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核电站与核安全 红沿河核电站究竟如何发电?

2006-07-19 00:00关键词:核电站发电核电收藏点赞

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  大亚湾核电运营管理有限责任公司科技委主任郭文骏,昨日在核电科普展上以《核电站与核安全》为题的讲座中说,核电站发电时将核能转变成电能,要分四步走:反应堆将核能转变为热能——高温高压水;蒸汽发生器将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的水,使其变为饱和蒸汽;汽轮机将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能;发电机再将汽轮机传来的机械能转变为电能。

  核电站“烧”核燃料,火电站烧煤

  核电站是将原子核裂变释放的核能转换成热能,再转变为电能的系统和设施。它由与普通火电发电厂相类似的“锅炉”、发电机组及其它控制、输配电等相关辅助设施组成。但是它的“锅炉”不是一般锅炉而采用“原子锅炉”,通常称为核反应堆。由于核反应堆的类型不同,核电站的系统、设备也有所差异。

  据了解,辽宁红沿河核电站属于压水堆核电站。在这种核电站中,反应堆和蒸汽发动机通常被视为普通火力发电站中的“锅炉”。所不同的是,核电站“核锅炉”中用的是核燃料,而普通火力发电站发电时,锅炉中烧的是煤。前者的发电效率远远高于后者。

  资料显示,1公斤核燃料铀蕴藏的能量大约相当于2500吨煤或2000吨石油燃烧时发出的能量。铀原子核在裂变时可放出200兆电子伏能量。核电站使用的“核燃料”含有易裂变物质铀—235。一座5100万千瓦的核电站每年只需要补充30吨左右的核燃料,而同样规模的烧煤电厂每年要烧煤300万吨。

  红沿河核电站发电基本原理

  核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量能量,再被高压水把热能带出,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。

  反应堆堆蕊因核燃料裂变产生巨大的热能,由主泵泵入堆蕊的水被加热到327摄氏度、155个大气压的高温高压水,高温高压水流经蒸汽发生器内的传热u型管,通过管壁将热能传递给u型管外的二回路冷却水,释放热量后又被主泵送回堆蕊,重新加热再送入蒸汽发生器。水这样不断地在密闭的回路内循环,这一过程被称为“一回路”。

  蒸汽发生器u型管外的二回路水受热从而变成蒸汽,推动汽轮发电机做功,把热能转化为电力;做完功后的蒸汽进入冷凝器冷却,凝结成水返回蒸汽发生器,重新加热成蒸汽。这样的汽水循环过程,被称为“二回路”。“三回路”则指使用海水或淡水,它的作用是在冷凝器中冷却二回路的蒸汽,使之变回冷却水。

  对“放射性”纵深防御保护

  核电站在生产大量电力的同时,也会产生我们所不希望的放射性。为了保护电站工作人员和电站周围居民的健康,核电站始终坚持“质量第一,安全第一”的原则。核电站的设计中采用了纵深防御的保护,从设备和措施上提供多层次的重迭保护,确保反应堆的功率能得到有效的控制,燃料组件能得到充分冷却,放射性物质能有效地包容起来不发生泄露。红沿河核电站的纵深防御保护包括5个层次。

  第一层次:在核电站设计和建造中,采用保守设计,进行质量保证、监视活动等,使核电站设计、建造质量和安全得到有效保证。

  第二层次:监测运行,及时正确处理不正常情况,排除故障。

  第三层次:必要时启动由设计提供的安全系统和保护系统,防止设备故障和人为差错酿成的事故。

  第四层次:启用核电站安全系统,加强事故中的电站管理,防止事故扩大,保护安全壳厂房。

  第五层次:万一发生极不可能发生的事故,并且有放射性外泄,启用厂内外应急响应计划,努力减轻事故对居民的影响。 

  名词解释

  核能

  50多年前,科学家发现铀—235原子核在吸收一个中子以后能分裂,同时放出2~3个中子和大量的能。放出的能量比化学反应中放的能量大得多,这就是核裂变能,也就是我们所说的核能。

  铀

  它是自然界中原子序数最大的元素。它是一种钢灰色金属,在地壳中含量为四百万分之一。天然铀由三种同位素构成:除了0.71%的铀—235(235是质量数)、微量铀—235外,其余全是铀—238。铀—235原子核完全裂变放出的能量是同量煤完全燃烧放出能量的270万倍!

 

 

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