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核电站是如何发电,是核裂变,还是核聚变?

 大隆龙 2017-07-25

核电站主要分为核岛和常规岛两个区域。




核电站的核心部分就是核岛。核岛的主要由反应堆厂房和安全厂房以及辅助厂房构成的。反应堆厂房就是那个圆柱形的厂房,是核电站心脏所在地,里面有核电站最核心的设备反应堆压力容器。
压力容器是反应堆厂房的心脏,是一个圆柱形钢容器,厚度超过10厘米,压水堆压力容器直径在3到5米,高度在10到15米。压力容器内部是核燃料,目前压水堆核燃料是富集度百分之二到百分之五铀235在进行着链式裂变反应,一个中子轰击铀235,在变成若干个碎片的同时,又会放出两个中子,释放出200兆电子伏的能量。
这个能量就是依据爱因斯坦著名的智能方程计算出来的。所以核电站是裂变反应,不是聚变反应。

上图为吊装中的压力容器

上图是安装后的压力容器

上图为压力容器以及一回路的四个环路,以及四个蒸汽发生器。
堆芯中燃料棒有效长度约为3米多,像筷子粗细,300根左右燃料棒构成一个核燃料组件,以焊接或者其他方式的方式固定在支架中形成一个燃料组件。国内M310机组所用的燃料为法国AFA燃料组件,以大亚湾为例,一个燃料组件包括
    • 上管座
    • 24根导向管
    • 1根仪表管
    • 8层定位格架
    • 3层跨间搅浑格架
    • 下管座
  • 燃料棒:264根


上图为核燃料组件
一个燃料组件中的燃料棒之前有间隙,形成冷却剂通道。压水堆核电站不同堆行中约装有100到200组核燃料组件。
燃料芯块内部裂变放出的能量通过辐射传热和导热导到燃料棒外的包壳,然后通过对流传热加热包壳外的冷却剂。冷却剂通过主泵强制循环,一回路的水流过蒸汽发生器传热管内,并且将携带的热量传输给传热管外流动的二回路的水,这个过程就相当于烧水,从而使二回路的水变成280℃左右、6~7兆帕的高温蒸汽。也就是说,在蒸汽发生器里,一回路与二回路的水在互不交混的情况下,通过管壁发生了热交换,这样的加热称为表面式换热,区别于混合式加热,。一回路中的水是带有放射性的,这样就避免的二回路中的水蒸汽带有放射性,发生器是分隔一回路和二回路的关键设备。

蒸汽发生器产生高温高压蒸汽后通过管道送到常规岛厂房的汽轮机,推动汽轮机旋转,将蒸汽热能转换为机械能,同轴连接带动发电机旋转,发出电能,完成机械能向电能的转换。电能上网后输送到千家万户以及工厂中。

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