毕业设计论文开题报告.docx

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毕业设计论文开题报告

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名：

xxx学号：

xxxxxxxx

专业：

电气工程及其自动化

设计（论文）题目：

核电站的电气系统设计

指导教师：

xxx

2013年3月26日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）；

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。

毕业设计（论文）开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文献综述

一、核电发展的背景：

纵观人类和平利用核能的历程，全球核电发展可分为4个阶段：

　　实验示范阶段：

上世纪50年代中期至60年代初。

在此期间，世界共有38个机组投入运行，属于早期原型反应堆，即“第一代”核电站。

除1954年苏联建成的第一座核电站外，还包括1956年英国建成的45MW原型天然铀石墨气冷堆核电站、1957年美国建成的60MW原型压水堆核电站、1962年法国建成的60MW天然铀石墨气冷堆和1962年加拿大建成的25MW天然铀重水堆核电站。

　　高速发展阶段：

上世纪60年代中期至80年代初。

其间，世界共有242个核电机组投入运行，属于“第二代”核电站。

由于受石油危机的影响，以及被看好的核电经济性，核电经历了一个大规模高速发展阶段，鼎盛时期平均每17天就会有一座新核电站投入运行。

美国成批建造了500－1100MW的压水堆、沸水堆，并出口其他国家；苏联建造了1000MW石墨堆和440MW、1000MWVVER型压水堆；日本、法国引进、消化了美国的压水机、沸水堆技术，其核电发电量均增加了20多倍。

　　减缓发展阶段：

上世纪80年代初至本世纪初。

由于1979年的美国三里岛核电站事故以及1986年的苏联切尔诺贝利核泄漏，全球核电发展迅速降温。

在此阶段，人们开始重新评估核电的安全性和经济性。

为确保核电站的安全，世界各国加强了安全设施，制定了更严格的审批制度。

据国际能源机构统计，在1990年至2004年间，全球核电总装机容量年增长率由此前的17％降至2％。

　　开始复苏阶段：

21世纪以来，随着世界经济的复苏以及越来越严重的能源危机，核能作为清洁能源的优势重新受到青睐。

同时，经过多年的技术发展，核电的安全可靠性进一步提高，世界核电的发展开始进入复苏期，世界各国制定了积极的核电发展规划。

美国、欧洲、日本开发的先进的轻水堆核电站，即“第三代”核电站取得重大进展。

二、中国核电发展现状及未来发展趋势

我国核电现状从上世纪80年代起，经过起步和小批量两个阶段的建设，我国目前形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地，2013年中广核福建宁德核电、辽宁红沿河核电站也都有一台百万机组投入到商业运营。

远在10年前，浙江、广东两省的核发电量均超过本省总发电量的13%，核电成为当地电力供应的重要支柱。

与此同时，通过引进与自主研发，我国在核电站维护运营及设计方面都有了很大的的进步：

秦山一期核电站已经安全运行14年，在2003年结束的第七个燃料循环中创了连续安全运行443天的国内核电站最好成绩，2003年世界核电运营者协会（WANO）九项性能指标中，秦山核电站有六项指标达到中值水平，其中三项指标达到世界先进水平。

秦山二期国产化核电站全面建成投产，实现了我国自主建设商用核电站的重大跨越，接下来的秦山三期重水堆核电站提前建成投产，实现了核电工程管理与国际接轨，创造了国际同类型核电站的多项纪录。

广东大亚湾核电站投运10年来，保持安全稳定运行，部分运行指标达到国际先进水平，取得了较好的经济效益。

广东岭澳核电站也已经全面建成投产并取得良好的运行业绩。

中国科学院学部核能发展战略咨询组起草的一份战略研究报告指出，我国能源供应面临三大挑战：

第一，能源发展需求与我国能源资源人均拥有量不足之间的矛盾；第二，以煤为主的能源结构不合理，大量燃煤造成严重的环境污染和温室气体问题；第三，能源利用效率不高，能源浪费比较严重。

为应对上述挑战，我国将强化节能和提高能效作为基本国策放在首位，并逐步调整和优化能源结构，逐步降低化石能源的消耗份额，提高新能源的份额。

而“在各种替代能源中，只有核能既是一种经济、安全、洁净的能源，又可大规模地替代化石能源。

只有积极发展核能，才能缓解我国近中期能源供应方面的压力，并保障我国经济、社会和环境的可持续发展。

”在十八大中，国务院的能源发展新战略指出：

非化石能源应继续快速发展，中国务必积极发展新能源和可再生能源。

2011年，全国水电装机容量达到2.3亿千瓦，居世界第一。

已投运核电机组15台、装机容量1254万千瓦，在建机组26台、装机容量2924万千瓦，在建规模居世界首位。

非化石能源占一次能源消费的比重达到8％，每年减排二氧化碳6亿吨以上。

2004年7月21日，国务院批准建设广东岭澳核电站二期工程、浙江三门核电站一期工程。

会议要求各有关方面要努力落实国务院领导“不走错一步”的要求，统一组织，统一领导，确保核电自主化开发建设目标的实现，努力形成自主设计、设备制造和建设中国品牌核电站的能力。

