从而使核裂变反应持续进行下去课件.ppt

1、一一、核能发电、核能发电二、生物能发电二、生物能发电三、地热能发电三、地热能发电四、海洋能发电四、海洋能发电核发电特点核发电特点核核发电基础核发电基础核发电发展核发电发展一、核能发电一、核能发电u原子和原子核 世界万物均由原子组成。不同的原子构成不同的不同的物质。原子很世界万物均由原子组成。不同的原子构成不同的不同的物质。原子很小，其直径只有一亿分之一厘米左右，肉眼根本看不到。原子活像个小网球，小，其直径只有一亿分之一厘米左右，肉眼根本看不到。原子活像个小网球，其外层由高速运转的电子组成，中心有一个其外层由高速运转的电子组成，中心有一个“核核”，称为，称为原子核原子核。原子核原子核中子中子质子

2、质子电子电子(电子云电子云)+u 原子核内蕴藏着巨大的能量 别看原子核小，他内部蕴藏的能别看原子核小，他内部蕴藏的能量却不小。例如量却不小。例如U235U235的原子核内蕴的原子核内蕴藏着巨大的能量藏着巨大的能量，通俗地比较通俗地比较:燃烧一公斤木柴能发燃烧一公斤木柴能发1 1度电度电 燃烧燃烧一公斤煤能发一公斤煤能发3 3度电度电 燃烧燃烧一公斤石油能一公斤石油能发发4 4度电度电 用用一公斤铀可以发一公斤铀可以发5 5万度万度电电 科学家经过实验和研究发现，当科学家经过实验和研究发现，当一个铀一个铀235235原子核在吸收了一个能量原子核在吸收了一个能量适中的中子后，这个原子核由于内适中的

3、中子后，这个原子核由于内部不稳定而分裂成两个或多个质量部不稳定而分裂成两个或多个质量较小的原子核，这种现象叫作较小的原子核，这种现象叫作核裂核裂变变。每次核裂变可释放出约。每次核裂变可释放出约200200兆电兆电子伏能量和子伏能量和2-32-3个新的中子。个新的中子。u链式裂变反应 由于每次核裂变可释放出由于每次核裂变可释放出2323个新的中子，因此，只要条个新的中子，因此，只要条件适当，这些新的中子就可以件适当，这些新的中子就可以使其他原子核发生新的裂变，使其他原子核发生新的裂变，释放出更多新的中子，从而使释放出更多新的中子，从而使核裂变反应持续进行下去，形核裂变反应持续进行下去，形成所谓的

4、成所谓的链式裂变反应链式裂变反应，使原，使原子核内的能量被源源不断的释子核内的能量被源源不断的释放出来。放出来。u核电站 核电站是利用核能来核电站是利用核能来大规模生产电力的发电站大规模生产电力的发电站。它与我们常见的火电站。它与我们常见的火电站一样，一样，都用蒸汽推动汽轮都用蒸汽推动汽轮机旋转，带动发电机发电机旋转，带动发电机发电。它们的主要不同在于蒸。它们的主要不同在于蒸汽供应系统。汽供应系统。核电站依靠核电站依靠核燃料的核裂变反应释放核燃料的核裂变反应释放的核能来制造蒸汽。的核能来制造蒸汽。u核发电的高效性 1 1克铀克铀-235-235原子原子核裂变时，所释放的能量相当于核裂变时，所释

5、放的能量相当于2.52.5吨吨标准煤标准煤或或1 1吨吨石油石油完全完全燃烧释放的燃烧释放的热量。热量。u核发电的环保性 核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。能发电不会造成空气污染。u核发电的安全性核电站不会像原子弹那样发生爆炸？虽然原子弹中的核燃料和核电站中的核燃料都含有铀虽然原子弹中的核燃料和核电站中的核燃料都含有铀235235（或钚（或钚239239），但它们的含量相差很大，前者高达），但它们的含量相差很大，前者高达90%90%以上，以上，后者仅为后者仅为3%3%左右左右。这就

6、好比是高纯度白酒和低度啤酒。这就好比是高纯度白酒和低度啤酒一样，白酒因酒精含量高而可以被点燃，而啤酒因酒精含量低一样，白酒因酒精含量高而可以被点燃，而啤酒因酒精含量低而永远不能被点燃。而永远不能被点燃。u核发电的安全性如何防止放射性物质外泄？u核发电的安全性核事故，往事不堪重提 1986年年4月月26 日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸，其放日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸，其放射性云团直抵西欧，造成约射性云团直抵西欧，造成约八千人死于辐射八千人死于辐射导致的各种疾病。导致的各种疾病。切尔诺贝利核电站位于乌克兰北部切尔诺贝利核电站位于乌克兰北部，它，它是原苏联时期在乌克是原苏联时期在乌克

