非能动概念与技术

随着能源工业的发展，非能动技术在能源工业特别是在核能领域开始担当重要角色。非能动系统的非能动安全性也得到不断重视，随着其在能源工业中发挥了越来越多的作用，非能动理论和方法也开始得到不断发展。本书概括了目前应用于能源电力领域的非能动技术，通过对其进行分类及分析，阐明了非能动系统的功能特征，提出了非能动系统的本质定义，讨论了非能动概念的时空相对性，陈述了广义非能动系统的设想及相关研究内容。

本书共12章，其中第1章讲述了非能动技术的概念;第2章介绍了非能动技术的类型;第3章主要讲述了火电系统中的非能动技术;第4章介绍了二代和二代加核电系统中的非能动技术;第5章介绍了三代及先进核电中的非能动技术;第6章介绍了四代核电中的非能动技术;第7章介绍了其他堆型中的非能动技术;第8章介绍了太阳能系统中的非能动技术;第9章介绍了生物质能源中的非能动技术;第10章介绍了风能中的非能动技术;第11章介绍了水能中的非能动技术;第12章介绍了其他新能源发电系统中的非能动技术。

本书以非能动概念为先导，以先进的非能动技术和系统应用为案例，可作为工程参考书或培训教材。本书的知识领域涉及基础物理化学、流体力学、传热学、热工测量等基础知识，可供新能源工程、热能工程、核能工程等相关学科专业的大一新生及对非能动技术感兴趣的其他专业新生使用，也可作为卓越工程师和创新型人才培养的教材。

本书第1~3章由周涛、李精精编写;第4章由周涛、汝小龙、李宇编写;第5~6章由周涛、段军、霍启军编写;第7章由宋明强、陈娟编写;第8章由李精精编写;第9章由宋明强编写;第10~11章由杨旭编写;第12章由李精精、李宇编写。全书由周涛和陈娟统稿，由李宇及宋明强等进行全书校对。此外，刘亮、琚忠云、林达平、李云博和周蓝宇等协助查阅材料、输入文字及插图，为编著提供了很大帮助。在此一并表示衷心感谢。

