电气工程中的核能发电技术
核能简介
核能科技名词定义中文名称：核能英文名称：nuclear energy其他名称：原子能定义1：由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。
所属学科：电力（一级学科）；核电（二级学科）定义2：核反应或核跃迁时释放的能量。
例如重核裂变、轻核聚变时释放的巨大能量。
所属学科：资源科技（一级学科）；能源资源学（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片目前，世界各地的研究人员正在开发宽度小于人的头发的微型装置，用于从生化传感器到医学植入体的各种用途。
但这方面存在着一个障碍：目前还没人能拿出一种与这么小的微型机械装置相匹配的能源。
任何一个随身携带过使用五磅重电池、而自重仅一磅的便携式电脑的人都该明白这句话的意思。
为了实现这些装置的全部潜在用途，需要有这样一种能源，它既能提供强大的动力，又要小得足以安装在同一块芯片上。
现在，威斯康星大学的一组工程师相信他们也许找到了正确的方法。
他们已经开始了一个利用核能来提供能量的项目，但这些发电机将与向家庭和工厂提供电力的带穹顶的核电厂完全不同。
这些微型装置的能源不是靠转动的涡轮机来发电，而是利用微量的放射性物质，通过它们的衰变来产生电能。
以前也有过这种做法，但规模要大得多。
人们曾用这种方法给从心脏起搏器到探索太阳系外层黑暗空间的航天器等各种装置提供能源。
威斯康星大学的核能工程教授詹姆斯·布兰查德说：“以前还从没在我们现在所讨论的规模上做过这种事。
”布兰查德所领导的研究小组正设法开发这项技术，这项研究得到了美国能源部一项45万美元的拨款。
尽管单单提起核能就会使一些人的后背生出丝丝凉气，但研究人员称他们的发电机只使用极少的放射性物质，安全应该不是问题。
布兰查德说，最适合这种技术的元素是1898年由居里夫妇发现的钋。
放射性物质已广泛应用在许多装置中，包括烟雾探测器。
另外一些复印机上也使用条状的放射性物质消除纸张间的静电。
但如果核电要成为未来的微型“机器”的能源，这项技术必须缩小到微观水平。
发电厂电气部分-第一章
电厂煤粉炉燃烧系统流程图
汽水系统
火电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、除 氧器、加热器等设备及管道构成，包括给水系统、 冷却水（循环水）系统和补水系统。
电 厂 汽 水 系 统 流 程 示 意 图
电气系统
发电厂的电气系统，包括发电机、励磁装置、厂用电 系统和升压变电所等。
河床式水电站
发电机厂房和挡水堤连成一体，厂房也起挡水作 用，由于厂房修建在河床中，故称河床式。
河床式水电站平面图
引水式水电站
建在山区水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地 段，由引水渠道提供水头，一般不需要修建堤坝， 或只修低堰，适用于水头较高的情况。
引水式水电站
水电厂的特点
可综合利用水资源； 发电成本低，效率高； 运行灵活； 可存储和调节； 不污染环境； 投资较大，工期较长； 受水文条件制约； 淹没土地，生态环境；
抽水蓄能电厂
定义：利用系统低谷负荷（或丰水期）时的富 余电力抽水到上游水库存储；在高峰负荷（或 枯水期）时，放水发电的水电站。
是一种特殊形式的水电站，具有水轮机-发电机 和电动机-水泵两种可逆的工作方式。
注意： 随着高一级电网的出现，变电站的地位和作用，也是会 发生变化的，例如过去的220KV枢纽变电站，在今天已 逐步下降为地区变电站。
小结
发电厂分类、电能生产过程、特点 变电所类型
作 业
教材：P28 1-3 补充题目： 1、什么是新能源发电？ 2、发电厂和变电站的作用是什么？各有哪些类 型？
3、地区变电所