经过几十年的发展，中国核电在技术研发、工程设计、设备制造、工程建设、项目管理、营运管理等方面，具备了相当的基础和实力，为加快发展积累了经验、奠定了坚实的基础。

按照预期计划，到2020年，核电在全国发电装机容量中的比例将占到4%，核电投运规模将达到4000万千瓦。

我国核电充满曙光的未来在西方发达国家如法国，核电已经占到发电量的很大一部分，而我国还有较大差距。

要赶上世界先进国家的技术水平，我们还有很长的路要走。

现在国际上已经有成熟的三代核电机组运行，四代机组已经有研究成果，而我国目前机组多为二代水平，三四代机组的自主研发刻不容缓。

目前我国在建的核电项目大多为国外引进，拥有自主知识产权的还很少。

中国目前正处在社会的转型期，经济发展迅猛，未来对能源的需求会越来越大，发展核电是关系到国计民生的大事。

在国家的大力支持下，中国核电事业的未来一定充满曙光。

三、我国发展核电的意义

1．发展核电是我国满足电力需求、优化能源结构、保障能源安全，促进经济持续发展的重大战略举措

　　核电作为一种清洁能源，技术已经成熟，安全可靠性得到了实践验证，供应能力较强，已成为国家能源电力战略的重要组成部分。

加快核电发展，发挥核电在电力供应中的更大作用，是我国电力发展的必然选择，是满足经济和社会发展的重要保障。

2．发展核电是减少环境污染，实现经济和生态环境协调发展的有效途径

　　一座百万千瓦级的燃煤电厂，每年产生二氧化碳650万吨、二氧化硫1700吨、氮氧化物400吨，还有大量的灰尘、固体颗粒等。

2003年，我国燃煤发电排放的二氧化硫达810万吨，占全国二氧化硫排放总量的34%。

电力工业发展面临巨大的环保压力。

　　核电不排放硫氧化物、氮氧化物和温室气体。

2003年，全世界核发电量相应减少了20多亿吨的二氧化硫排放。

大规模发展核电，对于保护生态环境，促进能源与经济社会的可持续发展，将起到更加重要的作用。

3．发展核电是寓军于民、促进核科技工业发展，保持和提高国家核威慑能力的主要手段

核科学技术是现代科学技术的重要组成部分，是国家科技实力的重要标志。

核科技工业是国防建设的重要基石，是国家安全的重要保障，核战略是无可替代的最重要的国家战略。

国外经验和我国实践证明，和平时期特别是在禁产禁试的形势下，能够替代核武器研制生产又能完整保留一支与核大国相适应的核科技力量并不断提高，有效的办法就是发展核电。

自主地、较大规模地发展核电，有利于维护我国核科技工业体系的完整性，带动和促进我国整个核工业产业的发展，从而进一步增强我国的核威慑力量，实现我国的核战略目标。

4．发展核电是促进装备制造业产业升级的重要措施

核电是高技术密集的产业，核电发展涉及材料、冶金、化工、机械、电子、仪器制造等众多行业。

由于核电的特殊性，对这些行业提出了技术水准很高的要求。

发展核电，有利于推动这些行业的技术改进，提高技术水平和管理水平。

四、核电厂的安全设计

1、核电站设计中务必要遵循纵深防御的五个原则；

1）第一层次防御：

防止偏离正常运行及防止系统失效

2）第二层次防御：

检测和纠正偏离正常运行状态，以防止预计运行事件升级为事故工况

3）第三层次防御：

将事故限制在设计基准之内

4）第四层次防御：

控制具有严重放射性后果的事故进展和缓解严重事故后果

5）第五层次防御：

减轻由事故引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果

2、满足一下可靠性设计原则：

1）单一故障准则：

满足单一故障准则的设备组台，在其任何部位发生单一随即故障时，仍能保持所赋予的功能。

2）冗余原则：

即多重性原则。

设计中留有冗余度，即系统是双重或多重配置的，单一部件的失效不会使整个系统失去功能。

3）多样性原则：

多样性应用于执行同一功能的多重系统或部件，即通过多重系统或部件中引入不同属性来提高系统的可靠性。

4）独立性原则：

为了提高系统的可靠性，防止发生共因故障或共模故障，系统安全系统各个冗余支之间，应通过功能隔离或实体分离，实现系统布置和设计的独立性。

5）故障安全原则：

又称失效安全原则。

即核系统或部件发生故障时，电厂应能在毋需任何触发动作的情况下进入安全状态。

3、阐明核安全文化的定义与内涵；

定义：

安全文化是存在于单位和个人中的种种特征和态度的总和，它建立一种超出一切之上的观念，即核电厂的安全问题由于它的重要性要保证得到应有的重视。

内涵：

首先，安全文化既针对单位，又针对个人。