7、兰境内修建的第一座核电站。曾几何时，切尔诺贝利是苏联人民兰境内修建的第一座核电站。曾几何时，切尔诺贝利是苏联人民的骄傲，被认为是世界上最安全、最可靠的核电站。但的骄傲，被认为是世界上最安全、最可靠的核电站。但1986年年4月月26日的一声巨响彻底打破了这一神话。核电站的第日的一声巨响彻底打破了这一神话。核电站的第4号核反应号核反应堆在进行半烘烤实验中突然发生失火，引起爆炸，据估算，核泄堆在进行半烘烤实验中突然发生失火，引起爆炸，据估算，核泄漏事故后产生的放射污染漏事故后产生的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的污染的100倍倍鬼城切尔诺贝利鬼城切尔

8、诺贝利u核发电的安全性核事故，往事不堪重提 1993年年4月月6日：日：托木斯克托木斯克-7核爆炸核爆炸，这起发生在西伯利亚托，这起发生在西伯利亚托木斯克的核事故是硝酸清洗容器时发生爆炸导致的。爆炸致木斯克的核事故是硝酸清洗容器时发生爆炸导致的。爆炸致使托木斯克使托木斯克-7的回收处理设施释放出一个放射性气体云。的回收处理设施释放出一个放射性气体云。1999年年9月月30日：日：东海村核事故东海村核事故，发生在东京东北部东海村，发生在东京东北部东海村铀回收处理设施的核事故是日本历史上最为严重的核灾难。铀回收处理设施的核事故是日本历史上最为严重的核灾难。事故发生时，工人们正在混合液体铀。事故发生

9、时，工人们正在混合液体铀。2011年年3月月13日：日：福岛县政府福岛县政府13日发布消息称，新确认有日发布消息称，新确认有19名从福岛第一核电站方圆名从福岛第一核电站方圆3公里撤离的人员遭到核辐射，公里撤离的人员遭到核辐射，已确认遭核辐射的人数由此上升至已确认遭核辐射的人数由此上升至22人。人。u核发电的安全性切尔诺贝利核电厂事故原因切尔诺贝利核电厂事故原因 这种堆型本身设计上的缺陷（主要是：反应性正气泡系数，控制捧引入正这种堆型本身设计上的缺陷（主要是：反应性正气泡系数，控制捧引入正反应性，无安全壳）反应性，无安全壳）严重的违章操作严重的违章操作n 为使很深中毒状态下的反应堆强迫启动，把为

10、使很深中毒状态下的反应堆强迫启动，把控制棒抽得只剩下控制棒抽得只剩下6根根，而，而规范要求在任何情况下，控制棒不得少于规范要求在任何情况下，控制棒不得少于15根。根。n 大多数的大多数的自动停堆和系统保护都被关闭自动停堆和系统保护都被关闭，以便，以便“随心所欲随心所欲”的启动和停的启动和停止。止。控制系统落后控制系统落后福岛核电厂事故原因福岛核电厂事故原因 福岛的核事故造成了严重的影响，福岛的核事故造成了严重的影响，但没有但没有造成大规模的核泄漏，它是造成大规模的核泄漏，它是由大由大地震引发地震引发的，我们要从中吸取教训，即在日本这样地震多发的地区防震的措施的，我们要从中吸取教训，即在日本这样

11、地震多发的地区防震的措施考虑不足，但也要看到这在日本也是千年一遇，在什么地方建核电站要考虑该考虑不足，但也要看到这在日本也是千年一遇，在什么地方建核电站要考虑该地区的地质水文的历史记载。地区的地质水文的历史记载。u 第一座核电站19541954年年6 6月月2626日前俄罗斯日前俄罗斯5 5兆瓦奥布宁斯克核电站并网发电兆瓦奥布宁斯克核电站并网发电中国13台韩国21台俄罗斯32台 日本54台法国58台美国美国104台台截止2010.10.20全球核反应堆数量及分布全球核反应堆数量及分布u 中国核电发展规划中国核电发展规划核电核电“十三五十三五”规划初步方案，预计规划初步方案，预计2030年核电装

12、机规模达年核电装机规模达1.2-1.5亿亿千瓦，千瓦，核电发电量占比提升至核电发电量占比提升至8%-10%，“十三五十三五”期间期间每年开工每年开工5-6台机组台机组“十三五十三五”国内国内三代核电技术三代核电技术将大规模采用将大规模采用AP1000机型，机型，“华龙一华龙一号号”堆型主要用于堆型主要用于“走出去走出去”项目。美国项目。美国EMD公司公司10月月29日试验成日试验成功了功了AP1000核电机组主泵，并通过国家核安全局安全审查。核电机组主泵，并通过国家核安全局安全审查。关于关于核电安全性核电安全性的关注有所升温。国家环保部指出，核电站产生的的关注有所升温。国家环保部指出，核电站产