（1）对地区用户供电，是一个地区或中等城市 的主要变电所； （2）电压一般为110～220kV，容量多为 200~300MVA； （3）全所停电时，仅使该地区停电。
电气工程学科的基本概念
电气工程学科的基本概念电气工程学科是一门研究电能的产生、传输、分配、控制和利用的学科。
它涉及到电力系统、电机、电子、通信、自动化等多个领域，是现代工业、交通、通讯、医疗、家庭等各个领域中不可或缺的学科。
本文将从电气工程学科的基本概念、电力系统、电机、电子、通信、自动化等方面进行阐述。
一、电气工程学科的基本概念1. 电气工程的定义电气工程是一门研究电能的产生、传输、分配、控制和利用的学科。
它涉及到电力系统、电机、电子、通信、自动化等多个领域，是现代工业、交通、通讯、医疗、家庭等各个领域中不可或缺的学科。
2. 电气工程的历史电气工程的历史可以追溯到19世纪初，当时人们开始研究电学现象，并发明了电池、电灯等电器。
随着电力系统的建设和电机的发明，电气工程逐渐成为一门独立的学科。
20世纪初，电子技术的发展使得电气工程更加广泛地应用于通信、计算机、控制等领域。
3. 电气工程的基本原理电气工程的基本原理包括电学、磁学、电磁学、电路理论、控制理论等。
其中，电学研究电荷、电场、电势、电流等基本概念；磁学研究磁场、磁通量、磁感应强度等基本概念；电磁学研究电磁波、电磁感应、电磁场等基本概念；电路理论研究电路的基本组成、特性和分析方法；控制理论研究控制系统的设计、分析和优化方法。
二、电力系统电力系统是指由发电厂、输电线路、变电站、配电网等组成的电能生产、传输、分配和利用的系统。
电力系统的主要任务是保证电能的供应可靠、安全和经济。
1. 发电厂发电厂是电力系统的核心部分，它通过燃煤、燃气、核能、水能等方式产生电能。
发电厂的类型包括火力发电厂、核电站、水电站、风电站、太阳能发电站等。
2. 输电线路输电线路是将发电厂产生的电能输送到变电站的电力传输通道。
输电线路的类型包括高压直流输电线路、高压交流输电线路、中压输电线路、低压输电线路等。
变电站是将输送到变电站的电能进行变压、变频、变流等处理后，再分配到各个配电网的设施。
变电站的类型包括变电所、变电站、换流站等。
电气工程的基本概念与应用
电气工程的基本概念与应用电气工程是指利用电力和电子技术进行能量传输、转换和控制的工程领域。
它涉及到电力系统、电机与驱动技术、电力电子技术、自动控制等多个方面。
本文将探讨电气工程的基本概念和其应用领域，以及电气工程在现代社会中的重要性。
一、电气工程基本概念1. 电力系统电力系统是指由发电厂、输电线路和配电系统组成的电能传输系统。
发电厂负责将各种能源(如化石燃料、水力、核能等)转换为电能，输电线路将这些电能传输到各个用户，配电系统则将电能分配给不同的电气设备和终端用户。
2. 电机与驱动技术电机是将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、家庭电器等。
电机驱动技术则是指控制电机的启动、停止和运行过程，使之能够高效地完成各种任务。
3. 电力电子技术电力电子技术是研究非线性电路元件及其控制方法，用来控制电力的流动和转换。
它在电力系统中起到重要作用，如变频调速技术、无功补偿技术等，可以提高电能的传输效率和质量。
4. 自动控制自动控制是指利用传感器、执行器和控制器等设备，对工业过程、交通运输等进行监测和控制。
它可以提高生产效率、降低能源消耗，并确保系统运行的稳定性和安全性。
二、电气工程的应用领域1. 电力系统与电力设备电力系统的建设和运维是电气工程的主要应用领域之一。
电力系统包括发电、输电和配电三个环节，涉及到电厂、变电站、输电线路、配电设备等。
电力设备则包括发电机、变压器、开关设备、电力电容器等。
2. 电气控制与自动化电气控制及自动化技术广泛应用于各个工业领域，如制造业、石化、冶金等。
自动化生产线能够实现集中控制和自动操作，提高生产效率和质量。