其次，存在于单位和个人中的种种特征和态度的总和，就是指价值观、标准、道德和可接受行为的规范的统一体。

第三，安全文化是所有从事与安全相关工作的人员参与的结果。

五、核电厂电气部分的相关知识分析

1、按压水型反应堆核电厂的以下要求进行设计

1）核电厂在电力系统中只带基本负荷，不参与调峰；

2）当发生不可抗拒的自然灾害（如地震、洪水等）或特殊灾害（如飞机冲撞、汽轮机叶片飞出、全电网失电等）时，也应保证反应堆安全停役；

3）反应堆产生的是湿饱和蒸汽；

4）在任何时候反应堆内放射性物质的泄漏应在规定的数值之内；

5）当发生单一性故障时（如失火）应能使反应堆停役；

6）为了安全,反应堆控制棒在失电的情况下会自由落棒以控制反应性。

2、适应一回路系统各种运行工况

还有一些特点如调硼运行方式、定期换料等也应在设计中加以考虑。

3、电气设备分为IE级和非1E级

核电厂内电气设备通常分为二大类:

IE级和非IE级。

同反应堆安全有关的电气设备属于IE级,其余则属于非IE级。

通常在电气性能、机械性能或可靠性方面,对IE级电气设备的要求高子非IE级电气设备。

如对IE级设备需通过抗震试验（指通电情况下）。

我国目前尚未就此制定出具体的规范和标准.。

在核电厂设计中采用美国原子能委员（NRC）规定的标准。

对IE级设备范围的划分各国也不同,目前参照IEEE一308标准。

4、安全分析和质里保证

核电厂电气部分设计内容与火电厂不同之处还有：

核电厂设计还应编写“安全分析报告”（分初步和最终两种）并且设计与生产（或产品制造中）尚须执行“质量保证”（简称QA）。

编写“安全分析报告刀是指全厂各个系统而言,电气只占其中一小部分.电气部分参与编写”安全分析报告”的方法。

可以是提供素材给其它系统,、或是参与编写某一部分。

“质量保证”一项，核电厂所使用的主要电气设备（如发电机、变压器、GIS等的生产厂家已建立或初步建立质量保证体系.设计方面的质量保证体系有待建立和完善。

六、本课题的研究内容

1．发电厂电气部分一次系统设计，包括发电厂电气主接线及厂用电（包括高压工作电源、启动＼备用电源、事故保安电源等的引接和接线）的设计。

2．短路电流计算和电气设备（主变压器、启动＼联络变压器、厂用变压器、母线、断路器、隔离开关、互感器）的选择。

3．配电装置的规划设计。

4．发电机、变压器、发变组保护配置及整定计算。

5．全厂继电保护与自动装置配置。

6．电网的稳定性计算。

参考文献

1、曹绳敏《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》水利电力出版社

2、电力工业部电力规划设计总院《电力系统设计手册》中国电力出版社

3、黄纯华《发电厂电气部分课程设计参考资料》水利电力出版社

4、水利电力部西北电力设计院《电力工程电气设计手册》水利电力出版社

5、张保会、尹项根《电力系统继电保护》中国电力出版社

6、许珉等《发电厂电气主系统》　　　　　机械工业出版社

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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

本文通过对核电厂的电气系统的优化设计和可靠性分析，主要完成了以下三方面的工作:

1、提出了核电厂电厂主接线的相关比较方案，并依据优化设计原则和理论对核电厂电气主接线进行了优化设计，通过对所提出方案的比较，证明了目前选用的方案是切实可行的，在各方面均优于其他设计方案。

2、选择可靠性分析理论中的安全设计原则，并根据所学的继电保护相关知识对核电厂电气主接线进行了定量分析，通过分析证明了设计方案在可靠性方面，可以满足国际原子能机构的要求，并且指出了目前电气主接线的薄弱环节，为改善该类型反应堆电厂的可靠性提供理论依据，并进一步为该类型的核电站进入商业做出良好的示范运行奠定基础。

3、对核电厂交流安全母线供电可靠性进行了定量分析，

通过核电厂电气部分设计与典型火电厂设计方案所对应的安全母线供电可靠性计算比较表明：

核电厂交流安全电源系统是一种既简单，又可靠，且十分经济的新型清洁能源电厂设计方案。

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指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

年月日

所在院（系）审查意见：

负责人：

年月日