编者2016年4月

第1章非能动技术的概念

1.1非能动技术的定义与效用

1.1.1非能动技术的定义

1.1.2非能动技术的效用

1.2非能动技术概念的产生与发展

1.2.1非能动技术概念的产生

1.2.2非能动技术概念的发展

1.3非能动技术的特征

1.3.1非能动技术的内涵特征

1.3.2非能动技术的外延特征

1.4非能动技术的现有问题

1.5非能动技术的发展方向

思考题

参考文献

第2章非能动技术的类型

2.1现有非能动技术的类型

2.1.1非能动技术应用的分类

2.1.2非能动技术性质的分类

2.1.3非能动系统的子系统

2.1.4广义非能动系统的构造

2.2典型的非能动技术类型

2.2.1自然循环

2.2.2重力驱动

2.2.3温差驱动

2.2.4逆止阀

2.2.5密度锁

2.3飞轮储能非能动技术

2.3.1飞轮储能的概念

2.3.2飞轮储能的原理

2.3.3飞轮储能的应用

2.4其他非能动技术的类型

思考题

参考文献

第3章火电系统中的非能动技术

3.1自然循环锅炉非能动技术

3.1.1锅炉自然循环的概念

3.1.2自然循环锅炉的原理

3.1.3自然循环锅炉的可靠性应用

3.2烟气脱硫中的非能动技术

3.2.1烟气脱硫中的非能动概念

3.2.2烟气脱硫中的非能动原理

3.2.3烟气脱硫中的非能动技术应用

3.3火电中其他非能动技术

3.3.1可吸入颗粒物脱除塔

3.3.2可吸入颗粒物热泳脱除器

3.3.3超速危急保安器

思考题

参考文献

第4章二代和二代加核电系统中的非能动技术

4.1压水堆非能动技术

4.1.1CPR1000

4.1.2VVER/WWER

4.1.3CNP1000

4.2沸水堆非能动技术

4.2.1沸水堆的技术背景

4.2.2沸水堆的技术特征

4.2.3沸水堆非能动技术的应用

4.3重水堆非能动技术

4.3.1重水堆的技术背景

4.3.2重水堆的技术特征

4.3.3重水堆非能动技术的应用

思考题

参考文献

第5章三代及先进核电中的非能动技术

5.1AP1000的非能动技术

5.1.1AP1000的技术背景

5.1.2AP1000的技术特征

5.1.3非能动堆芯冷却系统

5.1.4非能动余热排出系统

5.1.5安全注射和卸压系统

5.1.6非能动安全壳冷却系统

5.1.7主控室应急可居留性系统

5.2EPR的非能动技术

5.2.1EPR的技术背景

5.2.2EPR的技术特征

5.2.3非能动氢复合器

5.2.4非能动熔融物冷却系统

5.3ABWR中的非能动技术

5.3.1ABWR的技术背景

5.3.2ABWR的技术特征

5.3.3ABWR安全壳系统

5.3.4ABWR的负反应性系数

5.4"华龙一号"中的非能动技术

5.4.1"华龙一号"的技术背景

5.4.2"华龙一号"的技术特征

5.4.3"华龙一号"研发进展情况

思考题

参考文献

第6章四代核电中的非能动技术

6.1四代核电发展历程

6.2高温气冷反应堆

6.2.1高温气冷反应堆的背景

6.2.2高温气冷堆的非能动技术

6.3超临界水冷反应堆

6.3.1超临界水冷反应堆的背景

6.3.2超临界水冷反应堆的非能动技术

6.4熔盐反应堆

6.4.1熔盐反应堆的背景

6.4.2熔盐反应堆的非能动技术

6.5气冷快中子反应堆

6.5.1气冷快中子反应堆的背景

6.5.2气冷快中子反应堆的非能动技术

6.6钠冷快中子反应堆

6.6.1钠冷快中子反应堆的背景

6.6.2钠冷快中子反应堆的非能动技术

6.7铅冷快中子反应堆

6.7.1铅冷快中子反应堆的背景

6.7.2铅冷快中子反应堆的非能动技术

思考题

参考文献

第7章其他堆型中的非能动技术

7.1ADS堆

7.1.1ADS堆的技术背景

7.1.2ADS堆的技术特征

7.1.3ADS堆非能动技术应用

7.2脉冲堆

7.2.1脉冲堆的技术背景

7.2.2脉冲堆的技术特征

7.2.3脉冲堆非能动技术应用

7.3行波堆

7.3.1行波堆的技术背景

7.3.2行波堆的技术特征

7.3.3行波堆非能动技术应用

7.4固有安全堆

7.4.1固有安全堆的技术背景

7.4.2固有安全堆的技术特征

7.4.3固有安全堆非能动技术应用

思考题

参考文献

第8章太阳能系统中的非能动技术

8.1太阳能及其发电系统概述

8.1.1太阳能发电及其特点

8.1.2太阳能发电系统的类型

8.2国内外太阳能系统发展现状

8.2.1国外太阳能系统发展现状

8.2.2国内太阳能系统发展现状

8.3太阳能非能动技术的分类与特征

8.3.1太阳能非能动技术概述

8.3.2太阳能非能动技术的应用原理

8.3.3太阳能非能动技术应用分类

8.4非能动技术在太阳能系统中的应用

8.4.1被动式太阳房

8.4.2主动式太阳房

8.4.3零能房屋

8.4.4绵阳小学太阳能系统

思考题

参考文献

第9章生物质能源中的非能动技术

9.1生物质发电概述

9.1.1生物质发电及其特点

9.1.2生物质发电类型

9.2国内外生物质发电发展现状

9.2.1国外生物质发电技术发展现状

9.2.2国内生物质发电技术发展现状

9.3非能动技术在生物质发电中的应用

9.3.1非能动技术在直接燃烧发电中的应用

9.3.2非能动技术在汽化发电中的应用

9.3.3非能动技术在垃圾焚烧发电中的应用

思考题

参考文献

第10章风能中的非能动技术

10.1风电概述

10.1.1风力发电及其特点

10.1.2风力发电的类型

10.2国内外风力发电现状

10.2.1国外风力发电现状

10.2.2国内风力发电现状

10.3非能动技术在风力发电中的应用

10.3.1飞轮储能装置中的非能动技术

10.3.2叶片中的非能动技术

10.3.3调速或限速装置中的非能动技术

10.3.4油系统止回阀中的非能动技术

思考题

参考文献

第11章水能中的非能动技术

11.1水力发电概述

11.1.1水力发电及其特点

11.1.2水力发电的类型

11.2国内外水力发电现状

11.2.1国外水力发电现状

11.2.2国内水力发电现状

11.3非能动技术在水力发电中的应用

11.3.1水轮机中的非能动技术

11.3.2油系统中的非能动技术

11.3.3气系统中的非能动技术

11.3.4水系统中的非能动技术

思考题

参考文献

第12章其他新能源发电系统中的非能动技术

12.1潮汐能发电系统

12.1.1潮汐能发电的技术背景

12.1.2潮汐能发电的技术特征

12.1.3潮汐能发电非能动技术应用

12.2地热发电系统

12.2.1地热发电的技术背景

12.2.2地热发电的技术特征

12.2.3地热发电非能动技术应用

12.3氢能发电系统

12.3.1氢能发电的技术背景

12.3.2氢能发电的技术特征

12.3.3氢能发电非能动技术应用

思考题

参考文献

本书以非能动概念为先导，以先进的非能动技术和系统应用为案例，概括介绍了目前应用于能源电力领域的非能动技术。通过对其进行分类及分析，阐明了非能动系统的功能特征，提出了非能动系统的本质定义，讨论了非能动概念的时空相对性，陈述了广义非能动系统的设想及相关研究内容。本书可作为工程参考书或培训教材，也可供新能源工程、热能工程、核能工程等相关学科专业的大一新生，及对非能动技术感兴趣的其他专业学生作为教材使用，还可作为卓越工程师和创新型人才培养的教材。

核安全是核电稳步发展的保障，严重事故下的消氢技术是日本福岛核电站事故后的研究热点。核动力院非能动氢复合器首次交货的顺利完成，不仅体现了该院的技术研发实力，而且锻炼和壮大了消氢技术研发队伍，为进一步研发安全壳氢气控制系统奠定了坚实的基础。

非能动式氢气复合器设计功能主要保证在设计基准事故失水事故下，控制安全壳内整体和局部的空间中氢气体积浓度小于4%。在超设计基准事故下，控制100%燃料包壳与冷却剂反应产生的氢气在安全壳内均匀分布的体积浓度不超过10%。