簡介
核電站是怎樣發(fā)電的呢?簡而言之,它是以核反應(yīng)堆來代替火電站的鍋爐,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,來加熱水使之變成蒸汽。蒸汽通過管路進入汽輪機,推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。一般說來,核電站的汽輪發(fā)電機及電器設(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)電機和危急冷卻系統(tǒng)等。它們在核電站中有各自的特殊功能。
主泵
如果把反應(yīng)堆中的冷卻劑比做人體血液的話,那主泵則是。它的功用是把冷卻劑送進堆內(nèi),然后流過蒸汽發(fā)生器,以保證裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時傳遞出來。
穩(wěn)壓器
又稱壓力平衡器,是用來控制反應(yīng)堆系統(tǒng)壓力變化的設(shè)備。在正常運行時,起保持壓力的作用;在發(fā)生事故時,提供超壓保護。穩(wěn)壓器里設(shè)有加熱器和噴淋系統(tǒng),當反應(yīng)堆里壓力過高時,噴灑冷水降壓;當堆內(nèi)壓力太低時,加熱器自動通電加熱使水蒸發(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)電機的汽缸作功。
安全殼
用來控制和限制放射性物質(zhì)從反應(yīng)堆擴散出去,以保護公眾免遭放射性物質(zhì)的傷害。萬一發(fā)生罕見的反應(yīng)堆一回路水外逸的失水事故時,安全殼是防止裂變產(chǎn)物釋放到周圍的后一道屏障。安全殼一般是內(nèi)襯鋼板的預(yù)應(yīng)力混凝土厚壁容器。
汽輪發(fā)電機
核電站用的汽輪發(fā)電機在構(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。一旦接到失水事故的信號后,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,通常稱為核電站,也稱原子能發(fā)電站。核燃料裂變過程釋放出來的能量,經(jīng)過反應(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)動渦輪機并帶動發(fā)電機發(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,一次換料可以滿功率連續(xù)運行一年??梢源蟠鬁p少電站燃料的運輸和儲存問題。此外,核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)燃燒過程中,同時還能產(chǎn)生出新的核燃料。核電站基建高,但燃料費用較低,發(fā)電成本也較低,并可減少污染。