核能發(fā)電探秘
來(lái)源: 中國(guó)能源信息網(wǎng)
發(fā)布日期:2009-10-09
利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來(lái)代替火力發(fā)電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。除沸水堆外(見(jiàn)輕水堆),其他類(lèi)型的動(dòng)力堆都是一回路的冷卻劑通過(guò)堆心加熱,在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過(guò)堆心加熱變成70個(gè)大氣壓左右的飽和蒸汽,經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。
簡(jiǎn)史 核能發(fā)電的歷史與動(dòng)力堆的發(fā)展歷史密切相關(guān)。動(dòng)力堆的發(fā)展最初是出于軍事需要。1954年,蘇聯(lián)建成世界上第一座裝機(jī)容量為 5兆瓦(電)的核電站。英、美等國(guó)也相繼建成各種類(lèi)型的核電站。到1960年,有5個(gè)國(guó)家建成20座核電站,裝機(jī)容量1279兆瓦(電)。由于核濃縮技術(shù)的發(fā)展,到1966年,核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本。核能發(fā)電真正邁入實(shí)用階段。1978年全世界22個(gè)國(guó)家和地區(qū)正在運(yùn)行的30兆瓦(電)以上的核電站反應(yīng)堆已達(dá)200多座,總裝機(jī)容量已達(dá)107776兆瓦(電)。80年代因化石能源短缺日益突出,核能發(fā)電的進(jìn)展更快。到1991年,全世界近30個(gè)國(guó)家和地區(qū)建成的核電機(jī)組為423套,總?cè)萘繛?.275億千瓦,其發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的約16%。世界上第一座核電站—蘇聯(lián)奧布寧斯克核電站.
中國(guó)大陸的核電起步較晚,80年代才動(dòng)工興建核電站。中國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的30萬(wàn)千瓦(電)秦山核電站在1991年底投入運(yùn)行。大亞灣核電站正加緊施工。
核能發(fā)電原理 核能發(fā)電的能量來(lái)自核反應(yīng)堆中可裂變材料(核燃料)進(jìn)行裂變反應(yīng)所釋放的裂變能。裂變反應(yīng)指鈾-235、钚-239、鈾-233等重元素在中子作用下分裂為兩個(gè)碎片,同時(shí)放出中子和大量能量的過(guò)程。反應(yīng)中,可裂變物的原子核吸收一個(gè)中子后發(fā)生裂變并放出兩三個(gè)中子。若這些中子除去消耗,至少有一個(gè)中子能引起另一個(gè)原子核裂變,使裂變自持地進(jìn)行,則這種反應(yīng)稱(chēng)為鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)。實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是核能發(fā)電的前提。
要用反應(yīng)堆產(chǎn)生核能,需要解決以下4個(gè)問(wèn)題:①為核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供必要的條件,使之得以進(jìn)行。②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須能由人通過(guò)一定裝置進(jìn)行控制。失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電,還會(huì)釀成災(zāi)害。③裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量要能從反應(yīng)堆中安全取出。④裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和放射性物質(zhì)對(duì)人體危害很大,必須設(shè)法避免它們對(duì)核電站工作人員和附近居民的傷害。
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