核电站的工作原理和结构
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能进行发电的设施,其工作原理是通过核裂变或者核聚变反应释放出的能量来产生蒸汽,然后利用蒸汽驱动涡轮发机电发电。
下面将详细介绍核电站的工作原理。
1. 核裂变反应核电站主要利用核裂变反应来产生能量。
核裂变是指将重核(如铀、钚)通过中子轰击,使其原子核分裂成两个较轻的核,同时释放出大量的能量。
这种能量释放的过程称为核链式反应。
核裂变反应在核电站中通过控制中子的速度和密度来实现。
2. 反应堆核电站的核裂变反应发生在反应堆中。
反应堆是一个装有核燃料的容器,燃料棒是核燃料的主要形式。
核燃料普通使用铀-235或者钚-239,这些物质能够吸收中子并发生核裂变反应。
在反应堆中,燃料棒被罗列成网格状,形成燃料组件。
燃料组件之间由反应堆压力容器和冷却剂组成。
3. 冷却剂冷却剂在核电站中起到冷却反应堆和传递热量的作用。
常用的冷却剂有水、重水温和体等。
冷却剂通过循环系统流经反应堆,吸收核裂变反应释放的热量,并将其带走。
冷却剂在经过反应堆后被加热,然后通过热交换器将热量传递给工作介质。
4. 蒸汽发生器蒸汽发生器是核电站中的一个关键设备,用于将冷却剂中的热量转化为蒸汽。
冷却剂在蒸汽发生器中与次级循环系统中的水进行热交换,使水变为蒸汽。
蒸汽发生器中的水和冷却剂是通过热交换器进行隔离的,以防止放射性物质的泄漏。
5. 涡轮发机电组蒸汽通过蒸汽发生器产生后,进入涡轮发机电组。
蒸汽的高温和高压使涡轮旋转,涡轮与发机电相连,通过转动发机电的转子来产生电能。
发机电将机械能转化为电能,然后通过变压器将电能升压,最终输出到电网中供人们使用。
6. 辅助系统核电站还包括一系列辅助系统,用于确保核电站的安全和正常运行。
这些系统包括控制系统、冷却系统、安全系统等。
控制系统用于控制核裂变反应的速率,以保持反应堆的稳定。
冷却系统用于保持反应堆和其他设备的温度在安全范围内。
安全系统用于应对突发事故,确保核电站的安全性。
总结:核电站的工作原理是利用核裂变反应释放的能量来产生蒸汽,然后通过蒸汽驱动涡轮发机电组发电。
核电站的工作原理
核电站的工作原理一、引言核电站是一种利用核能产生电能的设施,它是目前世界上最重要的清洁能源之一。
核电站的工作原理涉及到多个领域的知识,包括物理学、化学、材料科学等。
本文将从反应堆、蒸汽发生器、涡轮机组等方面详细介绍核电站的工作原理。
二、反应堆反应堆是核电站中最重要的组成部分,它是产生核裂变反应并释放热能的地方。
在反应堆中,使用铀等放射性元素作为燃料,在控制条件下进行裂变反应。
裂变过程中会释放出大量热能,并产生中子,这些中子可以进一步引起其他铀原子的裂变反应,从而形成一个自持链式反应。
为了控制这个链式反应过程,需要使用控制棒来调节中子流量和速度。
控制棒通常由吸收中子的物质(如硼)构成,在需要时可以被插入或抽出反应堆内部。
当需要减缓或停止裂变过程时,控制棒会被插入到反应堆内部以吸收大量中子。
三、蒸汽发生器蒸汽发生器是将反应堆中释放的热能转化为电能的重要设备。
在反应堆中,燃料棒会释放大量热能,这些热能会被传递到蒸汽发生器中的水管内部。
水管内部的水会被加热并变成高温高压的蒸汽,这些蒸汽会进入涡轮机组并驱动涡轮旋转。
在蒸汽发生器中,有两个不同温度和压力的流体分别流经不同的管道。
一方面,反应堆中释放的热能通过内管道传递给水,在外部形成高温高压蒸汽;另一方面,外部环境通过外管道冷却和凝结蒸汽,并将其变回液态水。
四、涡轮机组涡轮机组是核电站中最终将热能转化为电能的设备。
在涡轮机组中,高温高压蒸汽进入轮叶区域并推动叶片旋转。
随着叶片旋转速度增加,它们会驱动发电机产生电能。
涡轮机组通常由多个级别组成。
每个级别都包括一个轮叶和一组固定的导叶。
在涡轮机组中,蒸汽会依次通过每个级别,并在每个级别中驱动轮叶旋转。
随着蒸汽流经涡轮机组,温度和压力逐渐降低,最终被排放到大气中。
五、安全系统核电站的安全系统是确保核反应过程不会失控并避免辐射泄漏的关键。
安全系统通常包括多个层次的防护措施,如外壳、冷却系统、监控系统等。
外壳是核电站最外层的保护层,用于防止辐射泄漏和其他意外事故。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能进行发电的设施,其工作原理基于核裂变和核聚变两种核反应方式。
核裂变是指重核的原子核在受到中子轰击后分裂成两个较轻的核,伴有释放大量能量。
核聚变则是指轻核的原子核在高温和高压下融合成较重的核,同样伴有能量释放。
核电站的工作原理主要包括以下几个步骤:1. 核燃料供给:核电站使用浓缩铀或者钚等放射性物质作为燃料。
这些燃料以固体形式装入燃料棒中,然后装入反应堆核心。
2. 反应堆核心:核电站的核反应堆核心是核能发电的关键部份。
核反应堆中的燃料棒罗列成一定的几何形状,中间有冷却剂流过。
冷却剂可以是水、气体或者液态金属等物质,其主要作用是冷却燃料棒并带走产生的热量。
3. 核反应控制:核电站中的核反应需要进行控制,以确保核裂变或者核聚变反应能够持续进行,但不会失控。
控制棒是用于控制反应堆中中子流的装置,通过插入或者抽出控制棒,可以调节中子的数量,从而控制反应的速率。
4. 热量产生:核反应堆中的核裂变或者核聚变反应会释放大量的热能。
这些热能通过冷却剂带走,并转化为蒸汽。
5. 蒸汽发电:核电站利用核反应释放的热能,将冷却剂中的热能转化为蒸汽。
蒸汽驱动涡轮机转动,涡轮机与发机电相连,通过转动发机电产生电能。
6. 蒸汽冷凝:蒸汽在涡轮机转动后会冷却成水,然后被再次循环使用。
在核电站中,通常使用冷却塔或者海水对蒸汽进行冷凝。
7. 辅助系统:核电站还包括一系列辅助系统,如冷却系统、控制系统、安全系统等。
这些系统的作用是确保核反应堆的安全运行,防止事故发生。
总结起来,核电站的工作原理是利用核裂变或者核聚变反应释放的热能,通过蒸汽发电的方式将热能转化为电能。
