在核能發電占比方面,核電是眾多國家的重要電力來源,其中核能發電占比最高的國家是法國(75%),其他已開發國家比如美國(19%)、俄羅斯(18%)、韓國(30%)、瑞典(38%)等核能發電比例都很高。核能發電是利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式。以下對核能發電行業特點分析。
核電設備投資一般占核電總投資的50%,主要分為三個部分:核島、常規島和輔助設備,分別占核電設備投資的52%,28%,20%。核能發電行業分析指出,核島設備包括蒸汽發生器、主冷卻泵、壓力容器、堆內構件、控制棒驅動裝置和穩壓器。常規島設備包括汽輪機、發電器、汽水分離再熱器。常規島設備,核電與火電相似,生產廠家基本一致,核電大發展將對火電設備構成替代,形成此消彼長的關係。核島是核電站所特有的結構,核島設備首先受益於核電發展。
核島投資分布(順時針由大到小)
核電與火電、水電並稱世界三大電力供應支柱,相比火電等傳統能源,核電具有環境影響小、資源消耗少等特點,而相比風電、光伏等新能源,核電則呈現發電功率高、供應能力強、運行功率穩定不受環境因素影響等特點。現從四大種類來分析核能發電行業特點。
第一代:早期原型核電機組,主要目的是為通過試驗示範形式來驗證核電在工程實施上的可行性。核能發電行業特點分析,1954-1965年,全球共有38 台一代核電機組投入運行。包括前述的前蘇聯5 MW實驗性石墨沸水堆、英國45 MW 原型天然鈾石墨氣冷堆型核電站、美國60 MW 原型壓水堆型核電站、法國60 MW 天然鈾石墨氣冷堆型核電站、加拿大25MW天然鈾重水堆型核電站等。
第二代:在第一代核電技術的基礎上建成了單堆功率在300 MW以上的壓水堆、沸水堆、重水堆機組,具有標準化、系列化和批量建設的特點。核能發電行業特點分析,1966-1980年,全球共有242台二代核電機組投入運行。包括,美國批量化建造的500-1100MW的壓水堆、沸水堆機組,前蘇聯建造的1000MW石墨堆和440MW、1000MW的VVER壓水堆。美國三里島核電站事故和前蘇聯車諾比核電站事故催生了第二代改進型核電站,在第二代的基礎上增設了氫氣控制系統、安全殼泄壓裝置等,安全性能得到顯著提升。
第三代:指滿足美國「先進輕水堆型用戶要求」(URD)和「歐洲用戶對輕水堆型核電站的要求」(EUR)的新一代先進核電站。核能發電行業特點分析,其具有更好的安全性、經濟性及模塊化設計的特點。主要包括美國GE公司的ABWR、Westinghouse公司的AP1000、法國AREVA公司的EPR、美國GE與日本Hitachi公司聯合開發的ESBWR、韓國KEPCO&KHNP開發的APR1400等技術類型。其中具有代表性的是美國的AP1000 和法國的EPR,兩種技術的全球首堆均在中國,並即將投產運行。
第四代:由美國能源部發起,並聯合法國、英國、日本等9 個國家聯合研究的下一代核能技術,滿足安全、經濟、可持續發展、極少的廢物生成、燃料增殖的風險低、防止核擴散等基本要求。核能發電行業特點分析,目前的6種概念設計包括3種快中子反應堆——氣冷快堆GFR、鉛冷快堆LFR、鈉冷快堆SFR,以及3種熱中子反應堆——熔鹽堆MSR、超臨界水冷堆SCWR、超高溫氣冷堆VHTR。
核能發電行業特點分析,核電發展的趨勢是安全水平更加卓越、經濟性更好、核燃料利用率更高、廢物產生量更少。本世紀初,美國提出並創立第四代先進核能系統國際合作研發論壇(GIF),致力於研發可持續利用的清潔、安全、經濟的先進核能系統。目前的研究表明,快堆核能系統是先進核能系統及其核燃料循環體系成熟度和研究基礎最高的堆型之一。
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