13、生的放射性废物都是固体，不易扩散，且核能开发活动产生的放射性废放射性废物都是固体，不易扩散，且核能开发活动产生的放射性废物，物，95%以上都属于低、中放废物，只要集中妥善埋藏在封闭的废以上都属于低、中放废物，只要集中妥善埋藏在封闭的废物处置场中，对环境影响很小，物处置场中，对环境影响很小，不应妖魔化核电。不应妖魔化核电。微软创始人比尔微软创始人比尔盖茨盖茨2015年年11月月11日在京表示，他创立的泰拉能源日在京表示，他创立的泰拉能源公司正与中核集团合作开发公司正与中核集团合作开发第四代核能技术第四代核能技术行波堆，该技术用行波堆，该技术用贫铀取代浓缩铀，贫铀取代浓缩铀，贫铀具有资源易获取，产

14、生核废料相对少贫铀具有资源易获取，产生核废料相对少的特点。的特点。结束语结束语 总之，核电是一种总之，核电是一种经济的能源经济的能源，是一种，是一种清洁的能源清洁的能源，虽然虽然切尔诺贝利和福岛核电厂切尔诺贝利和福岛核电厂事故放慢了核电发展的脚事故放慢了核电发展的脚步，也为核电安全发展敲响了警钟，但，核电的发展始步，也为核电安全发展敲响了警钟，但，核电的发展始终是利大于弊，世界各国发展核电的势头越来越强。当终是利大于弊，世界各国发展核电的势头越来越强。当然，大力发展核电的同时，我们更应注重核电的安全问然，大力发展核电的同时，我们更应注重核电的安全问题，极力推广第三代核反应堆并着力研发第四代核反

15、应题，极力推广第三代核反应堆并着力研发第四代核反应堆，使核能既环保、高效又安全的为人类所利用。堆，使核能既环保、高效又安全的为人类所利用。二、生物能发电二、生物能发电生物质发电在中国生物质发电的简介生物质发电在国外u 生物质生物质生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲，大类。从广义上讲，生物质是植物通过光合作用生成的有机物生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量最初来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种。它的能量最初来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种。u 生物质能生物质能生物质通过生物质通过光合作用光合

16、作用，能够把太阳能富集起，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中，这些能量是人类发展所需来，储存在有机物中，这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程，能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的要的可再生能源可再生能源之一。之一。u 生物质发电生物质发电生物质发电是利用生物质所具有的生物质发电是利用生物质所具有的生物质能生物质能进行的发电，是进行的发电，是可再生能源发电可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直

17、接燃烧发电、农林的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。u垃圾焚烧发电垃圾焚烧发电垃圾发电是将垃圾焚烧，垃圾燃烧过程产生的热量被锅炉中的水吸收并垃圾发电是将垃圾焚烧，垃圾燃烧过程产生的热量被锅炉中的水吸收并汽化为高压蒸汽，驱动汽轮机高速转动，达到发电的目的。回转炉床垃圾气汽化为高压蒸汽，驱动汽轮机高速转动，达到发电的目的。回转炉床垃圾气化焚烧是目前被广泛采用的垃圾焚烧发电技术。化焚烧是目前被广泛采用的垃圾焚烧发电技术。u沼气发电沼气发电它是利用工业、农业或它是利用工业、农业或城镇生活

18、中的大量有机废城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。的余热用于沼气生产。u生物质气化发电生物质气化发电生物质气化发电技生物质气化发电技术的基本原理是利用术的基本原理是利用气气化炉化炉把生物质转化为可把生物质转化为可燃气体，经过除尘、除燃气体，经过除尘、除焦等净化工序后，再通焦等净化工序后，再通过内燃机或燃气轮机进过内燃机或燃气轮机进行的发电。生物质气化行的发电。生物质气

19、化内燃发电系统主要由气内燃发电系统主要由气化炉、燃气净化系统和化炉、燃气净化系统和内燃发电机组组成。内燃发电机组组成。u北美地区北美地区 美国在利用生物质能方面，处于世界领先地位，据报美国在利用生物质能方面，处于世界领先地位，据报道，道，2000年生物质能在美国总能耗中所占比例已近年生物质能在美国总能耗中所占比例已近4；当时美国有当时美国有350多座生物质发电站，主要分布在纸浆、多座生物质发电站，主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂，这些工厂大都位纸产品加工厂和其它林产品加工厂，这些工厂大都位于郊区，装机容量达于郊区，装机容量达7000MW。2010年生物质能在美国总能耗中所占比例已

20、达年生物质能在美国总能耗中所占比例已达12，生物质发电达到生物质发电达到13000MW装机容量，拥有装机容量，拥有4000000英英亩的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料。亩的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料。u欧盟地区欧盟地区 欧盟各国化石能源较为紧缺。欧盟各国化石能源较为紧缺。2015年生物质能已占总能年生物质能已占总能源消费量的源消费量的15左右，其中大部分来自生物制沼气、农左右，其中大部分来自生物制沼气、农林废气物及能源作物的利用；到林废气物及能源作物的利用；到2020年生物质燃料将替年生物质燃料将替代代20的化石燃料。的化石燃料。芬兰和瑞士是生物质能利用比例较高的国