核反应堆核心、冷却剂、控制棒等是核电站的关键组成部份,辅助系统则保证核电站的安全运行。
核电站作为一种清洁、高效的能源发电方式,对于满足能源需求和减少碳排放具有重要意义。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能产生电能的设施。
它的工作原理基于核裂变或者核聚变的过程。
核裂变是指原子核分裂成两个或者更多的碎片,释放出大量的能量。
核聚变则是指将两个轻核聚变成一个更重的核,同样释放出巨大的能量。
核电站的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 燃料供应:核电站使用放射性物质作为燃料,常见的燃料是铀或者钚等。
这些燃料以固体形式存在,并装入核燃料棒中。
核燃料棒被放置在反应堆中,供给核反应所需的燃料。
2. 反应堆:核电站的核反应堆是核能产生的关键部份。
它通常由大量的核燃料棒组成。
在反应堆中,燃料棒被放置在水或者重水中,这称为冷却剂。
冷却剂的作用是吸收燃料棒产生的热量,并将其转化为蒸汽。
3. 核反应:核反应堆中的核燃料棒发生核裂变或者核聚变的反应。
核裂变是指燃料棒中的核素被中子撞击后裂变成两个碎片,并释放出中子和能量。
核聚变则是指核燃料棒中的核素被高温和高压条件下聚变成更重的核素,同样释放出能量。
4. 热能转换:核反应产生的热能通过冷却剂传递到锅炉中。
锅炉中的冷却剂被加热后转化为高温高压的蒸汽。
这些蒸汽被送入蒸汽涡轮机中。
5. 发电:蒸汽涡轮机通过蒸汽的高速旋转驱动发机电,将机械能转化为电能。
发机电产生的电能经过变压器升压后输送到电网中,供应给用户使用。
6. 安全措施:核电站在设计和运行中采取了多种安全措施,以确保核能的安全利用。
例如,核电站设有多层次的安全壳,以防止辐射泄漏。
同时,核电站还配备了紧急停堆系统,可以在发生异常情况时迅速住手核反应。
总结起来,核电站的工作原理是通过核裂变或者核聚变反应释放出的热能,转化为蒸汽,再通过蒸汽涡轮机驱动发机电产生电能。
核电站的运行需要严格的安全措施来确保核能的安全利用。
这种能源形式具有高效、清洁的特点,对于满足日益增长的电力需求和减少对化石燃料的依赖具有重要意义。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是一种利用核能产生电能的设施,它的工作原理基于核裂变或者核聚变反应。
核电站通常由核反应堆、冷却系统、发机电和安全系统等组成。
下面将详细介绍核电站的工作原理。
1. 核反应堆核反应堆是核电站的核心部份,它包含燃料棒、控制棒和反应堆压力容器等。
燃料棒中含有可裂变的核燃料,如铀或者钚。
当裂变反应发生时,会释放出大量的热能。
2. 核裂变反应核裂变反应是核电站产生能量的关键过程。
之中子与核燃料中的裂变性核素碰撞时,会使核燃料裂变成两个或者更多的碎片,并释放出中子和大量的热能。
这些中子会继续与其他核燃料发生碰撞,从而形成连锁反应。
通过控制棒的调节,可以控制反应的速率和强度。
3. 冷却系统核反应堆产生的热能需要通过冷却系统散发出去,以保持反应堆的稳定运行。
冷却系统通常采用水或者重水作为冷却剂,通过循环流动来吸收和带走热能。
在核反应堆中,冷却剂与燃料棒之间通过热交换器进行热能传递。
4. 蒸汽发电核反应堆产生的热能会使冷却剂中的水蒸发为高温高压的蒸汽。
蒸汽会被导入蒸汽涡轮机中,使涡轮旋转。
涡轮与发机电相连,通过转动轴产生电能。
蒸汽在涡轮中释放出热能后,会被冷却系统重新循环,形成闭合的循环系统。
5. 安全系统核电站的安全系统是确保核反应堆安全运行的重要组成部份。
安全系统包括紧急停堆装置、冷却剂泄漏探测器、压力控制系统等。
当发生异常情况时,安全系统会自动启动,采取相应的措施来保护反应堆和人员的安全。
总结:核电站的工作原理是基于核裂变反应产生热能,通过冷却系统将热能转化为蒸汽,再利用蒸汽驱动发机电产生电能。
核电站的工作原理严格遵循安全措施,确保反应堆的稳定运行。
核能作为一种清洁、高效的能源形式,对于满足全球能源需求和减少碳排放具有重要意义。
核电站工作原理
核电站工作原理
核电站的工作原理是利用核反应产生热能,然后将热能转化为电能。
核电站主要由核反应堆、冷却系统、蒸汽发生器和涡轮发电机组成。
核反应堆中含有可裂变的核燃料,一般是铀-235或钚-239。
当裂变产生的中子被吸收时,会进一步裂变其他核燃料原子,产生大量的热能。
这种连锁反应可以持续进行,使得核反应堆中的燃料产生较高的热效率。
为了防止核反应过热,核电站需要使用冷却系统来控制反应堆温度。
冷却剂一般是水或重水,其流动通过吸收和带走反应堆中的热能,保持反应堆的运行温度在安全范围内。
热能转换是核电站中的另一个重要过程。
核反应堆中的热能被传递给冷却剂,使其变为蒸汽。
这些蒸汽被导入蒸汽发生器,与另一侧的冷却剂交换热能。
通过这种方式,蒸汽发生器将热能传递给涡轮发电机,使其转动。
涡轮发电机通过转动,驱动发电机发电。
发电机中的导体线圈与磁场相互作用,产生电流。
这些电流经过变压器的升压处理后,输送到电力网络中,供应给大量用户使用。
总之,核电站利用核反应堆产生的热能通过冷却系统、蒸汽发生器和涡轮发电机转化为电能,最终供应给人们使用。
核电站工作原理
核电站工作原理
核电站是利用核裂变或核聚变释放出的能量来产生电力的设施。
核电站的工作原理主要包括核反应、热能转换和发电三个步骤。
首先,核电站的核反应是通过控制核裂变或核聚变来释放能量。
在核裂变中,重核素如铀-235被中子轰击后分裂成两个或更多的轻
核素,同时释放出大量的能量和中子。
这些中子又会继续轰击其他
核素,形成连锁反应。
而在核聚变中,轻核素如氘和氚在高温高压
条件下融合成氦和中子,同样释放出大量的能量。
核反应释放的能
量会转化为热能,为发电提供动力。
接着,核电站中的热能转换过程是将核反应释放的热能转化为
蒸汽动能。
核反应释放的热能会使核反应堆中的冷却剂(如水或氦气)受热蒸发,形成高温高压的蒸汽。
这些蒸汽会驱动涡轮机转动,将热能转化为机械能。
