核电站是怎么发电的?

如题所述

答:核电站分为裂变核电站和聚变核电站两种,目前世界上运行的核电站全部是裂变核电站。利用聚变发电目前虽已点火实验成功,但由于还有许多技术上的困难需要解决,估计大约2050年前后才能投入商业运营。
若想用裂变原子能发电,首先要将核燃料浓缩。核燃料指的是“铀235”。大自然中的天然铀中,铀235只占0.7%,大部分是不能使用的铀238。为了将铀235浓缩,可以使用离心机将铀238分离出来。当铀235浓缩到5%到20%,就可以制成与香烟头那么大的燃料块,装入外径10毫米内径8毫米的细长锆合金管(因为锆可以透过热核反应所必需的中子,其他金属大都不能让中子透过),制成燃料棒备用。如果把铀235浓缩到80%以上,就可以制造原子弹了。
核电站的核心是核岛,就是核燃料燃烧并产生热量的地方。简称“堆”。核燃料是自身就会发热的物质,越是堆在一起,发热就越快越多。核电站的原子反应堆分为“水堆”和“气堆”,水堆使用普通水或重水作热交换介质,气堆使用氦气或液态钠、液态锂作热交换介质,气堆的工作温度约为850°C。由于水堆工作温度低,技术上易于实现,也相对安全,世界的核电站绝大多数是水堆。水堆又分使用重水的“重水堆”和使用普通水的“轻水堆”。由于“重水堆”能生产制造核弹用的材料钚239,同时重水堆体积太大,为了防止核扩散,所以重水堆属国际原子能机构严格限制使用的原子反应堆。世界的核电站大多是轻水堆。
轻水堆根据核岛内水的工作压力分,又分“沸水堆”和“压水堆”两种。“沸水堆”优点是结构简单,工作压力低(70个大气压6.86MPa、285°C),所以相对比较安全。缺点是:由于使用从核岛里直接引出来的蒸汽推动汽轮机工作,这蒸汽有较强的放射性,所以汽轮发电机组必须屏蔽起来,人不能靠近。另外由于只能使用5%以下的低浓缩度燃料,所以燃料利用率低(发同样多的电,沸水堆比压水堆要多用一倍的燃料)。正因为沸水堆有以上缺点(主要是成本高、经济性差),世界上早期运行的核电站大多沸水堆,目前的大多是压水堆。
压水堆的基本结构是:先用6厘米厚的镍钒锰钛不锈钢板焊一个大圆筒,上边半球形的顶也是用同样的不锈钢焊接而成。外边敷上一层铅板和厚厚的钢筋混凝土,就制成了核岛的安全壳。核岛的内部有压力容器和热交换器,压力容器内部主要放置核燃料棒组件和控制反应速度的控制棒。100万千瓦的电站大约放置燃料棒组件400多组,每组燃料棒组件由直径1厘米长6米的核燃料棒289根排成17乘17的方形,这些核燃料棒能发热的寿命为三年,每年换掉三分之一。
核燃料棒组件放置在核岛的压力容器的底部,上部放置数量几乎相等的石墨制成的十字形控制棒(老款)或双层不锈钢管内装银铟镉合金(新款)管状控制棒,如果将控制棒全部插或套入核燃料棒组件之间,由于核燃料棒组件与组件之间被控制棒隔开或隔离,控制棒把核燃料棒放出的热中子几乎全部吸收,所以原子反应就几乎停止了,只能微量地发一点点热,若将控制棒从核燃料棒之间逐步提起,原子反应也就逐步变强,产生的热量逐步增多。调整控制棒的位置就能控制原子反应的速度。整个核岛的压力容器内充满了水(加硼砂的普通纯水)。
正常工作时,核岛的压力容器内的温度为330°C,相应水的压力为155个大气压(15.2 MPa)。因为压力很高,水虽然已经高到330度,但就是沸腾不了,所以叫“压水堆”。 由于核岛压力容器内的水有极强的放射性,为了安全,不能直接用它形成的蒸汽来推动汽轮机工作,要用这压力容器内的高温高压水,通过主水泵循环,到核岛内热交换器里去“烫”第二回路的水,将第二回路的水烫成100多个大气压的没有放射性的高温蒸汽,再用这个蒸汽去推动汽轮发电机组发电,以下的工作原理就和火电厂的发电原理没有区别了。
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第1个回答  2018-04-12

核电站是怎么发电的:

简单的说,核裂变产生热量,加热水产生水蒸汽,水蒸汽推动涡轮机,涡轮机旋转带动发电机发电。

目前国内主流的是压水堆,也就是核裂变产生热量,加热水,热水通过热交换器加热外部的水使之变成水蒸汽,水蒸汽推动涡轮机,涡轮机旋转带动发电机发电。

其结构复杂,成本高,效率低,但好处是可能带有放射性物质的水被完全封闭在堆芯的安全壳内,不会对环境造成直接的影响。

核电站是实现核裂变能转变为电能的装置。

它与火电站最主要的不同是蒸汽供应系统。

核电站利用核能产生蒸汽的系统称为“核蒸汽供应系统”,这个系统通过核燃料的核裂变能加热外回路的水来产生蒸汽。

从原理上讲,核电站实现了核能-热能-电能的能量转换。

从设备方面讲,核电站的反应堆和蒸汽发生器起到了相当于火电站的化石燃料和锅炉的作用。

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第2个回答  推荐于2017-09-09
简单的说,核裂变产生热量,加热水产生水蒸汽,水蒸汽推动涡轮机,涡轮机旋转带动发电机发电,这是所谓沸水堆,也就是这次日本出事的堆型。

