tǒng)第6頁/共21頁

2核島的輔助系統(tǒng)（1）設(shè)備冷卻水（2）硼回收系統(tǒng)（3）反應(yīng)堆的安全殼及噴淋系統(tǒng)（4）核燃料的轉(zhuǎn)換料和儲存系統(tǒng)（5）安全殼及核輔助廠房和過濾系統(tǒng)（6）柴油發(fā)電機(jī)組二、核電廠的系統(tǒng)第7頁/共21頁

3常規(guī)島的系統(tǒng)常規(guī)島的系統(tǒng)與火電廠的系統(tǒng)相似，它通常包括：（1）二回路系統(tǒng)——又稱汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；（2）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；（3）電氣系統(tǒng)及廠用電設(shè)備。二、核電廠的系統(tǒng)第8頁/共21頁三、核電廠的運(yùn)行

與火電廠相似，有自身的特點：（1）反應(yīng)堆只能定期換料，同時采用控制棒和硼酸來對反應(yīng)堆的核反應(yīng)進(jìn)行控制，控制復(fù)雜。硼酸濃度的變化用來調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的反應(yīng)性。（2）反應(yīng)堆不管是在運(yùn)行和停閉后，都帶有放射性，檢修和維護(hù)較難（3）反應(yīng)堆停閉后，反應(yīng)還在。不能馬上停止冷卻，需排除余熱，否則會造成燃料元件因過熱而燒毀，因此在運(yùn)行上對于任何工況都要保證反應(yīng)堆的冷卻。（4）核廢料處理（5）建設(shè)費(fèi)用高，運(yùn)行費(fèi)用便宜。第9頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠

新能源發(fā)電1.風(fēng)力發(fā)電2.海洋能發(fā)電3.地?zé)岚l(fā)電4.太陽能發(fā)電5.生物質(zhì)能發(fā)電6.磁流體發(fā)電第10頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠1.風(fēng)力發(fā)電流動空氣所具有的能量，稱為風(fēng)能。將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式，稱為風(fēng)力發(fā)電。在風(fēng)能豐富的地區(qū)，按一定的排列方式成群安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，組成集群，稱為風(fēng)力發(fā)電場。風(fēng)力發(fā)電裝置如圖所示。1－風(fēng)力機(jī)；2－升速齒輪箱；3－發(fā)電機(jī)；4－控制系統(tǒng)；5－驅(qū)動裝置；6－底板和外罩；7－塔架；8－控制和保護(hù)裝置；9－土建基礎(chǔ)；10－電纜線路；11－配電裝置

風(fēng)力機(jī)1將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，升速齒輪箱2將風(fēng)力機(jī)軸上的低速旋轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)3發(fā)出電能；經(jīng)電纜線路10引至配電裝置11，然后送入電網(wǎng)。第11頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電廠第12頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠2.海洋能發(fā)電海洋能是蘊(yùn)藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海洋溫差能、海洋鹽差能等。潮汐發(fā)電就是利用潮汐的位能發(fā)電，即在潮差大的海灣入口或河口筑堤構(gòu)成水庫，在壩內(nèi)或壩側(cè)安裝水輪發(fā)電機(jī)組，利用堤壩兩側(cè)的潮差驅(qū)動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電?？煞譃椋海?）單庫單向式。（2）單庫雙向式。（3）雙庫（高低庫）式。

建兩個毗連的水庫，水輪發(fā)電機(jī)組安裝在兩水庫之間的隔壩內(nèi)。高庫設(shè)有進(jìn)水閘，在潮位較庫內(nèi)水位高時進(jìn)水（低庫不進(jìn)水），以盡量保持高水位；低庫設(shè)有泄水閘，在潮位較庫內(nèi)水位低時泄水。這樣，兩庫之間終日有水位差，可連續(xù)發(fā)電。第13頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠潮汐發(fā)電示意圖第14頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠3.地?zé)岚l(fā)電利用地下蒸汽或熱水等地球內(nèi)部熱能資源發(fā)電，稱為地?zé)岚l(fā)電。地?zé)嵴羝l(fā)電的原理和設(shè)備與火電廠基本相同。利用地下熱水發(fā)電，有兩種基本類型。（1）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)（又稱減壓擴(kuò)容法）。使地下熱水變?yōu)榈蛪赫羝┢啓C(jī)做功。（2）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)（又稱中間介質(zhì)法）。這種系統(tǒng)的熱水和工質(zhì)各自構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng)。第15頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠4.太陽能發(fā)電太陽能是從太陽向宇宙空間發(fā)射的電磁輻射能。太陽能發(fā)電有熱發(fā)電和光發(fā)電兩種方式。（1）太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電是將吸收的太陽輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，其基本組成與常規(guī)火電設(shè)備類似。它又分集中式和分散式兩類。集中式太陽能熱發(fā)電又稱塔式太陽能熱發(fā)電，其熱力系統(tǒng)流程如圖所示。

分散式太陽能熱發(fā)電，是在大面積的場地上安裝許多套結(jié)構(gòu)相同的小型太陽能集熱裝置，通過管道將各套裝置所產(chǎn)生的熱能匯集起來，進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換，發(fā)出電力。（2）太陽能光發(fā)電太陽能光發(fā)電是不通過熱過程而直接將太陽的光能轉(zhuǎn)變成電能，有多種發(fā)電方式，其中光伏發(fā)電方式是主流。光伏發(fā)電是把照射到太陽能電池上的光直接變換成電能輸出。第16頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠太陽能發(fā)電——光伏發(fā)電第17頁/共21頁二、新能源發(fā)電廠5.生物質(zhì)能發(fā)電生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，屬可再生能源。薪柴、農(nóng)作物秸稈、人畜糞便、有機(jī)垃圾及工業(yè)有機(jī)廢水等，是主要的生物質(zhì)能資源。生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)是以生物質(zhì)能為能源的發(fā)電工程，如垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電、蔗渣發(fā)電等。6.磁流體發(fā)電亦稱等離子體發(fā)電，是使極高溫度并高度電離的氣體高速（