而涡轮机连接的发电机则将机械能转化为电能,最终输出到电网中供人们使用。
最后,核电站的发电过程是通过发电机将机械能转化为电能。
发电机是由转子和定子组成,转子受到涡轮机传来的机械能驱动旋转,定子则产生感应电流,通过电磁感应原理将机械能转化为电能。
这些电能经过变压器升压后输送到变电站,再经过配电变压器降压后输入到电网中。
总的来说,核电站的工作原理是通过控制核反应释放的能量,将热能转化为蒸汽动能,再将机械能转化为电能,最终输出到电网中供人们使用。
核电站以其高效、清洁的特点成为现代重要的电力来源,对于人类社会的发展起着重要的作用。
核电站工作原理
核电站工作原理
核电站是利用核能产生电能的设施,其工作原理主要包括核反应、热能转换和电能产生三个关键步骤。
1. 核反应:
核电站使用核裂变或核聚变反应来释放巨大的能量。
在核裂变反应中,重核(如铀-235)被撞击后分裂成两个较轻的核,同时释放出中子和能量。
这些中子可能会继续引发其他核裂变反应,形成连锁反应。
而在核聚变反应中,轻核(如氘和氚)在高温和高压条件下融合成较重的核,同样释放出能量。
2. 热能转换:
核反应释放的能量主要以热能的形式存在。
核电站中的核反应堆通过控制核反应速率来控制释放的热能。
核反应堆通常由燃料棒、冷却剂和反应控制系统组成。
燃料棒中装填有可裂变或可聚变的核燃料,如铀-235或氢-3。
冷却剂(如水、重水或氦气)负责吸收核反应产生的热能,并将其转移给热交换器。
反应控制系统通过控制反应堆中的核反应速率来调节热能的释放。
3. 电能产生:
核电站中的热能转换系统将核反应释放的热能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
热交换器中的冷却剂在吸收热能后被加热,形成高温和高压的蒸汽。
这些蒸汽通过蒸汽涡轮机驱动,使其旋转并产生机械能。
蒸汽涡轮机连接着发电机,当蒸汽涡轮机旋转时,发电机内的线圈和磁场之间的相互作用产生电流,从而产生电能。
最后,通过变压器将发电机产生的低压电能升压为输送电网所需的高压电能。
总结起来,核电站的工作原理是通过控制核反应速率来释放热能,再将热能转化为机械能,最终通过发电机产生电能。
这种工作原理使得核电站成为一种高效、可靠且清洁的电力生产方式。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能转化为电能的设施。
它的工作原理基于核裂变和核聚变两种核反应过程。
1. 核裂变原理核裂变是指重核(如铀、钚等)被中子轰击后,原子核发生裂变,产生大量的能量和两个或者更多的中子。
核电站主要利用铀-235(U-235)的核裂变来产生能量。
核电站中的反应堆中装载有铀-235燃料棒。
之中子与铀-235核相撞时,铀-235核会变得不稳定并裂变成两个较小的核,同时释放出大量的能量和两个或者更多的中子。
这些中子会继续撞击其他铀-235核,形成连锁反应。
这个过程中释放的能量会转化为热能,通过冷却剂(如水或者气体)带走。
2. 核聚变原理核聚变是指轻核(如氘、氚等)在高温和高压条件下相互融合,形成更重的核,释放出巨大的能量。
核聚变是太阳和恒星的能量来源。
目前,人类还没有掌握可实用的核聚变技术,因为实现核聚变需要极高的温度和压力,以及稳定的等离子体状态。
然而,科学家们正在进行核聚变研究,并希翼能够在未来实现可控的核聚变反应。
3. 核电站的工作流程核电站的工作流程可以分为以下几个步骤:3.1 燃料制备核电站使用的燃料是铀-235。
铀矿石经过一系列的提炼和浓缩过程,得到富集了铀-235的铀燃料。
这些燃料棒会在核反应堆中使用。
3.2 反应堆核电站中的反应堆是核裂变反应的核心。
燃料棒被装载进反应堆,中子轰击铀-235核,引起连锁反应。
在反应堆中,核裂变释放的热能被吸收,使冷却剂升温。
3.3 冷却剂冷却剂在核电站中起到冷却反应堆和带走热能的作用。
常用的冷却剂有水温和体。
冷却剂通过循环系统流经反应堆,吸收核裂变释放的热能,然后通过换热器将热能转化为蒸汽。
3.4 蒸汽发电在核电站中,蒸汽是驱动涡轮机转动的动力源。
蒸汽通过换热器中的热交换,使水蒸气冷却成水,然后被再次循环使用。
蒸汽驱动涡轮机转动,涡轮机连接发机电,通过旋转产生电能。
3.5 发电系统核电站的发电系统包括发机电、变压器和输电路线。
发机电将机械能转化为电能,并通过变压器将电压升高,使其适合输送到电网中。
核电站主设备结构及工作原理概述
核电站主设备结构及工作原理概述核电站的主要设备包括核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机和发电机。
其工作原理是利用核裂变反应产生的热能来驱动蒸汽发生器产生高温高压的蒸汽,然后通过汽轮机和发电机将蒸汽的热能转化为电能。
核反应堆是核电站的核心设备,它通过控制核裂变反应来产生热能。
核燃料棒中的核燃料在受到中子轰击后发生核裂变,释放出大量热能。
通过控制核反应堆中的中子流量和燃料的放置位置,可以调节核反应堆产生的热能。
蒸汽发生器是核电站中的重要设备,它通常与核反应堆紧密相连,通过核反应堆释放的热能来加热其中的水,产生高温高压的蒸汽。
这些蒸汽会被输送到汽轮机中,驱动汽轮机转动。
汽轮机是由叶片转子组成的装置,其工作原理类似于蒸汽机。
高温高压的蒸汽进入汽轮机后,会使叶片转子旋转,转动过程中的动能会被转化为机械能。
最后,汽轮机会驱动发电机转动,将机械能转化为电能。
发电机是核电站中的电能转化设备,其工作原理是通过电磁感应现象将汽轮机产生的机械能转化为交流电能。
这样,核电站中产生的热能最终被转化为电能,供应给城市和工业使用。
总的来说,核电站的主要设备结构包括核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机和发电机,它们之间通过热能转化和电能转化的方式相互配合,最终实现了核能资源的有效利用,为社会提供清洁能源。
核电站是一种能够将核能资源转化为电能的设施,是当今世界上最为关键的能源供应形式之一。