3. 电机与驱动技术电机与驱动技术应用于各类电动机设备，如电动汽车、电梯、风力发电机组等。
通过合理的驱动控制可以提高设备的效率和可靠性。
4. 电力电子与新能源电力电子技术在可再生能源领域有广泛应用，如太阳能发电系统、风力发电系统等。
它能够将这些可再生能源转换为可供使用的电能。
关于核电的看法
关于核能发电的看法电气工程学院2010023班赵元君（20101254）在能源发展史上，核能的和平利用是一件划时代的大事，它是近代科学对人类社会发展的贡献，目前核电与火电、水电构成常规电站是电力的主要来源。
核电站的迅速发展对解决世界能源问题有着现实意义和深远意义，加快发展核能是解决我国目前能源问题的一项根本性措施。
一、我国核能发电的现状和基本分布我国核电工业起步较晚，1991年自行设计、制造的30kW压水堆核电机组（浙江秦山核电站）首次并网发电，实现了核电零的突破。
2011年，在中国运行的6座核电站共11台机组，总核电容量有9百多万千瓦，仅占全国总发电量的2%。
按照《核电中长期发展规划(2005-2020年)》，到2020年，中国将增建成多座核电站，当前已经从广东、浙江、山东、江苏、辽宁、福建、广西等沿海城市确定了13个优先选择的厂址，预计到时总投产核电容量达到4000万千瓦，核电年发电量达到2600亿千瓦小时，可占全国发电量的6%以上。
并且，根据当前的核电建设，这个目标预料还可以上调。
长远来说，从沿海的广东、浙江、福建到内陆的湖北、湖南、江西，将建设数十座核电站。
由于内陆城市经济崛起，电量需求剧增，因此亦需要加快发展内陆核电站，并通过与国际合作，引进及掌握第三代百万千瓦压水堆核电站工程的设计和设备制造技术。
这种机组的反应堆厂房设有四道安全屏障和多重安全保护系统，安全性极高，适合内陆核电站使用。
日本福岛核事故后，国家对所有在运和在建核电机组进行了全面安全检查，并在2012年6月公布了核安全检查报告。
报告认为我国核电站在选址中对地震、海啸、洪水等外部事件进行了充分论证，核电厂在设计、制造、建设、调试和运行等各环节均进行了有效管理，总体质量受控。
在2012年全国人大会议上，温家宝总理在《政府工作报告》明确提出“安全高效发展核电”。
目前中国仅有11台核电机组在运营，核电发电量占全国所有发电量不足2%，而全球共有440多座核电站，其中发电量占所有发电量的16%，如法国核电发电量占其国内总发电量的78%,日本占30%。
核电厂电气系统-绪论
1.2 我国电力工业发展情况
★ 1882年7月，在我国上海电气公司安装的第一台发电 机以蒸汽带动得直流发电机正式发电，揭开了我国电 力工业的发展的序幕。我国第一台水力发电厂是在 1912年4月间与云南昆明进郊螳螂川上的石龙坝水电厂。 ★中国电力装机从1882年的16马力(11.76kW )经过67年 发展，到1949年达到184.86万kW和43亿千瓦时（分别 居世界第21位和第25位）;
5712万千瓦（居世 2566亿千瓦时（居300000000 200000000 界第8位） 世界第7位）
100000000
电力
突破1亿千瓦 超过了2亿千瓦 达到了3亿千瓦 4.41 亿千瓦 达6.22亿千瓦（世 界第2位） 7.9亿千瓦 28344亿千瓦时 （世界第2位） 超过了1万亿千瓦 时 达到了1.37万亿千 瓦时
核电厂不需要大面积场地堆放燃料和灰渣
核电厂燃料运输费用较低
特点2：核电是清洁的能源
表1-1 1000MW核电厂与火电厂年废物排放量比较
燃料类型 燃料耗量 万吨 CO2 万吨 SO2 万吨 NOX 万吨 烟尘 万吨 灰渣 万吨 放射性 Bq 微量元素 吨
煤
天然气 油 核燃料
240
588
4.4
★电力对人类的影响
