为什么核电站都临海而建?众多国家发展核电站,是福音还是灾难?
访客 2021.10.28 115366 0
为什么大多数核电站都建在海边,难道是怕出现核泄露方便往海里排污吗?既然核电站那么危险,我们又为何要建设它呢?
其实核电站是依水而建,并不是依海而建。虽然我国的核电站大多数是建设在海边的,但世界上有超过50%的核电站是建设在内陆河边的,这些核电站就是内陆核电站。
将核电站建设在水边的原因
- 水是最终冷源,用来冷却乏气。因为核电站的蒸汽在汽轮机里做功后出来的是乏气,也就是间接用蒸汽设备排放的高温凝结水中夹带(闪蒸)没有被污染的低温蒸汽,而乏气是无法再给水泵运输的,需要在凝汽器中冷却成凝结水,凝结水通过水泵再打入到蒸汽发生器中。当然了,海水温度对机组功率会有一定影响:比如同样的冷却水参数可以在辽宁满功率运行,但是在海南就达不到满功率。
- 考虑到方便大件设备的运输。因为核电站的蒸发器重达270多吨,压力容器重达300多吨,穹顶重达400多吨,这些设备很多都是从国外进口的,从海路运输到核电站自备码头,建设在海边会方便这些设备的运输。
- 为了减少输电的成本。因为核电站发出的电能主要是供给经济发达的地区,而沿海地区工业发达发出的电能可以就近上网。虽然我国新疆、甘肃等地区风能资源丰富,但是屡屡爆出有弃风现象,一个主要的原因就是输电成本高,或者是没有协调好输电沿途各省份的利益,所以干脆就不能发电了。
- 出于安全的考虑。因为核电站在事故工况下需要稳定的水来冷却,如果是依靠输送等方式来提供水源,那么万一出现地震等自然灾害就会失去水源,但如果是建设在海边就不会有这方面的担忧,事故工况下可以有稳定的水来冷却。
我国核电站目前的确全都集中在沿海并且是经济发达省份,相比于内陆省份有地理、经济和战略等方面的优越性,但是这不意味着核电站非要建在海边,因为海水每年的温度变化很大夏天水温很高,冬天水温偏低,而堆芯冷却水出口温度一般要稳定在290度左右,所以根据热力学我们知道冷源温度越低、热效率越高,而内陆湖泊河流水温常年都低于海水,所以理论上内陆水源其实更有优势。比如法国就有很多核电站建在内陆地区,利用河水和湖水作为冷源,并且法国核电的供电比例高达80%,技术也相当发达。当然了,我国在反应堆技术上经过多年的引进和其他国家相比已经不存在什么特别本质的差距 而且法国大多数的核电站也并没有使用最新的三代技术。
但我国虽然地大物博,想在内陆寻找人口稀疏、地质稳定、水源充足的地方并不是那么难,但关键在于我国国内人均水资源其实比较缺乏,这也意味着大多数河流、湖泊和水库都是当地的饮用水和灌溉水来源。如果你喝的水的水源地上游有核电站,出于对核辐射的恐惧,核电站建在内陆很可能会在当地引起巨大的争议。而一听到核电站估计有很多人的第一反应就是“辐射”两个字。
那么核电站的辐射到底有多大呢?
我们先明确一个概念:一切物体都会产生辐射,只是强弱不同。一次性小于250毫希的辐射是不会对我们的身体健康产生影响的。我们以大亚湾核电站为例:它周围的辐射量只有0.01毫希/年,也就是说在核电站旁待一年的辐射量相当于地铁过一次安检,待两年相当于照一次x光胸片。在日常生活中来自核的辐射仅占1%,而来自食品和饮用水的辐射占到11%。我们从核电站周围的环境状况也可以看出辐射的强弱,还是以大亚湾核电站为例:自87年动工起,几十年来大亚湾核电站周围的辐射数据与投产前相比没有变化,陆地以及海洋生物种群数量也没有变化。
那是什么使核电站的辐射变得这么低呢?
我们为了屏蔽放射性设立了四道屏障:
- 一是使用燃料棒将98%的放射性物质控制在里面,保证不会外泄;
- 二是燃料包壳将燃料棒保护起来使物质不至于外泄;
- 三是一回路容器边界将大部分放射性控制住,在正常状态下放射性是不会跑出一回路的;
- 四是有安全壳90厘米厚的混凝土将放射性屏蔽在其中,用来保证外界生物不受到放射性的危害。
可能你还是会想到福岛核泄露,但我们国家的核电站是压水堆,而福岛核电站为沸水堆这两种堆型的主要差别是沸水堆一回路的高温蒸汽,直接被用来推动汽轮机做功,这里的高温蒸汽具有较强的放射性,而压水堆一回路是封闭独立开来的,推动汽轮机做功的蒸汽放射性极小。
发展核电是有一定的必要性:
因为当前环境问题日益突出,而火电厂由于燃煤原因存在着严重的环境污染问题,如硫化物 氮氧化物和烟尘等等;其次煤燃烧还产生大量的二氧化碳,虽然它不是污染物但地球可容纳的二氧化碳量只有那么多(参与C循环),超过地球的底线就会导致一系列的问题:比如温度上升、冰川融化和海平面上升等。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃使地球变成了一个大暖房,而核电的优势就能解决这些问题。
- 首先核能是高效的能源,因为核能体积小能量大,核能比化学能大几百万倍。1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量,一座100万千瓦的大型烧煤电站每年需要原煤300到400万吨,而运送这些煤大约需要2760列火车,相当于每天8列火车,别忘了还要运走4000万吨灰渣,而同功率的压水堆核电站一年仅耗铀含量为3%的低浓缩铀燃料28吨每一磅铀的成本约为20美元,换算成1千瓦发电经费是0.001美元左右,这和传统发电成本相比便宜许多,并且由于核燃料的运输量小,所以核电站就建在最需要电的工业区附近;
- 其次核能是清洁的能源,火电站会不断向大气排放二氧化硫和氧化氮等有害物质,同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质也会随着烟尘飘落到火电站的周围去污染环境,而与同等规模的燃煤电站相比,红沿河核电站6台机组全部投产使用后每年将减排二氧化碳约3600万吨;
- 最后核能其实是安全的能源,核电是世界上最安全的行业之一,从第一座核电站建成以来全世界投入运行的核电站达400多座,30多年来基本上是安全正常的。虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故 但这两次事故都是由于人为因素造成的。近二十多年来只发生过一起堆芯融化的严重事故,也就是福岛核事故,但它的堆型是沸水堆不同于我国的压水堆,随着压水堆的进一步改进,核电站有可能会变得更加安全。
所以,核电站建在水边不管是出于经济还是安全来考虑,都是有一定道理的,而我们发展核电站也是具有积极作用的。
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