核电站的主要设备通过精密的协调工作,达到高效地能量转换。
以下将详细介绍核电站主设备的工作原理和结构,并分析核电站在电能生产中的重要作用。
首先,核反应堆是核电站的核心设备,其结构一般由包含燃料棒的反应堆压力容器、控制系统和反应堆冷却系统组成。
核反应堆内的燃料棒通常使用铀235等核裂变材料,当受到中子轰击后,会产生核裂变反应。
这些核裂变反应会释放出大量的热能,从而加热周围的原生水。
控制系统能够调节燃料棒的位置和中子通量,以维持核反应的稳定。
蒸汽发生器是核电站中的关键组件,其结构包括两个相互连接的容器,在其中热交换管道负责将核反应堆释放的热量传导给其周围的水。
核电站的原理和工作流程
核电站的原理和工作流程核电站是利用核裂变或核聚变来产生能量的设施,是一种清洁、高效的能源发电方式。
核电站的工作原理涉及复杂的反应过程和工程系统,下面将详细介绍核电站的原理和工作流程。
核电站的原理核电站利用放射性核素的核裂变反应释放出的能量来驱动发电机产生电能。
核电站主要采用核裂变反应,将核燃料(如铀或钚)置于反应堆内,通过控制裂变反应引发链式反应。
在核裂变反应中,原子核被撞击分裂成两个或多个较小的核子,伴随释放出大量的能量和中子。
核裂变反应释放的能量被吸收并转化为热能,通过冷却剂(如水)将核燃料的热能传递给发电机,使其旋转产生电能。
核电站还通过控制杆、冷却剂等系统来控制核裂变反应的速率,确保反应过程稳定和安全。
核电站的工作流程核电站的工作流程主要包括以下几个步骤:1.核燃料供给:核电站将铀或钚等核燃料装入反应堆,开始核裂变反应。
2.核裂变反应:在反应堆内,核燃料经过控制杆的调节,产生核裂变反应释放能量。
3.热能转化:核裂变反应释放的能量被吸收,转化为热能。
冷却剂循环流经反应堆,将核燃料的热能传递给发电机系统。
4.发电:通过受热的冷却剂驱动蒸汽涡轮机旋转,产生机械能,最终驱动发电机产生电能。
5.电能输出:发电机产生的电能通过变压器升压后送入电网,供应给用户使用。
6.废物处理:在核裂变反应中会产生放射性废物,核电站需要安全处理和处置这些废物,以防造成环境污染和辐射泄漏。
以上就是核电站的基本工作流程,通过合理设计和运行,核电站可以稳定、高效地产生清洁能源,为社会和经济发展提供可靠的电力支持。
核电站不仅为能源领域的发展做出贡献,同时也需要高度重视安全措施,确保人员和环境的安全。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能进行发电的重要设施,其工作原理主要包括核裂变和核反应控制两个方面。
一、核裂变原理核裂变是指重核(如铀、钚等)的原子核在受到中子轰击时发生分裂的过程。
在核电站中,使用铀-235(U-235)作为燃料。
当U-235原子核受到中子轰击时,会发生裂变,产生两个新的核碎片和2-3个中子。
这些中子会继续引起其他铀-235原子核的裂变,形成连锁反应。
裂变过程中释放出的大量能量以热的形式储存在核燃料中。
二、核反应控制原理核反应控制是指通过控制中子的释放和吸收来维持核裂变反应的平衡,以避免核反应过程失控。
在核电站中,使用控制棒(通常由硼或者钇制成)来控制中子的释放和吸收。
控制棒可以插入或者抽出核燃料组件中,通过调整控制棒的位置,可以控制中子的流动和反应速率。
当需要减缓反应速率时,控制棒会被插入到核燃料组件中,吸收中子,减少中子的数量,从而减缓裂变反应。
当需要加速反应速率时,控制棒会被抽出,释放更多的中子,增加裂变反应的速率。
三、核电站的工作流程1. 燃料供给:核电站使用铀-235作为燃料。
铀燃料以固体形式存在,通常制成长条状的燃料棒,放置在核反应堆中。
2. 反应堆:核反应堆是核电站的核心部份,用于容纳核燃料和控制棒。
核燃料组件中的铀-235原子核在受到中子轰击时发生裂变,释放出大量的热能。
3. 冷却剂:核电站使用冷却剂来吸收核燃料释放出的热能,并将其转化为蒸汽。
常见的冷却剂包括水、重水和二氧化碳等。
冷却剂在核反应堆中循环流动,将热能带走。
4. 蒸汽发生器:冷却剂通过核反应堆后,进入蒸汽发生器。
在蒸汽发生器中,冷却剂的热能被传递给水,使其沸腾产生蒸汽。
5. 蒸汽涡轮机:蒸汽驱动涡轮机运转。
蒸汽通过高速旋转的涡轮叶片,将热能转化为机械能。
6. 发机电:涡轮机与发机电相连,通过转动发机电的转子,将机械能转化为电能。
7. 冷却系统:蒸汽在驱动涡轮机后变成低温蒸汽,通过冷却系统冷却后再次循环使用。
核电站的工作原理是什么
核电站的工作原理是什么
核电站是利用核裂变或核聚变来产生热能的设施,通过将这种热能转化为机械能,最终产生电能。
核电站的工作原理包括核裂变反应、热交换、蒸汽发电和冷却系统。
核裂变反应
核电站使用铀或钚等放射性物质进行核裂变反应。
在核裂变过程中,一个重核裂变成两个或更多的轻核,伴随释放出大量热能和中子。
这些中子再被其他核吸收并继续反应,形成连锁反应。
热交换
核裂变产生的大量热能用于加热冷却剂,一般是水或液态金属。
冷却剂被加热后形成高温高压的蒸汽,这种蒸汽被用来驱动涡轮机。
蒸汽发电
高温高压的蒸汽通过涡轮机转动,将动能转化为机械能。
涡轮机连接发电机,通过发电机将机械能转换成电能,最终输出为电流。
冷却系统
核裂变反应中产生的热能需要被有效冷却,否则会引发事故。
核电站采用多种冷却系统,如循环水冷却系统和被动冷却系统,以确保反应堆的安全运行。
综上所述,核电站的工作原理是通过核裂变反应产生热能,利用热能驱动涡轮机转动,最终产生电能。
同时,冷却系统起着关键作用,确保核裂变反应的安全进行。
核电站作为清洁能源的重要来源,在发展中扮演着重要角色。
核电站工作原理简介
核电站工作原理简介核电站是一种利用核能来产生电能的设施。
它是通过核裂变或核聚变反应来释放大量的能量,并将其转化为电力。
核电站的工作原理包括以下几个主要步骤:燃料供给、核反应控制、热能转化和发电。
下面将详细介绍核电站的工作原理。
第一,燃料供给。
核电站使用放射性物质作为燃料,最常用的是铀。
铀燃料被制成长条状的燃料棒,并装入核反应堆内。
