核电工作原理(上)

　　(一)核能发电原理

　　核电站是利用核裂变产生的核能，加热水产生蒸汽，推动汽轮发电机，从而产生电力。核电站的核心设备是核反应堆。

　　不冒烟的锅炉

　　核反应堆是一种特殊的锅炉，而堆芯是反应堆核电厂的心脏，它位于压力容器中间，由核燃料组建有序排列而成，是产生能量的场所。

　　链式裂变反应

　　核电是利用铀-235的原子核在可控链式裂变反应中产生的热量来发电。

　　(二)核电厂、火电厂、水电厂特点对比

　　核电厂：核电厂就是利用核反应堆中核燃料裂变时所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。

　　核电站特点：

　　1.核电站是全球最稳定的电力供应渠道，其受天气影响小；

　　2.核电站“吃的少、干活多、排的少”：核电站消耗核燃料非常少，1台百万千瓦级核电机组1年只消耗25吨核燃料，而二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体则是“零排放”；

　　3.发电多：一台百万千瓦级核电机组每小时可发电100万度，可供应400个普通家庭1年的用电；

　　4.由于核电需要较多水源对机组进行冷却，其一般靠近海边或大型河流、湖泊。

　　火电厂：火力发电厂(简称火电厂)通过燃烧煤炭产生蒸汽进而发电，发电过程即为利用煤、石油、天然气为燃料生产电能的工厂能量转换过程。转变的过程为：燃料的化学能——热能——机械能——电能。

　　火电厂特点：

　　1.贡献全球最多的电力，分布最广泛，对地理位置要求相对不高，一些火电厂距离煤矿较近，缩短煤炭运输距离；

　　2.大量开采导致煤矿安全事故时有发生；

　　3.煤炭燃烧释放出二氧化碳，以及二氧化硫、氮氧化物等有害气体，污染环境；

　　4.我国约一半的火车皮用于运输煤炭供应火电厂发电，这给铁路交通造成较大压力。

　　水电厂：水电站利用水从高处向低处流动的力量，带动发电机转动进而发电。水电站并非所有地方都能建设，一般建在大江、大河上，需要水源充沛、有一定的高度差。我国的水利资源较丰富，黄河、长江等大型河流上设了许多水电站。

　　水电站特点：

　　1.对地理条件要求较高，需有充沛的水利资源，并非所有地方都能建设水电站；

　　2.一年中发电量不平均，夏季雨水充沛，发电量大；冬季遭遇枯水期，发电量受影响。

　　(三)核电站——不烧煤的锅炉更高效

　　我们知道，通常火电站由两个部分构成，其中一个部分是用来产生动力和能源的，另外一个部分则是负责将动力转化为电能输出给电网。水电站、核电站等都是同样的框架，不同的只是能源和动力获取方式的不同。通常火电站是烧煤的，煤在锅炉中燃烧产生能量，热量转化成蒸汽动力，而相对应的，核电站的“锅炉”就是反应堆，而反应堆烧的不是煤，是核燃料，由核燃料的裂变反应来获得能量。

　　在核燃料加工厂内，天然铀被加工成燃料芯块，其相当于3颗药片叠放在一起那么大。

　　这些燃料芯块一个挨一个排队装在锆合金管内。锆合金管耐高温、耐腐蚀、强度高，其长度为3.85米，相当于1层半楼高；锆合金管直径为0.95厘米，相当于人的小拇指粗细。289根(17×17)燃料棒组合在一起成为一个燃料组件，157个燃料组件放在反应压力容器中，成为核电站发电的“大本营”。

　　发布于《今日苍南》第2069期