21、家，芬兰的生芬兰和瑞士是生物质能利用比例较高的国家，芬兰的生物质能占其总能源消费量的物质能占其总能源消费量的 24，瑞典则为，瑞典则为15他们主他们主要通过并联直接燃烧和气化发电来生产热能（要通过并联直接燃烧和气化发电来生产热能（CHP），），以提供区域性电力和采暖。通过示范运行，他们推测出，以提供区域性电力和采暖。通过示范运行，他们推测出，在生物质价格为在生物质价格为250元吨左右时，元吨左右时，70MW的的BlGCC发发电成本约为电成本约为0.35元吨，几乎与小型煤电相当。元吨，几乎与小型煤电相当。其他许多国家如其他许多国家如日本的新阳光计划日本的新阳光计划、巴西的乙醇能源计划巴西的乙醇能

22、源计划。自自1975年以来，年以来，巴西巴西为摆脱对石油的依赖而开展了世界上最大规模的为摆脱对石油的依赖而开展了世界上最大规模的燃料乙醇开发计划，到燃料乙醇开发计划，到1991年其燃料乙醇产量已达年其燃料乙醇产量已达130亿升亿升/年，年，40多的汽车都用纯乙醇作为燃料。除用甘蔗做原料外，巴西还建成了木多的汽车都用纯乙醇作为燃料。除用甘蔗做原料外，巴西还建成了木材水解生产乙醇厂。材水解生产乙醇厂。印度印度Anna大学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流化床气化大学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流化床气化农业剩余物如稻壳、甘蔗渣等，建立了一个中试规模的流化床系统，农业剩余物如稻壳、甘蔗渣

23、等，建立了一个中试规模的流化床系统，气体用于柴油发电机发电。气体用于柴油发电机发电。印尼与马来西亚印尼与马来西亚用丰富的棕榈油生产生物柴油。亚洲及非洲的发展国用丰富的棕榈油生产生物柴油。亚洲及非洲的发展国家中，传统生物质能利用占有相当高的比例，平均而言，这些国家一家中，传统生物质能利用占有相当高的比例，平均而言，这些国家一次能源的近次能源的近38依赖于薪柴燃烧获得的热能。依赖于薪柴燃烧获得的热能。三、地热发电三、地热发电地热能利用的制约因素地热资源和分类地热发电技术u地热能是来自地球深处的热能地热能是来自地球深处的热能 地球的内部是地个高温、高压的世界，是一个巨大的热库，地球的内部是地个高温、

24、高压的世界，是一个巨大的热库，蕴藏着无比巨大的热能。蕴藏着无比巨大的热能。u地热资源地热资源 地热资源是指地壳地热资源是指地壳表层以下表层以下5000米深度内，米深度内，15以上岩石和热流体以上岩石和热流体所含的总热量。全世界的所含的总热量。全世界的地热资源达地热资源达1.261027J，相当于相当于4.61016t标准煤，标准煤，超过了当今世界技术和经超过了当今世界技术和经济水平可采煤储量含热量济水平可采煤储量含热量的的7万倍。万倍。u地热资源的分类地热资源的分类 按照地热资源的温度不同，通常把热储温度大于按照地热资源的温度不同，通常把热储温度大于150的称为的称为高温高温地热资地热资源，小

25、于源，小于150而大于而大于90的称为的称为中温中温地热资源，小于地热资源，小于90的称为的称为低温低温地地热资源热资源。地质学上常把地热资源分为地质学上常把地热资源分为蒸汽型蒸汽型、热水型热水型、地压型地压型、干热岩型干热岩型和和岩浆型岩浆型等五类。等五类。l 蒸汽型：以温度较高的饱和蒸汽或过热蒸汽形式存在的地下储热，干蒸汽型：以温度较高的饱和蒸汽或过热蒸汽形式存在的地下储热，干蒸汽可直接进入汽轮机，是理想的地热资源蒸汽可直接进入汽轮机，是理想的地热资源。资源少，地区局限性大。资源少，地区局限性大。l 热水型：以热水形式存在的地热田，资源分布广，储量丰富，占热水型：以热水形式存在的地热田，资

26、源分布广，储量丰富，占10。l 地压型：以高压高盐分热水的形式储存于地表以下地压型：以高压高盐分热水的形式储存于地表以下23km的深部沉积的深部沉积盆地中。地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量盆地中。地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量碳氢化合物，碳氢化合物，可可同时得到压力能、热能、化学能，温度同时得到压力能、热能、化学能，温度150，占，占20。l 干热岩型：没有水或蒸汽的热岩石（干热岩型：没有水或蒸汽的热岩石（150600 ），占），占30。l 岩浆型：温度高达岩浆型：温度高达6001500 的岩浆的岩浆，占，占40。u中国的地热资源中国的地热资源 环球性的地热带主要有环球性的地