这些燃料棒通过燃料棒组件连接在一起,形成燃料组件。
第二,核反应控制。
核反应堆中的燃料组件内包含放射性核素,如铀-235。
当中子入射燃料组件时,会引发核分裂反应,释放出更多的中子和大量的能量。
这个过程称为链式反应。
为了控制核反应的速率,核电站使用控制棒来吸收中子。
控制棒一般由具有高中子吸收能力的物质制成,如硼化硅和银。
通过调整控制棒的位置,可以增加或减少中子的释放,从而控制核反应的速率。
第三,热能转化。
在核反应过程中,大量的能量以热的形式释放出来。
这些热能通过冷却剂传递到蒸汽发生器,转化为蒸汽。
常用的冷却剂包括水、重水和气体。
蒸汽发生器将冷却剂中的热能传递给水,将水加热并转化为高温高压的蒸汽。
蒸汽进一步通过管道传输到汽轮机。
第四,发电。
蒸汽进入汽轮机后,推动机械装置旋转。
汽轮机连接着一个发电机,将机械能转化为电能。
发电机内的线圈在磁场中旋转,产生交流电。
发电过程完成后,蒸汽被冷却并转化为水,然后再次循环流经核反应堆,进行循环利用。
总结起来,核电站工作原理遵循燃料供给、核反应控制、热能转化和发电的步骤。
通过合理的燃料供给和核反应控制,核能被高效利用,产生大量的热能。
这些热能通过热能转化和发电,最终转化为电能。
核电站以其高效、清洁的特点,在能源领域发挥着重要的作用。
核电站的工作原理
核电站的工作原理
核电站是利用核能进行发电的设施。
其工作原理主要包括以下几个方面:
1. 核裂变:核电站使用富含铀-235或钚-239等可裂变核素的
核燃料。
当这些核燃料被中子撞击时,其原子核会发生裂变,产生大量的中子和释放出巨大的能量。
2. 反应堆控制:核电站中设有反应堆,它通过控制链式反应的速率来控制能量的释放。
其中,控制棒是至关重要的部件。
控制棒可以插入或抽出反应堆,以调整裂变的速率。
当需要减慢能量释放时,控制棒会被插入,吸收中子,从而阻碍连锁反应;当需要增加能量释放时,控制棒会被抽出。
3. 冷却剂循环:核电站中配有冷却剂循环系统,该系统用于控制核反应堆中的温度。
冷却剂通常是水,通过管道循环流动,将反应堆产生的热量带走。
被加热的冷却剂会进入蒸汽发生器并转化为蒸汽,然后驱动汽轮机转动。
4. 蒸汽发电:蒸汽发生器中的高温高压蒸汽经过管道输送到汽轮机。
蒸汽进入汽轮机后,通过推动叶轮的转动产生机械能,然后经过发电机转化为电能。
5. 废水处理:核电站会产生一定量的废水,其中包括来自冷却剂循环系统和其他设备的废水。
这些废水被处理后,再次循环使用或排放到环境中。
总体来说,核电站的工作原理是利用核裂变产生的能量,通过控制连锁反应速率、冷却剂循环和蒸汽发电等步骤将能量转化为电能。
这种发电方式具有高能量密度和低碳排放的特点,但也伴随着核材料安全和废水处理等方面的挑战。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是一种利用核能产生电能的设施,其工作原理涉及核反应、热能转换和电能产生等多个环节。
以下是核电站工作原理的详细描述。
1. 核反应堆核电站的核心部分是核反应堆,它包含了核燃料和控制装置。
核燃料通常采用铀或钚等放射性物质,这些物质在核反应中会发生裂变或聚变。
核反应堆中的控制装置可以调节核反应的速率,以确保反应过程的稳定性。
2. 裂变反应核反应堆中的核燃料发生裂变反应,即原子核分裂成两个较小的核片段。
裂变过程伴随着大量的能量释放,这些能量以热能的形式存在。
3. 热能转换核反应堆中释放的大量热能被用来产生蒸汽。
热能通过燃料棒或燃料元件传递给冷却剂,冷却剂在高温下蒸发成为高压蒸汽。
蒸汽进一步驱动涡轮机转动。
4. 涡轮机和发电机高压蒸汽进入涡轮机,使其转动。
涡轮机通过转动轴连接发电机,将机械能转化为电能。
发电机中的线圈和磁场之间的相对运动产生电磁感应,从而产生交流电。
5. 冷却系统核反应堆需要保持在合适的温度范围内工作,以确保反应过程的稳定性和安全性。
冷却系统通过将热能从核反应堆中带走,保持反应堆的温度在安全范围内。
冷却系统通常使用水或气体作为冷却剂。
6. 安全措施核电站的工作原理中,安全措施至关重要。
核反应堆中的控制装置可以调节核反应的速率,以避免过热和失控。
此外,核电站还设有多层次的安全系统,包括紧急停堆装置、防辐射屏蔽和废物处理设施等,以确保核能的安全利用和环境保护。
总结:核电站的工作原理主要包括核反应、热能转换和电能产生。
核反应堆中的核燃料发生裂变反应,释放大量热能。
这些热能被用来产生高压蒸汽,驱动涡轮机转动,进而通过发电机产生电能。
核电站还配备了冷却系统和安全措施,以确保核能的稳定运行和安全利用。
核电站以其高效、低碳的特点成为一种重要的电力供应方式,对于满足能源需求和减少碳排放具有重要意义。
核电站工作原理介绍
核电站工作原理介绍核电站是一种利用核能产生电力的设施,其工作原理是通过核裂变或核聚变反应释放出的能量来加热水,再利用水蒸气驱动涡轮机转动发电机,最终将核能转化为电能。
一、核裂变反应原理核裂变反应是指将重核分裂成两个或多个轻核的过程,伴随着释放大量的能量。
核电站利用铀235等核素的裂变反应来产生能量。
在核反应堆中,铀235核素被中子激发后,会发生裂变,产生两个新的核素和三个中子,同时释放出大量的能量。
这些中子会继续撞击其他铀235核素,引发更多的裂变反应,形成连锁反应,释放出更多的能量。
二、核聚变反应原理核聚变反应是指将轻核聚合成重核的过程,伴随着释放大量的能量。
核聚变反应是太阳和其他恒星的主要能量来源。
在核电站中,利用氘和氚等核素的聚变反应来产生能量。
在高温高压的条件下,氘和氚核素会发生聚变反应,形成氦和中子,同时释放出大量的能量。
这些中子会继续撞击其他氘和氚核素,引发更多的聚变反应,形成连锁反应,释放出更多的能量。
三、核电站的工作流程核电站的工作流程主要包括以下几个步骤:1. 核反应堆中的核燃料释放出的热能,加热水循环系统中的水。
2. 加热后的水蒸气进入涡轮机,驱动涡轮机旋转。
3. 涡轮机旋转的同时,驱动发电机产生电能。
