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    核電站是如何發(fā)電的?

    2017/11/21 14:54:19

    核電站是怎樣發(fā)電的呢?簡(jiǎn)而言之,它是以核反應(yīng)堆來(lái)代替火電站的鍋爐,以核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生特殊形式的“燃燒”產(chǎn)生熱量,來(lái)加熱水使之變成蒸汽。蒸汽通過(guò)管路進(jìn)入汽輪機(jī),推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。一般說(shuō)來(lái),核電站的汽輪發(fā)電機(jī)及電器設(shè)備與普通火電站大同小異,其奧妙主要在于核反應(yīng)堆。
    關(guān)鍵設(shè)備

      核電站除了關(guān)鍵設(shè)備——核反應(yīng)堆外,還有許多與之配合的重要設(shè)備。以壓水堆核電站為例,它們是主泵,穩(wěn)壓器,蒸汽發(fā)生器,安全殼,汽輪發(fā)電機(jī)和危急冷卻系統(tǒng)等。它們?cè)诤穗娬局杏懈髯缘奶厥夤δ堋?

      主泵

      如果把反應(yīng)堆中的冷卻劑比做人體血液的話(huà),那主泵則是心臟。它的功用是把冷卻劑送進(jìn)堆內(nèi),然后流過(guò)蒸汽發(fā)生器,以保證裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳遞出來(lái)。

      穩(wěn)壓器

      又稱(chēng)壓力平衡器,是用來(lái)控制反應(yīng)堆系統(tǒng)壓力變化的設(shè)備。在正常運(yùn)行時(shí),起保持壓力的作用;在發(fā)生事故時(shí),提供超壓保護(hù)。穩(wěn)壓器里設(shè)有加熱器和噴淋系統(tǒng),當(dāng)反應(yīng)堆里壓力過(guò)高時(shí),噴灑冷水降壓;當(dāng)堆內(nèi)壓力太低時(shí),加熱器自動(dòng)通電加熱使水蒸發(fā)以增加壓力。

      蒸汽發(fā)生器

      它的作用是把通過(guò)反應(yīng)堆的冷卻劑的熱量傳給二次回路水,并使之變成蒸汽,再通入汽輪發(fā)電機(jī)的汽缸作功。

      安全殼

      用來(lái)控制和限制放射性物質(zhì)從反應(yīng)堆擴(kuò)散出去,以保護(hù)公眾免遭放射性物質(zhì)的傷害。萬(wàn)一發(fā)生罕見(jiàn)的反應(yīng)堆一回路水外逸的失水事故時(shí),安全殼是防止裂變產(chǎn)物釋放到周?chē)淖詈笠坏榔琳稀0踩珰ひ话闶莾?nèi)襯鋼板的預(yù)應(yīng)力混凝土厚壁容器。

      汽輪發(fā)電機(jī)

      核電站用的汽輪發(fā)電機(jī)在構(gòu)造上與常規(guī)火電站用的大同小異,所不同的是由于蒸汽壓力低,汽輪發(fā)電機(jī)體積比常規(guī)火電站的大。

      危急冷卻系統(tǒng)

      為了應(yīng)付核電站一回路主管道破裂的極端失水事故的發(fā)生,近代核電站都設(shè)有危急冷卻系統(tǒng)。它是由注射系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)組成。一旦接到極端失水事故的信號(hào)后,安全注射系統(tǒng)向反應(yīng)堆內(nèi)注射高壓含硼水,噴淋系統(tǒng)向安全殼噴水和化學(xué)藥劑。便可緩解事故后果,限制事故蔓延。
    背景資料

      將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)備,通常稱(chēng)為核電站,也稱(chēng)原子能發(fā)電站。核燃料裂變過(guò)程釋放出來(lái)的能量,經(jīng)過(guò)反應(yīng)堆內(nèi)循環(huán)的冷卻劑,把能量帶出并傳輸?shù)藉仩t產(chǎn)生蒸汽用以驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
      核電站是一種高能量、少耗料的電站。以一座發(fā)電量為100萬(wàn)千瓦的電站為例,如果燒煤,每天需耗煤 7000~8000噸左右,一年要消耗200多萬(wàn)噸。若改用核電站,每年只消耗1.5噸裂變鈾或钚,一次換料可以滿(mǎn)功率連續(xù)運(yùn)行一年。可以大大減少電站燃料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存問(wèn)題。此外,核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)燃燒過(guò)程中,同時(shí)還能產(chǎn)生出新的核燃料。核電站基建投資高,但燃料費(fèi)用較低,發(fā)電成本也較低,并可減少污染。

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