27、热带主要有环太平洋地热带环太平洋地热带、地中海喜马拉雅地热带地中海喜马拉雅地热带、大大西洋中脊地热带西洋中脊地热带和和红海亚丁湾东非裂谷地热带红海亚丁湾东非裂谷地热带等四个。等四个。在我国，能用于发电的在我国，能用于发电的高温地热资源高温地热资源主要分布在主要分布在西藏西藏、滇西滇西和和台湾台湾地区，地区，其他省区均为中低温地热资源。其他省区均为中低温地热资源。全国盆地型全国盆地型中低温地热能中低温地热能，相当于，相当于2500亿亿t标准煤的热量。主要分布在标准煤的热量。主要分布在松辽盆地、华北盆地、江汉盆地松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、临、临汾汾盆地等众多山间盆地盆地等众多山间盆地以及东南沿

28、以及东南沿海的福建、海的福建、广东等广东等地。地。我国浅层地温能资源量相当于我国浅层地温能资源量相当于95亿吨标准煤亿吨标准煤，每年每年可利用的常规地热资可利用的常规地热资源总量相当于源总量相当于6.4亿吨标准煤亿吨标准煤，每年可减少，每年可减少CO2排放排放13亿吨亿吨。2011年，中国地热发电装机容量仅为年，中国地热发电装机容量仅为27.3MW，而中国的风机装机量累，而中国的风机装机量累计达计达62GW。u地热发电的原理地热发电的原理 地热发电主要利用水热资源。可分为干蒸汽田、湿蒸汽田地热发电主要利用水热资源。可分为干蒸汽田、湿蒸汽田和热水地热田。和热水地热田。u地热发电类型地热发电类型

29、地热蒸汽发电地热蒸汽发电 地下热水发电地下热水发电 全流发电全流发电 干热岩发电干热岩发电1、直接利用地下热蒸汽进入汽轮机工作、直接利用地下热蒸汽进入汽轮机工作 这时井口流体为汽水混合物。经净化后的湿蒸汽进入汽水分离器，分离这时井口流体为汽水混合物。经净化后的湿蒸汽进入汽水分离器，分离出的蒸汽再进入汽轮机口膨胀做功。出的蒸汽再进入汽轮机口膨胀做功。2、利用地下热水发电、利用地下热水发电闪蒸地热发电闪蒸地热发电：扩容降压的原理从地热水中产生蒸汽扩容降压的原理从地热水中产生蒸汽。通过。通过降低压力而降低压力而使热水沸腾变为蒸汽，以推动汽轮发电机转动而发电使热水沸腾变为蒸汽，以推动汽轮发电机转动而发

30、电。中间介质法地热发电中间介质法地热发电：利用地下热水间接加热某些：利用地下热水间接加热某些低沸点物质低沸点物质来推动汽来推动汽轮机做功的发电方式轮机做功的发电方式。既可以用既可以用100以上的地下热水（汽），也可以用以上的地下热水（汽），也可以用100以下的地下热水。以下的地下热水。缺点缺点：工质价格贵、易燃、易爆、有毒：工质价格贵、易燃、易爆、有毒等。等。u地热发电类型地热发电类型3、全流地热发电、全流地热发电 全流地热发电系统是把地热井口的全部流体，包括蒸汽、热全流地热发电系统是把地热井口的全部流体，包括蒸汽、热水、不凝气体及化学物质等，不经处理直接送进全流动力机械水、不凝气体及化学物质

31、等，不经处理直接送进全流动力机械中膨胀中膨胀做功。它做功。它的单位净输出功率可比单级闪蒸法和两级闪蒸的单位净输出功率可比单级闪蒸法和两级闪蒸法发电系统的单位净输出功率分别提高法发电系统的单位净输出功率分别提高60和和30左右。左右。4、干热岩发电、干热岩发电 从地面竖进钻到干热岩体，形成一口注射井，并在适当部从地面竖进钻到干热岩体，形成一口注射井，并在适当部位加压，使加压点周围产生宽几毫米、长几百米的裂缝，再向位加压，使加压点周围产生宽几毫米、长几百米的裂缝，再向其中注水，水吸收热量长温到其中注水，水吸收热量长温到200-300度。在裂缝另一端打一口度。在裂缝另一端打一口喷汽井，热水会伴随蒸汽

32、喷出，用于发电。喷汽井，热水会伴随蒸汽喷出，用于发电。u中国潜力地区中国潜力地区 在环太平洋区域，包括台湾在环太平洋区域，包括台湾、福建、广东一带有一定的潜、福建、广东一带有一定的潜力，有掩体的资源存在。青藏高原在隆升过程中形成了若干的力，有掩体的资源存在。青藏高原在隆升过程中形成了若干的南北向拉开的裂谷带，其中有很多浅层的岩浆侵入，也是非常南北向拉开的裂谷带，其中有很多浅层的岩浆侵入，也是非常巨大的。巨大的。u干热岩发电技术难点干热岩发电技术难点 技术方面，目前干热岩最大的特点就是技术方面，目前干热岩最大的特点就是有温度没有水有温度没有水，怎，怎么样把水加进去，然后把水采出来，这是需要解决的