4. 电能通过变压器升压后,输送到电网中供应给用户使用。
四、核电站的安全措施核电站是一种高风险的设施,需要采取严格的安全措施来保障人民生命财产安全。
核电站的安全措施主要包括以下几个方面:1. 设计和建造防护屏障,防止辐射泄漏。
2. 设计和建造多重安全系统,确保核反应堆的安全运行。
3. 建立完善的应急预案,对突发事件进行快速反应和处理。
4. 对核燃料进行严格的管理和监控,确保核燃料的安全。
5. 对核电站的员工进行严格的培训和考核,提高员工的安全意识和应急处理能力。
总之,核电站是一种高效、清洁的能源产生设施,但同时也存在一定的安全风险。
只有采取科学的管理和严格的安全措施,才能确保核电站的安全运行。
核电站的工作原理及工作流程
核电站的工作原理及工作流程核电站是一种利用核能来产生电能的设施,它包括核反应堆、蒸汽轮机、发电机等部件。
核电站的工作原理是通过核裂变或核聚变产生热能,进而转化为电能。
下面将详细介绍核电站的工作原理及工作流程。
一、核电站的工作原理1.核裂变:核电站大多利用核裂变产生能量。
在核反应堆中,通过控制核裂变链式反应可以释放巨大的能量。
核裂变为释放能量的过程,同时产生大量的热能。
2.蒸汽轮机:核裂变产生的热能被用来加热水,生成高温高压的蒸汽。
这些蒸汽会驱动连接的蒸汽轮机转动,从而驱动发电机产生电能。
3.发电机:蒸汽轮机转动驱动发电机产生电能。
这种转化过程利用了热能转化为机械能,最终转化为电能。
二、核电站的工作流程1.核反应堆运行:核反应堆中的燃料元件受到控制保持稳定的链式反应。
控制棒可以调节裂变反应的速度,确保不超过承受范围。
2.热能生成:核裂变释放的能量会加热反应堆中的冷却剂(一般是水),使其变成高温高压的蒸汽。
3.蒸汽驱动轮机:高温高压的蒸汽会通过管道输送到连接的蒸汽轮机中,驱动蒸汽轮机转动。
4.发电产生:蒸汽轮机转动驱动发电机,发电机将机械能转化为电能,通过变压器变换后输入电网供应给用户。
5.冷却循环:循环冷却水会冷却已经加热过的蒸汽,重新回到反应堆中继续循环。
这个过程是为了保持反应堆的工作正常。
综上所述,核电站的工作原理是通过核裂变释放热能,驱动蒸汽轮机产生机械能,最终转化为电能输出。
工作流程包括核反应堆运行、热能生成、蒸汽轮机转动、发电产生和冷却循环等环节。
核电站作为一种清洁能源也拥有广阔的应用前景。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是一种利用核能产生电能的设施。
它通过核裂变或核聚变的过程,将核能转化为热能,再通过蒸汽轮机发电机组将热能转化为电能。
核电站主要由以下几个部分组成:1. 核反应堆:核反应堆是核电站的核心部分,它是进行核裂变或核聚变的装置。
核反应堆中使用的燃料通常是铀或钚等放射性物质。
当这些物质受到中子的轰击时,会发生核裂变或核聚变反应,释放出大量的能量。
2. 冷却剂系统:核反应堆产生的热能需要及时散发,以免引发事故。
冷却剂系统通过循环流动的冷却剂,将核反应堆中的热能带走。
常用的冷却剂有水、气体和钠等。
冷却剂在经过核反应堆吸收热能后,会变为高温高压的状态,然后通过换热器将热能传递给蒸汽。
3. 蒸汽轮机发电机组:核电站使用蒸汽轮机发电机组将热能转化为电能。
高温高压的蒸汽通过蒸汽轮机,使轮叶旋转,驱动发电机产生电能。
蒸汽在经过轮叶后会冷却成水,并通过凝汽器重新变为液态,然后再次循环使用。
4. 辅助系统:核电站还包括一系列的辅助系统,用于确保核反应堆的安全运行。
例如,核电站需要有一套紧急停堆系统,以防止发生事故。
此外,还需要有一套废物处理系统,用于处理核反应堆产生的放射性废物。
核电站工作原理的具体过程如下:1. 核裂变过程:核反应堆中的燃料物质受到中子的轰击后,发生核裂变反应。
核裂变反应会释放出大量的能量和中子。
其中的能量会转化为热能,而中子则会继续引发更多的核裂变反应,形成一个持续的链式反应。
2. 热能转化:核裂变过程产生的热能会被冷却剂吸收,使其温度和压力升高。
冷却剂通过循环系统流动,将热能带到蒸汽发生器。
3. 蒸汽发生:在蒸汽发生器中,冷却剂的热能被传递给水,使其蒸发成蒸汽。
蒸汽的温度和压力较高。
4. 蒸汽轮机发电:高温高压的蒸汽通过蒸汽轮机,使轮叶旋转。
蒸汽的能量被转化为机械能,驱动轮叶旋转。
轮叶与发电机连接,通过转动发电机转子,使导线在磁场中产生电流,从而产生电能。
5. 蒸汽冷凝:蒸汽在经过轮叶后失去了部分能量,温度和压力降低。
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核电站的工作原理和结构热堆的概念中子打入铀-235的原于核以后,原子核就变得不稳定,会分裂成两个较小质量的新原子核,这是核的裂变反应,放出的能量叫裂变能;产生巨大能量的同时,还会放出2~3个中子和其它射线。
这些中子再打入别的铀-235核,引起新的核裂变,新的裂变又产生新的中子和裂变能,如此不断持续下去,就形成了链式反应利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后,再引起新的核裂变,由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态,这种中子被称为热中子。
堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆(简称热堆)。
热中子反应堆,它是用慢化剂把快中子速度降低,使之成为热中子(或称慢中子),再利用热中子来进行链式反应的一种装置。
由于热中子更容易引起铀-235等裂变,这样,用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。
慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质,如重水、铍、石墨、水等。
热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中,组成堆芯。