目前国内主流的是压水堆,也就是核裂变产生热量,加热水,热水通过热交换器加热外部的水使之变成水蒸汽,水蒸汽推动涡轮机,涡轮机旋转带动发电机发电。其结构复杂,成本高,效率低,但好处是可能带有放射性物质的水被完全封闭在堆芯的安全壳内,不会对环境造成直接的影响(实际上这种影响微乎其微,但出于公众对放射性的恐惧,压水堆还是成为目前国际上主流的反应堆堆型)
详细的上网去搜吧。本回答被提问者采纳
第3个回答  2020-11-20

中国核电站,是如何发电的?看完佩服工程师智慧

第4个回答  2020-10-18
正确开机反应堆方法,我国目前是以安全为主的压水堆。开机工位比较程序化可靠化,国际上比较标准的流程是这样的。
第一步:确认且详细阅读目标工作组堆芯组成,通常以重水热中子反应堆或H₂O冷/慢化剂反应堆为主。
开工位准备与标准:通常以PLC/Socket 控制台工位由模块F3SP76-7N,程序长度260K阶输入模块6F-08F3XD的主光电隔离,24 V 宽范围工作电压,可自由扩展;输出模块支持继电器输出,各点独立,本地局域以太网接口模块大部分是德国产的:BASE-TX-10BASE-T/100-F3LE11-0T 控制台组成。下层多轴运动控制16轴承JFK-BT-5LAN串口、KP-946多相进步电机驱动束线NO/OFF-PPS同步开关转台,额定转矩+-1.65 Nm,组成一工位。
反馈位置定位组由,大部分型号是日本产的的;RESA30USA417B某款绝对式环形编码器构成,其系统精确度示列为+-0.68uH/20%,从而实现第一中子束线精准的闭环控制。硬件方式传输信号,采用手动开关此为最可靠的减少信号干扰工作方式。
第二步安全与可靠性自检:以BT-5LAN串口信号灯接入PLC/Socket显示信息为准,该操作台拥有三式冗余设计且独立配置开位和关位。以预防当编码器失效或开关过位损坏发生的PPS紧急事态产生的人身损害,且第一二中子束线开关开工位设置有一体式水壁保护装置,操作步骤以PLC主控制器为准,总关位关闭时由位置开关、限位开关和编码器位置值共同判断并以PLC/Socket 控制器信息为准。PLC/Socket 开机自检、工作模式切换和开关动作控制必须保持PPS连锁反应人身安全保护系统同步。
第三步工作模式:确认PLC/Socket显示信息,且开工位准备通常以S0人工控制为标准,并在显示信息中准确确认第二中子束线开关系统可以正常执行本地/PPS连锁反应人身安全保护系统并准确对应故障位,绝对禁止在开启第一中子束线开关时同时打开第二中子束线开关。
PLC/Socket控制器测试模拟系统,重点在于验证系统控制逻辑功能、安全设计及错误处理;同时测量模拟系统空载时的运动控制轴承转动精度作为参考,待机械部分加工完成后进一步测量实际系统的转动精度。再是二工位,附带PPS安全手册。
第四步模拟系统取值校验码:读取PLC对接的双轴电子自准直仪反馈信息,取最小分辨率0.005uH;测量方法为:设定逆时针转动为正向运动,根据第二中子束线开关的转动行程,在90°范围内每隔15° 取测量点,在2°·s的转台速度下,以0°-90°-0° 往返为一次测量过程,如此重复进行10 次测量,记录每个测量点的位置偏差,通过对编码器、步进电机等人为错误模拟,系统能够及时停止报警,有效检测并记录故障信息根据每个测量点的位置偏差计算平均偏差和标准偏差,系统的重复定位精度应小于0.004 5°(16.2″),满足安全与要求精度。