33、技术问题。么样把水加进去，然后把水采出来，这是需要解决的技术问题。其中最大的问题就是地层其中最大的问题就是地层深度系数深度系数怎么样搞一个核电发电一样怎么样搞一个核电发电一样的燃料棒，在下面发生反应堆，怎么样把水加进去，再采出来，的燃料棒，在下面发生反应堆，怎么样把水加进去，再采出来，国际上正在研究。我们国家最大的问题就是如何研制耐受国际上正在研究。我们国家最大的问题就是如何研制耐受300度以上或者度以上或者400度以上温度的钻井材料。度以上温度的钻井材料。u地热电站介绍地热电站介绍西藏羊八井地热电站位于拉萨西北西藏羊八井地热电站位于拉萨西北91.8km的当雄县境内。海拔的当雄县境内。海拔43

34、00m，南北两侧的山峰均在海拔南北两侧的山峰均在海拔55006000m。1977年羊八井地热田建起第一年羊八井地热田建起第一台台1000kW的地热发电机组，的地热发电机组，1981年、年、1982年和年和1985年分别建起年分别建起3000kW的发电机组，电站总装机容量已达的发电机组，电站总装机容量已达10MW。羊八井地热发电采用二级扩容。羊八井地热发电采用二级扩容循环和混压式气轮机，热水进口温度循环和混压式气轮机，热水进口温度145。u地热电站介绍地热电站介绍湖南宁乡灰汤地热电站，湖南宁乡灰汤地热电站，1975年年9月底建成。采用月底建成。采用闪蒸法发电闪蒸法发电系统系统，设计功率，设计功率

35、300kW，由一口，由一口560m深的地热井供热水，水温深的地热井供热水，水温91。该电站排出的水温为。该电站排出的水温为68，日排出量为，日排出量为100t左右。排出的左右。排出的热水，一部分送往热水，一部分送往0.5亩农业温室，每年大约节省煤炭亩农业温室，每年大约节省煤炭1400t；另；另一部分送往规模较大的省总工会疗养院使用，同时还供澡堂、卫一部分送往规模较大的省总工会疗养院使用，同时还供澡堂、卫生院、商店及附近居民以热水。此外，电站的冷却水排出后，尚生院、商店及附近居民以热水。此外，电站的冷却水排出后，尚可自流灌溉农田可自流灌溉农田800余亩。余亩。美国盖瑟斯地热电站美国盖瑟斯地热电站

36、，盖瑟斯地热田是目前所知世界最大的地，盖瑟斯地热田是目前所知世界最大的地热田，位于美国加州旧金山北面约热田，位于美国加州旧金山北面约120公里处，面积超过公里处，面积超过140平方平方公、里，储集层蒸汽温度最高达公、里，储集层蒸汽温度最高达280。1988年，该地热田电厂年，该地热田电厂的总装机容量达到的总装机容量达到202.3万千瓦，真正称得上世界第一。万千瓦，真正称得上世界第一。u地热能利用的制约因素地热能利用的制约因素地热回灌地热回灌 地热回灌地热回灌可以很好解决地热废水问题，还可以改善或恢复热储的产热可以很好解决地热废水问题，还可以改善或恢复热储的产热能力，保持热储的流体压力，维持地热

37、田的开采条件能力，保持热储的流体压力，维持地热田的开采条件。但。但技术技术要求复杂，要求复杂，成本高地热回灌存在的问题与水质和井的渗透率有关成本高地热回灌存在的问题与水质和井的渗透率有关。地热田的腐蚀地热田的腐蚀 地热流体中含有地热流体中含有许多许多腐蚀腐蚀介质介质（溶解氧（溶解氧Q2、CO2和和SO2等），等），再加上再加上流体的温度、流速、压力等因素的影响，流体的温度、流速、压力等因素的影响，地热流体会直接地热流体会直接影响设备的使用影响设备的使用寿命。寿命。常见的防腐措施：常见的防腐措施：使用耐腐蚀的材料，采用不锈钢材质的设备及使用耐腐蚀的材料，采用不锈钢材质的设备及部件；部件；对主要腐

38、蚀部件的金属表面涂敷对主要腐蚀部件的金属表面涂敷防腐涂料防腐涂料；采取相应的密封措施，防止空气中的氧进入采取相应的密封措施，防止空气中的氧进入系统；系统；针对不同类型的局部腐蚀采取相应的防腐措施。针对不同类型的局部腐蚀采取相应的防腐措施。u地热能利用的制约因素地热能利用的制约因素地热田的结垢地热田的结垢 地热水资源中矿物质含量比较高，在抽到地面做功的过程中地热水资源中矿物质含量比较高，在抽到地面做功的过程中，必，必然然导致矿物质从水中析出产生沉淀结垢导致矿物质从水中析出产生沉淀结垢。结垢会加大流动阻力、增加。结垢会加大流动阻力、增加传热传热阻力、并出现垢阻力、并出现垢下腐蚀。下腐蚀。防结垢措施