链式反应就是在堆芯中进行的。
反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。
冷却剂也是吸收中子很少的物质。
热中子堆最常用的冷却剂是轻水(普通水)、重水、二氧化碳和氦气。
核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。
反应堆是核电站的核心。
反应堆工作时放出的热能,由一回路系统的冷却剂带出,用以产生蒸汽。
因此,整个一回路系统被称为“核供汽系统”,它相当于火电厂的锅炉系统。
为了确保安全,整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内,这样,无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。
由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统,与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。
轻水堆――压水堆电站自从核电站问世以来,在工业上成熟的发电堆主要有以下三种:轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。
它们相应地被用到三种不同的核电站中,形成了现代核发电的主体。
目前,热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。
轻水堆又分为压水堆和沸水堆。
压水堆核电站压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开,它是一个密闭的循环系统。
该核电站的原理流程为:主泵将高压冷却剂送入反应堆,一般冷却剂保持在120~160个大气压。
在高压情况下,冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。
冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆,并进入蒸汽发生器,通过数以千计的传热管,把热量传给管外的二回路水,使水沸腾产生蒸汽;冷却剂流经蒸汽发生器后,再由主泵送入反应堆,这样来回循环,不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。
从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽,推动汽轮发电机组发电。
做过功的废汽在冷凝器中凝结成水,再由凝结给水泵送入加热器,重新加热后送回蒸汽发生器。
这就是二回路循环系统。
压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。
压力容器是一个密封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳,所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀,用来推动汽轮机转动的高温高压蒸汽就在这里产生的。
在容器的顶部设置有控制棒驱动机构,用以驱动控制棒在堆芯内上下移动。
堆芯是反应堆的心脏,装在压力容器中间。
它是燃料组件构成的。
正如锅炉烧的煤块一样,燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。
这种芯块是由二氧化铀烧结而成的,含有2~4%的铀-235,呈小圆柱形,直径为9.3毫米。
把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中,成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。
把200多根燃料棒按正方形排列,用定位格架固定,组成燃料组件。
每个堆芯一般由121个到193个组件组成。
这样,一座压水堆所需燃料棒几万根,二氧化铀芯块1千多万块堆芯。
此外,这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水(冷却剂)。
控制棒用银铟镉材料制成,外面套有不锈钢包壳,可以吸收反应堆中的中子,它的粗细与燃料棒差不多。
把多根控制棒组成棒束型,用来控制反应堆核反应的快慢。
如果反应堆发生故障,立即把足够多的控制棒插入堆芯,在很短时间内反应堆就会停止工作,这就保证了反应堆运行的安全。
轻水堆――沸水堆电站沸水堆核电站沸水堆核电站工作流程是:冷却剂(水)从堆芯下部流进,在沿堆芯上升的过程中,从燃料棒那里得到了热量,使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物,经过汽水分离器和蒸汽干燥器,将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。
沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。
汽水分离器在堆芯的上部,它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机,造成汽轮机叶片损坏。
沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。
沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。
沸水堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力(约为70个大气压)下,水通过堆芯变成约285℃的蒸汽,并直接被引入汽轮机。
所以,沸水堆只有一个回路,省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器,因而显得很简单。