1831年，英国科学家法拉第发现电磁感应现象，根据这一现象，对 电作了深入的研究。在进一步完善电学理论的同时，科学家们开 始研制发电机。 1866年，德国科学家西门子制成一部发电机，后来几经改进，逐渐 完善，到19世纪70年代，实际可用的发电机问世。电动机的发明， 实现了电能和机械能的互换。随后，电灯、电车、电钻、电焊机 等电气产品如雨后春笋般地涌现出来。 电力发展已成为一个国家经济发展的重要标志，也是反映人民生 活水平的一个重要指标。电力已成为现代生产的主要能源和动力， 工农业生产、交通运输以及城乡生活等许多方面都离不开电力。
电气工程导论期末复习(答案版)
电气工程导论期末复习(答案版)一、复习目标电气工程导论作为电气工程专业的基础课程，旨在让学生掌握电气工程的基本概念、原理、技术和应用。
通过本课程的复习，学生应达到以下目标：1. 理解电气工程的基本概念和原理。
2. 掌握电气工程的主要技术和方法。
3. 了解电气工程在各领域的应用。
4. 能够分析并解决电气工程实际问题。
二、复习内容1. 电气工程基本概念（1）电流、电压、电阻、电导、功率、电能等基本物理量。
答案：电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，单位为安培（A）；电压是单位电荷所具有的能量，单位为伏特（V）；电阻是阻碍电流流动的性质，单位为欧姆（Ω）；电导是电流通过导体的能力，单位为西门子（S）；功率是单位时间内能量的转化率，单位为瓦特（W）；电能是电流在电路中做功的能力，单位为焦耳（J）。
（2）基尔霍夫定律、欧姆定律等基本定律。
答案：基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。
电流定律指出，电路中任意节点处流入的电流之和等于流出的电流之和；电压定律指出，电路中任意闭合回路内，各段电压的代数和为零。
欧姆定律指出，在一定温度下，导体的电阻与电流成正比，与电压成反比。
2. 电路分析（1）串联、并联、混联电路的分析方法。
答案：串联电路中，各元件的电流相同，电压分配与电阻成正比；并联电路中，各元件的电压相同，电流分配与电阻成反比；混联电路是串联电路和并联电路的组合，分析方法可分别按照串联和并联进行处理。
（2）复杂电路的分析方法，如节点法、网孔法等。
答案：节点法是以节点为研究对象，根据基尔霍夫电流定律列出方程求解；网孔法是以网孔为研究对象，根据基尔霍夫电压定律列出方程求解。
3. 电磁场与电磁波（1）电磁场的概念及分类。
答案：电磁场是由电荷分布和变化的电场、磁场组成的场。
根据场的性质，电磁场可分为静电场、稳恒电流场、时变电磁场等。
（2）电磁波的产生与传播。
答案：电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。
电磁波在真空中的传播速度为光速，即3×10^8m/s。
电力工程技术
电力工程技术电力工程技术是指应用物理学、电气工程学和计算机科学等相关知识，研究和应用于电力系统的设计、建设、运行和维护的技术领域。
电力工程技术的发展与电力行业的发展息息相关，它在电力供应、能源利用和电力设备等方面起着重要的作用。
一、电力工程技术的发展历程电力工程技术的发展经历了多个阶段。
最早的电力工程技术是在19世纪末的工业革命时期出现的，当时主要关注电力的发电和传输。
20世纪初，随着电力需求的增长，电力工程技术逐渐扩展到电力系统的规划和设计。
20世纪中叶，随着计算机技术的进步，电力工程技术开始应用于电力系统的自动化和智能化。
21世纪以来，随着可再生能源的快速发展，电力工程技术在可再生能源的接入和电力系统的可持续发展方面发挥着重要作用。
二、电力工程技术的主要内容1. 电力系统规划与设计：包括电力系统的规划、布局和设计，确定电力系统的结构和参数，以及电力系统的可靠性和经济性分析。
2. 发电技术：包括传统发电技术（如火力发电、水力发电和核能发电）和新能源发电技术（如风能发电、太阳能发电和生物质能发电）的研究和应用。
