能源技术概论讲义(13)

1、水力发电的发电量易受河流的天然径流量的影响。 2、电站在运行中不消耗燃料，天然径流量多时，发电量多。 3、水电机组启停方便，机组从静止状态到满负荷运行仅需几分钟。 5、水电站因不消耗燃料，没有有害气体、粉尘和废渣排放。

三、水电站的主要参数

（一）水库的特征水位及相应的库容 （二）水电站的特征水头及流量 （三）水电站的动能参数 （四）水电站的经济指标 （五）水电站工程等级

四、水电站的运行和水库调度 五、水工建筑物

1、拦河坝 2、泄水建筑物 3、进水建筑物 4、输水建筑物 5、发电厂房

- 40 -

六、水轮机

水轮机是将水能转换成机械能的水力原动机，主要用于带动发电机发电，是水电站厂房中主要的动力设备。通常将它与发电机一起统称为水轮发电机组。

（一） 冲击式水轮机 （二） 反击式水轮机 1、混流式水轮机 2、轴流式水轮机 3、贯流式水轮机 4、斜流式水轮机

七、小水电

兴建小型水电站是解决我国以及其他发展中国家农村和边远地区能源问题的重要途径。所谓小水电资源通常是指装机容量在2.5万kV以下的水电资源。

第四节 先进发电技术

一、燃气——蒸汽联合循环

燃气——蒸汽联合循环发电的基本思路是：利用燃气轮循环平均吸热温度高和政企动力循环平均吸热温度低的特点，各取所长。作为第一工质的燃气经燃气轮机做功后，具有较高温度的排气进入余热锅炉，作为第二工质的水在余热锅炉中吸收余热后变为蒸汽，进入蒸汽轮机，做功后在进入冷凝器冷凝，从而构成一个闭合循环。

二、整体煤气化联合循环发电（IGCC）

燃煤的燃气——蒸汽联合循环发电是各国研究的重点。其中直接燃煤的燃气

- 41 -

轮机是以水煤浆替代燃油，直接送入燃气轮机的燃烧室燃烧。该技术的难点是水煤浆的制备，燃烧室的耐磨和冷却以及燃烧气体的除尘和脱硫等问题。比较理想的方案是先将煤气化成可燃气体，功燃气轮机使用，从而能更好地实现高品位煤的梯级利用。这就是所谓整体煤气化联合循环（Imtegrated Gasification Combined Cycle，简称IGCC）

三、增压流化床燃气——蒸汽联合循环（PFBC-CC）

增压流化床燃气——蒸汽联合循环（PFBC-CC）实际上是一种增压锅炉型的联合循环。

四、燃料电池和IGCC组合联合循环 五、煤气——蒸汽——电力多联产系统

- 42 -

第六章 核能

教学目的和要求：了解核能的来源，掌握反应堆的基本概念，核电站的组成及运行原理，了解核能的发展趋势。

教学手段：多媒体教学与黑板教学相结合

教学方法：案例教学与课堂讲述相结合、理论与实际相结合、启发式教学与课堂讨论相结合。

课时时数：6学时 课时分配：

教学学时 第1-3学时 第4-6学时 教学章节 第一节、第二节 教学重点与难点 核能概述、反应堆 备注 第三节、第四节、核电站、21世纪的核能 第五节 作业与思考：

简述我国核能技术利用现状及发展趋势。 主要教学内容

第一节 核能的概述

自从1896年法国物理学家贝克勒尔发现铀的天然放射性以来，由于近百年来世界各国科学家的辛勤探索，人类不但对物质的微观结构有了更深刻的了解，而且还开发出了威力无比的核能（或称原子能）。

一、 原子与原子核

宇宙间浩瀚的万物都是有元素组成的。构成元素的最小单位是原子。原子非常小，其直径大约只有1?10-8cm。1911年卢瑟福通过用?粒子轰击金属薄片的散射实验证实这么小的原子也是有核的。原子核更小，约为10-13cm，只占原子大小的十万分之一。原子核带正电，它周围是数目不等的带负电的电子。每个电

- 43 -

子都在自己特定的轨道上绕着原子核运动，就像太阳系的行星绕太阳运动一样。

原子核又是由质子和中子两种粒子组成的，质子带正电，中子不带电。质子所带正电荷的大小与电子所带负电荷的大小正好相等，因此整个原子是中性的。

现代科学家测出质子的质量为1.007277原子质量单位，中子的质量为1.008665原子质量单位，而电子质量仅为0.0005486原子质量单位，可见原子的质量主要集中在核上质子所带正电荷的电量为1.60219210-19C。

二、 核能的来源

人类生活中利用的大多是化学能。化石燃料燃烧时燃料中的碳原子和空气中的氧原子结合，同时放出一定的能量。这种原子结合和分类使得电子的位置和运动发生变化，从而释放出的能量称之为化学能。显然，化学能与原子核无关。

“核能”来源于将核子（质子和中子）保持在原子核中的一种非常强的作用力——核力。 1、核裂变

核裂变，又称核分裂，是指由重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加热后铀原子放出2到4个中子，中子再去撞击其它原子，从而形成链式反应而自发裂变。 2、核聚变

核聚变，又称热核反应，是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。

三、 世界核能利用现状

? 作业：请同学们查阅相关资料获得世界核能利用的最新情况。

- 44 -