总之,轻水堆核电站的最大优点是结构和运行都比较简单,尺寸较小,造价也低廉,燃料也比较经济,具有良好的安全性、可靠性与经济性。
它的缺点是必须使用低浓铀,目前采用轻水堆的国家,在核燃料供应上大多依赖美国和独联体。
此外,轻水堆对天然铀的利用率低。
如果系列地发展轻水堆要比系列地发展重水堆多用天然铀50%以上。
从维修来看,压水堆因为一回路和蒸汽系统分开,汽轮机未受放射性的沾污,所以,容易维修。
而沸水堆是堆内产生的蒸汽直接进入汽轮机,这样,汽轮机会受到放射性的沾污,所以在这方面的设计与维修都比压水堆要麻烦一些。
重水堆核电站重水堆按其结构型式可分为压力壳式和压力管式两种。
压力壳式的冷却剂只用重水,它的内部结构材料比压力管式少,但中子经济性好,生成新燃料钚-239的净产量比较高。
这种堆一般用天然铀作燃料,结构类似压水堆,但因栅格节距大,压力壳比同样功率的压水堆要大得多,因此单堆功率最大只能做到30万千瓦。
因为管式重水堆的冷却剂不受限制,可用重水、轻水、气体或有机化合物。
它的尺寸也不受限制,虽然压力管带来了伴生吸收中子损失,但由于堆芯大,可使中子的泄漏损失减小。
此外,这种堆便于实行不停堆装卸和连续换料,可省去补偿燃耗的控制棒。
压力管式重水堆主要包括重水慢化、重水冷却和重水慢化、沸腾轻水冷却两种反应堆。
这两种堆的结构大致相同。
(1) 重水慢化,重水冷却堆核电站这种反应堆的反应堆容器不承受压力。
重水慢化剂充满反应堆容器,有许多容器管贯穿反应堆容器,并与其成为一体。
在容器管中,放有锆合金制的压力管。
用天然二氧化铀制成的芯块,被装到燃料棒的锆合金包壳管中,然后再组成短棒束型燃料元件。
棒束元件就放在压力管中,它借助支承垫可在水平的压力管中来回滑动。
在反应堆的两端,各设置有一座遥控定位的装卸料机,可在反应堆运行期间连续地装卸燃料元件。
这种核电站的发电原理是:既作慢化剂又作冷却剂的重水,在压力管中流动,冷却燃料。
像压水堆那样,为了不使重水沸腾,必须保持在高压(约90大气压)状态下。
这样,流过压力管的高温(约300℃)高压的重水,把裂变产生的热量带出堆芯,在蒸汽发生器内传给二回路的轻水,以产生蒸汽,带动汽轮发电机组发电。
(2)重水慢化、沸腾轻水冷却堆核电站这种堆是英国在坝杜堆(重水慢化、重水冷却堆)的基础上发展起来的。
加拿大所设计的重水慢化重水冷却反应堆的容器和压力管都是水平布置的。
而重水慢化沸腾轻水冷却反应堆都是垂直布置的。
它的燃料管道内流动的轻水冷却剂,在堆芯内上升的过程中,引起沸腾,所产生的蒸汽直接送进汽轮机,并带动发电机。
因为轻水比重水吸收中子多,堆芯用天然铀作燃料就很难维持稳定的核反应,所以,大多数设计都在燃料中加入了低浓度的铀-235或钚-239。
重水堆的突出优点是能最有效地利用天然铀。
由于重水慢化性能好,吸收中子少,这不仅可直接用天然铀作燃料,而且燃料烧得比较透。
重水堆比轻水堆消耗天然铀的量要少,如果采用低浓度铀,可节省天然铀38%。
在各种热中子堆中,重水堆需要的天然铀量最小。
此外,重水堆对燃料的适应性强,能很容易地改用另一种核燃料。
它的主要缺点是,体积比轻水堆大。
建造费用高,重水昂贵,发电成本也比较高。
石墨气冷堆核电站所谓石墨气冷堆就是以气体(二氧化碳或氦气)作为冷却剂的反应堆。
这种堆经历了三个发展阶段,产生了三种堆型:天然铀石墨气冷堆、改进型气冷堆和高温气冷堆。
(1)天然铀石墨气冷堆核电站天然铀石墨气冷堆实际上是天然铀作燃料,石墨作慢化剂,二氧化碳作冷却剂的反应堆。
这种反应堆是英、法两国为商用发电建造的堆型之一,是在军用钚生产堆的基础上发展起来的,早在1956年英国就建造了净功率为45兆瓦的核电站。
因为它是用镁合金作燃料包壳的,英国人又把它称为镁诺克斯堆。
该堆的堆芯大致为圆柱形,是由很多正六角形棱柱的石墨块堆砌而成。
在石墨砌体中有许多装有燃料元件的孔道。
以便使冷却剂流过将热量带出去。
从堆芯出来的热气体,在蒸汽发生器中将热量传给二回路的水,从而产生蒸汽。
这些冷却气体借助循环回路回到堆芯。
蒸汽发生器产生的蒸汽被送到汽轮机,带动汽轮发电机组发电。
这就是天然铀石墨气冷堆核电站的简单工作原理。
这种堆的主要优点是用天然铀作燃料,其缺点是功率密度小、体积大、装料多、造价高,天然铀消耗量远远大于其他堆。
现在英、法两国都停止建造这种堆型的核电站。
(2)改进型气冷堆核电站改进型气冷堆是在天然铀石墨气冷堆的基础上发展起来的。
设计的目的是改进蒸汽条件,提高气体冷却剂的最大允许温度。
这种堆,石墨仍然为慢化剂,二氧化碳为冷却剂,核燃料用的是低浓度铀(铀-235的浓度为2-3%),出口温度可达670℃。
它的蒸汽条件达到了新型火电站的标准,其热效率也可与之相比。
这种堆被称为第二代气冷堆,英国建造了这种堆,由于存在不少工程技术问题,对其经济性多年来争论不休,得不出定论,所以前途暗淡。
(3)高温气冷堆高温气冷堆被称为第三代气冷堆,它是石墨作为慢化剂,氦气作为冷却剂的堆。
这里所说的高温是指气体的温度达到了较高的程度。
因为在这种反应堆中,采用了陶瓷燃料和耐高温的石墨结构材料,并用了惰性的氦气作冷却剂,这样,就把气体的温度提高到750℃以上。
同时,由于结构材料石墨吸收中子少,从而加深了燃耗。
另外,由于颗粒状燃料的表面积大、氦气的传热性好和堆芯材料耐高温,所以改善了传热性能,提高了功率密度。
这样,高温气冷堆成为一种高温、深燃耗和高功率密度的堆型。
它的简单工作过程是,氦气冷却剂流过燃料体之间,变成了高温气体;高温气体通过蒸汽发生器产生蒸汽,蒸汽带动汽轮发电机发电。
高温气冷堆有特殊的优点:由于氦气是惰性气体,因而它不能被活化,在高温下也不腐蚀设备和管道;由于石墨的热容量大,所以发生事故时不会引起温度的迅速增加;由于用混凝土做成压力壳,这样,反应堆没有突然破裂的危险,大大增加了安全性;由于热效率达到40%以上,这样高的热效率减少了热污染。
高温气冷堆有可能为钢铁、燃料、化工等工业部门提供高温热能,实现氢还原炼铁、石油和天然气裂解、煤的气化等新工艺,开辟综合利用核能的新途径。