3. 输电与配电技术：包括电力输配电网的规划、设计和运行管理，以及输电线路和变电站的建设和维护。
4. 电力设备与自动化技术：包括电力设备（如发电机、变压器和开关设备）的设计、制造和维护，以及电力系统的自动化控制和监测技术。
5. 电力负荷管理与节能技术：包括电力负荷的预测和管理，以及电力系统的节能技术研究和应用。
三、电力工程技术的应用领域1. 电力供应：电力工程技术在电力供应领域起着关键作用，确保电力的可靠供应和质量。
2. 工业生产：各种工业生产过程中需要大量的电力供应，电力工程技术可以提供稳定、高效的电力供应方案。
3. 城市建设：城市的建设和发展需要大量的电力供应和电力设施建设，电力工程技术可以提供城市电力系统的规划和设计方案。
4. 农村电气化：农村地区的电气化建设是电力工程技术的重要应用领域之一，可以提供农村电力供应和农村电网建设的解决方案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电气工程中的核能发电技术
核能发电技术在电气工程领域中扮演着重要的角色。
它以核裂变或
核聚变的方式产生能量，提供了高效可靠的电力供应。
在本文中，我
们将探讨核能发电技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、核能发电技术的原理
核能发电技术是利用核反应堆中的核裂变或核聚变过程产生能量。
核裂变是指重核（如铀或钚）的原子核在中子轰击下裂变成两个或更
多的较轻的原子核，释放出大量的能量和中子。
核聚变是将两个轻元
素（如氘和氚）的原子核融合成较重的原子核，同样释放出巨大的能量。
在核能发电中，核裂变技术更常见。
核裂变产生的高能中子会引起
连锁反应，通过吸收和释放中子，使核燃料中的重核裂变，产生热能。
这些热能用于生成蒸汽，驱动涡轮机转动发电机，最终转化为电能。
二、核能发电技术的应用
核能发电技术已经在全球范围内得到广泛应用。
它有许多优势，例
如高效、低碳排放和大量的电力供应。
以下是核能发电技术的主要应
用领域：
1. 商业核电站：商业核电站是目前最常见的核能发电形式。
它们由
核反应堆、蒸汽发生器、涡轮机和发电机等组成。
核裂变反应在核反
应堆中进行，释放的热能转化为电力供应到电网。
2. 核动力舰船：核动力舰船采用核能发电技术作为动力来源。
核反
应堆产生的热能被用于驱动船舶的螺旋桨，使舰船具备长时间和高速
航行的能力。
3. 核研究：核能发电技术在核研究和实验室中也有广泛应用。
核反
应堆被用于生产同位素和进行核物理实验。
4. 新能源发展：核能发电技术也被用于新能源的开发和研究，例如
核聚变技术。
核聚变是一种理论上能够提供更大能量输出和更少废物
产物的形式，但目前尚未实现可持续的商业应用。
三、核能发电技术的未来发展
核能发电技术在未来仍然具有广阔的发展空间和潜力。
以下是核能
发电技术的未来发展趋势：
1. 安全性提升：核能发电技术的发展将继续致力于提高安全性。
例如，研究和开发更先进的反应堆设计，以防止核事故的发生。
2. 废物处理与减少：核能发电技术所产生的放射性废物处理一直是
一个关键问题。
未来的发展将侧重于开发更有效的废物处理和减少废
物产生的方法。
3. 可持续发展：核聚变技术的研究和开发将持续进行。
核聚变具有
更高的能量产出和更少的废物产物，被认为是一种可持续的能源形式。
4. 小型核反应堆：随着技术的进步，小型核反应堆的研究和开发也
越来越受到关注。
小型核反应堆可以灵活应用于不同的场景，如离网
供电和应急电力供应等。
综上所述，核能发电技术在电气工程中具有重要的地位。
它以高效、低碳排放和大量电力供应的特点，被广泛应用于商业发电、核动力舰
船和核研究等领域。
未来的发展将致力于提高安全性、改善废物处理
和推广可持续的核聚变技术等方面。
通过持续的研究和创新，核能发
电技术将为全球能源领域做出更重要的贡献。