热中子启动与开工标准:按照麦克斯韦-玻耳兹曼分布,kT = 0.0253 电子伏特 (4.0×10−21 焦耳)的自由中子,对应这一动能的速率约为2.2km/s。为实现β衰变,通常以冗余式辅助反应堆孔壁开口导束线中释放的核裂变反应产生的自由中子,为碰撞源,其动能可以达到1 兆电子伏特 (1.6×10−13 焦耳,对应的速度约为14000千米/秒,相当于光速的5%。其靶向反应堆通常是以慢化剂与原子核的散射作用,通过高能快中子逐渐慢化减速到热中子化,热中子在反应堆内经历由高密度向低密度的扩散在被U材料吸收,以此在反应堆中产生链式反应与自持式链式反应最终成为-239Pu。裂变产生的中子数等于或多于单位时间内裂变吸收,包括裂变和辐射俘获和泄漏损失的中子数。则反应堆内链式反应才可能自持下去。需要注意的是;可控自持链式反应核反应堆与不可控(核武器装置)是两种自持链式反应装置所表现出的不同场,其取决于反应堆临界值与浓缩U的级别。
附:在水池中的核反应堆会不时突然释放出令人毛骨悚然的蓝色光芒,这种光也有一个专门的学名叫:‘切伦科夫辐射光’切伦科夫辐射是电磁辐射的一种,其产生于以超高速运行的粒子。没错,你没看错,就是超光速运行的粒子。你或许知道或者不知道,宇宙中最快的速度是光速,不过在不同介质中,光的传播速度会有所不同,定义中所言“光速”应为“真空光速”,在重水中粒子可以以超光速运行,这就会产生切伦科夫辐射,辐射跨越多波段的光,在可见光波段就呈现出淡蓝色的辉光。在水中的光速仅为真空光速的75%以下,因此在核反应的加速下粒子有很大机会能够超越光速。它如同身着蓝色礼服的冷酷女王一样,美丽、引人、且致命。答应我;不要把脸帖在观察孔上看它!!

核电站利用什么发电
核电站其实就是利用核能进行发电的设施,也是当今世界上只能利用裂变的链式反应产生的能量来发电。核电站用的燃料是铀,它在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量的热能,然后再用处于高压下的水将热能带出。这些热能会在蒸汽发生器中产生蒸汽,然后蒸汽推动汽轮机带着发电器一起旋转,电源就会源源不断...

核电站发电原理是什么
1、核电站是利用原子核裂变反应释放出能量,经能量转化而发电的。2、在压水堆内,由核燃料235U原子核自持链式裂变反应产生大量热量,冷却剂(又称载热体)将反应堆中的热量带入蒸汽发生器,并将热量传给其工作介质——水,然后主循环泵把冷却剂输送回反应堆,循环使用,由此组成一个回路,称为一回路。

核电站用什么发电
核电站利用核反应堆中的核裂变反应产生的能量进行发电。核电站的核心部分是核反应堆,其内部通过可控的核裂变过程释放出巨大的能量。这个过程是通过核燃料,如铀或钚,在特殊条件下发生链式反应实现的。在核反应堆内,核裂变产生的能量会转化为热能,然后通过一系列的热交换器,将热能传递给工作介质,通常...

核电站是靠什么发电的
1. 核电站利用核燃料在反应堆内的裂变产生热能。2. 高温高压水将热能带出,并在蒸汽发生器内产生蒸汽。3. 蒸汽进一步推动汽轮机,将热能转换为动能。4. 汽轮机带动发电机,将动能转换为电能。5. 核电厂与常规火电厂在蒸汽供应系统上的区别是,核电厂使用核反应产生的热量。6. 核电厂包括三个回路...

目前核电站发电采用的是什么何种方式产生的能量
2. 蒸汽随后推动汽轮机发电机组,从而产生电能。这种发电方式依赖于化学能的转化。3. 核电站则使用核反应堆作为“锅炉”,其能源来源是核燃料,如铀。核能是指原子核在裂变过程中释放的能量。4. 与化学反应相比,核反应涉及原子核内部的质子和中子重组,这个过程更为复杂,能量变化量也更大。5. 如果...

核电站是靠什么发电的
1. 核电站利用核裂变或核聚变反应释放的能量来发电。2. 核裂变是指重核分裂成两个或多个中等质量的核,同时释放大量能量和中子。3. 核电站通常使用铀或钚作为燃料,通过核裂变产生高温高压蒸汽。4. 蒸汽驱动汽轮机转动,进而带动发电机发电。5. 核反应堆是核电站的核心设备,包括反应堆容器、燃料...

核电站的工作原理是什么?
2. 核反应堆是核电站的核心设备,它通过将铀等重核裂变产生的热能加热水。3. 加热水产生蒸汽,蒸汽的压力推动汽轮机旋转。4. 汽轮机旋转带动发电机旋转,将机械能转换为电能。5. 核反应堆中的核裂变过程负责将核能转化为水的热能。6. 作为冷却剂的水在反应堆中吸收核裂变产生的热能,转变为高温...

核电站是靠什么发电的
核电站的基本原理是核燃料在反应堆内发生裂变产生大量热能,再被高温高压水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。因此,利用蒸汽推动汽轮机将热能转变为动能,然后汽轮机带动发电机切割磁感线转变为电能,核电厂和常规火电厂是基本一致的,所产生的电能的等级和质量要求是...

简述核电站的工作原理
4. 机械能转化为电能:涡轮机的旋转带动发电机转动,进而产生电能。这个过程是将机械能转化为电能的典型实例。产生的电能通过变压器升压后,送入电网进行分配。5. 核电站的安全性:核电站的工作过程中,安全性是至关重要的。核电站内部有复杂的安全系统,包括自动控制系统和多重安全屏障,确保在异常情况下...

核发电原理是什么 核发电原理介绍
1、核电站的发电原理是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。2、经济性以发电成本衡量。构成核能发电成本的因素很多,包括...

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