39、防结垢措施 用用HCl和和HF等溶解水垢，为了防止酸液对管材的腐蚀必须加入等溶解水垢，为了防止酸液对管材的腐蚀必须加入缓蚀剂；缓蚀剂；采用间接采用间接利用地热水的方式利用地热水的方式，增加钛，增加钛板换热器，可以有效防止板换热器，可以有效防止做功部件腐蚀和结垢，但造价很高；做功部件腐蚀和结垢，但造价很高；采用深水泵或潜水泵输送井中的采用深水泵或潜水泵输送井中的流体防止流体防止碳酸钙沉积；碳酸钙沉积；选择合适的材料涂衬在管壁内，防止管壁上的结垢。选择合适的材料涂衬在管壁内，防止管壁上的结垢。u地热能利用的制约因素地热能利用的制约因素 环境影响环境影响 地热水中含有大量的有毒矿物质，例如我国羊八井

40、的地热地热水中含有大量的有毒矿物质，例如我国羊八井的地热水中含有硫、汞、砷、氟等多种有害元素，地热发电后大量的水中含有硫、汞、砷、氟等多种有害元素，地热发电后大量的热排水直接排放掉的话，会对环境产生恶劣影响。热排水直接排放掉的话，会对环境产生恶劣影响。四、海洋能发电四、海洋能发电海洋能发电概述海洋能发电技术及现状海洋能发电前景u海洋能海洋能海洋能是指依附在海水中的能源海洋能是指依附在海水中的能源。例如。例如：太阳辐射使太阳辐射使海洋表层水温升高，海洋表层水温升高，形成深部海水与表层海水之间的形成深部海水与表层海水之间的温差能温差能；太阳能的不均匀分布导致地球上空；太阳能的不均匀分布导致地球上空

41、气流运动，气流运动，进而在海面产生波浪运动，形成进而在海面产生波浪运动，形成波浪能波浪能；由地球之外其他星球；由地球之外其他星球的引力导致的海面升高形成位能，称为的引力导致的海面升高形成位能，称为潮汐能潮汐能；由上述引力导致的海水流动；由上述引力导致的海水流动的动能称为的动能称为潮流能潮流能；非潮流的海流的成因有受风驱动或海水自身密度差驱非潮流的海流的成因有受风驱动或海水自身密度差驱动等动等，其，其动能称为动能称为海流能海流能。海洋能是清洁的海洋能是清洁的可再生能源可再生能源，开发和利用海洋能对缓解能源危机和环境，开发和利用海洋能对缓解能源危机和环境污染问题具有重要的意义。由于海洋能发电系统的

42、运行环境恶劣，与其他可污染问题具有重要的意义。由于海洋能发电系统的运行环境恶劣，与其他可再生能源发电系统，发展相对滞后再生能源发电系统，发展相对滞后,但是随着相关技术的发展，近年来，海但是随着相关技术的发展，近年来，海洋能发电技术取得了长足的进步，陆续有试验电站进入商业化运行。可以预洋能发电技术取得了长足的进步，陆续有试验电站进入商业化运行。可以预见，随着海洋能发电技术日益成熟，将会有越来越多的海洋能发电系统接入见，随着海洋能发电技术日益成熟，将会有越来越多的海洋能发电系统接入电网运行。海洋能必将成为能源供给的电网运行。海洋能必将成为能源供给的重要组成部分重要组成部分。u 波浪能发电系统波浪能

43、发电系统目前研究的波能利用技术大都源于以下几种基本原理：利用目前研究的波能利用技术大都源于以下几种基本原理：利用物体在物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能、利利用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能等。绝大多数波浪能转换等。绝大多数波浪能转换系统由系统由三级能量转换机构三级能量转换机构组成。其中，一级能量转换机构将波浪组成。其中，一级能量转换机构将波浪能转换成某个载体的机械能；二级能量转换机构将一级能量转换能转换成某个载体的机械能；二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成所得到的能量转换成旋转机

44、械能旋转机械能；三级能量转换通过发电机将；三级能量转换通过发电机将旋旋转机械能转机械能转换成电能。转换成电能。根据一级能源转换系统的转换原理根据一级能源转换系统的转换原理,可将波浪能可将波浪能利用技术大致利用技术大致划分为划分为:振荡水柱振荡水柱(OWC)技术、摆式技术、筏式技术、收缩波道技术、摆式技术、筏式技术、收缩波道技术、点技术、点吸收技术吸收技术、鸭式、鸭式技术等技术等。u 波浪能发电系统波浪能发电系统 OWC OWC 技术技术OWC 波能装置利用空气作为转换的波能装置利用空气作为转换的介质介质。一级。一级能量转换机构为能量转换机构为气室气室，在，在波波浪力的作用下，气室下部的水柱在气

45、室浪力的作用下，气室下部的水柱在气室内作上下振荡内作上下振荡，将，将波浪能转换成波浪能转换成空气压空气压能和动能能和动能。二。二级能量转换机构为级能量转换机构为空气透空气透平平，空气的压能和动能可驱动空气透平空气的压能和动能可驱动空气透平转动，再通过转轴驱动发电机发电转动，再通过转轴驱动发电机发电。OWC 波能装置的优点是转动机构不波能装置的优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全与海水接触，防腐性能好，安全可靠；可靠；其缺点是二级能量其缺点是二级能量转换效率低转换效率低。OWC 波能波能装置包括英国装置包括英国的的LIMPET(固定式固定式500 kW)、葡萄牙的、葡萄牙的400 kW

46、固固定式电站、中国的定式电站、中国的100 kW 固定式固定式电站。电站。u 波浪能发电系统波浪能发电系统 筏式技术筏式技术 筏式波能装置由铰接的筏体和液筏式波能装置由铰接的筏体和液压系统组成。筏式压系统组成。筏式装置随装置随波运动，将波运动，将波浪能转换为筏体运动的机械能波浪能转换为筏体运动的机械能(一一级转换级转换)；然后驱动液压泵；然后驱动液压泵,将机械能将机械能转换为液压能转换为液压能,驱动液压电动机转动驱动液压电动机转动,转换为旋转机械能转换为旋转机械能(二级转换二级转换)；通过；通过轴驱动电机发电轴驱动电机发电,将旋转机械能转换将旋转机械能转换为电能为电能(三级转换三级转换)。筏式

47、筏式技术的优点技术的优点是抗是抗浪性能较好；浪性能较好；缺点是装置顺浪向布置缺点是装置顺浪向布置，装置成本高。，装置成本高。采用采用筏式波浪能利用技术的有英筏式波浪能利用技术的有英国国Cork 大学和女王大学研究的大学和女王大学研究的McCabe 波浪泵、波力装置和苏格波浪泵、波力装置和苏格兰兰Ocean Power Delivery 公司的公司的Pelamis(海蛇海蛇)波能装置。波能装置。u 波浪能发电系统波浪能发电系统 收缩波道技术收缩波道技术 收缩波道装置由收缩波道、高收缩波道装置由收缩波道、高位水库、水轮机、发电机组成位水库、水轮机、发电机组成。波浪。波浪在收缩波道中将海水注入高位在

48、收缩波道中将海水注入高位水库，水库，将波浪能转换成势能将波浪能转换成势能(一级转换一级转换)。高位水库与外海间的水头落差可达高位水库与外海间的水头落差可达3m8m，利用水轮发电机组可以发，利用水轮发电机组可以发电电(二级、三级转换二级、三级转换)。其其优点是一级转换没有活动部优点是一级转换没有活动部件，可靠性好，维护费用低，在大浪件，可靠性好，维护费用低，在大浪时系统出力稳定；不足之处是小浪下时系统出力稳定；不足之处是小浪下的系统转换效率低。的系统转换效率低。目前建成的收缩波道电站有挪目前建成的收缩波道电站有挪威威350kW 的固定式收缩波道装置以的固定式收缩波道装置以及丹麦的及丹麦的Wave

49、Dr agon。缩波道为。缩波道为一级能量转换装一级能量转换装u 波浪能发电系统波浪能发电系统 点吸收点吸收(浮子浮子)技术技术 点吸收式装置的尺度与波浪尺度点吸收式装置的尺度与波浪尺度相比很小相比很小,利用波浪的升沉运动吸收利用波浪的升沉运动吸收波浪能。点吸收式装置由相对运动的波浪能。点吸收式装置由相对运动的浮体、锚链、液压或发电装置组成。浮体、锚链、液压或发电装置组成。这些浮体中有动浮体和相对稳定的静这些浮体中有动浮体和相对稳定的静浮体浮体,依靠动浮子与静浮体之间的相依靠动浮子与静浮体之间的相对运动吸收波浪能。对运动吸收波浪能。目前建成的点吸收式装置有英国目前建成的点吸收式装置有英国的的A

50、quaBuOY 装置、阿基米德波浪装置、阿基米德波浪摆、摆、PowerBuoy 以及波浪骑士装置。以及波浪骑士装置。u 潮流能和海流能技术潮流能和海流能技术 潮汐能潮汐能是一种周期性海水自然涨落现象是一种周期性海水自然涨落现象，包括海水垂直升降形成的，包括海水垂直升降形成的潮差潮差能和能和水平流动形成的水平流动形成的潮流能潮流能。与其与其他可再生能源相比，潮流能他可再生能源相比，潮流能具有较强的规律性和可预测性、功率密具有较强的规律性和可预测性、功率密度大、能量稳定、易于电网的发、配电管理等优点度大、能量稳定、易于电网的发、配电管理等优点，是一种优秀的，是一种优秀的可再生能可再生能源源。全世界