核電站發電原理是？常見核電站類型有哪些？

2023-04-27 16:12:09 作者：2200 2220

1.核電站發電原理

核電站利用核子反應所放出的能量來發電的設施，通常由核島和常規島兩部分組成。

核島部分包括反應堆裝置和一回路系統，主要作用為進行核裂變反應和產生蒸汽。水作為冷卻劑在反應堆中吸收核裂變產生的熱能，成為高溫高壓的水，然后沿管道進入蒸汽發生器的 U 型管內，將熱量傳給 U 型管外側的汽輪機工質(水)，使其變為飽和蒸汽。被冷卻后的冷卻劑再由主泵打回到反應堆內重新加熱，如此循環往復，形成一個封閉的吸熱和放熱的循環過程，這個循環回路稱為一回路系統。

常規島部分包括汽輪發電機系統和二回路系統，主要作用為利用蒸汽推動汽輪機組發電。汽輪機工質(水)在蒸汽發生器中被加熱成蒸汽后進入汽輪機(圖中所示高壓缸和低壓缸)膨脹作功，將蒸汽焓降放出的熱能轉變為汽輪機轉子旋轉的機械能。汽輪機轉子與發電機轉子兩軸剛性相連，因此汽輪機直接帶動發電機發電，把機械能轉換為電能。作完功后的蒸汽(乏汽)被排入冷凝器，由循環冷卻水(如海水)進行冷卻，凝結成水，然后由凝結水泵送入加熱器預加熱，再由給水泵將其輸入蒸汽發生器，從而完成了汽輪機工質的封閉循環，此回路稱為二回路。

核電站

2.常見核電站類型

(1)壓水堆核電站

最初是美國為核潛艇設計的一種熱中子堆堆型。使用水(輕水)作為慢化劑和冷卻劑。它主要由核島和常規島組成。壓水堆最顯著的特點是結構緊湊，堆型的功率密度大。同時與其他核電堆型比，經濟上基建費用低、建設周期短、輕水價格便宜。三里島核事故中發生堆芯損壞的為壓水堆。目前我國已運行和在建的核電機組大部分為壓水堆。

(2)快中子堆核電站

是快中子引起鏈式裂變反應所釋放出來的熱能轉換為電能的核電站?？於阎袥]有慢化劑，主要的冷卻劑是液態金屬鈉或氦氣?？於言谶\行中既消耗裂變材料，又生產新裂變材料，而且所產可多于所耗，能實現核裂變材料的增殖。

(3)石墨堆核電站

以石墨作慢化劑材料，以水(輕水)作為冷卻劑。切爾諾貝利事故后，即廢止此堆型的建設。

(4)沸水堆核電站

使用水(輕水)作為慢化劑和冷卻劑。沸水堆只有一個回路。水通過反應堆堆芯，轉化為蒸汽后直接到汽輪機廠房做功。因此，沸水堆具有直接循環、工作壓力低、堆型出現空泡安全系數高等特點。

(5)重水堆核電站

用重水(D2O)作為慢化劑的反應堆。目前重水堆主要以加拿大CANDU為代表。重水堆是以重水作慢化劑的反應堆，可以直接利用天然鈾作為核燃料。重水堆的主要優點是可以利用天然鈾作為核燃料，同時實現不停堆換料。但基礎投資比重大、堆芯體積大。

(6)高溫氣冷堆核電站

一種用高富集度鈾的包敷顆粒作核燃料、石墨作中子慢化劑、高溫氦氣作為冷卻劑的先進熱中子轉化堆核電站。目前高溫氣冷堆有直接循環、間接循環和特高溫冷堆三種形式。高溫氣冷堆具有選址靈活且熱效率高、高轉化比、安全性高、對環境污染小、有綜合利用的廣闊前景等優點。在燃料制造、工藝技術和后處理等方面存在困難。

3.我國核電站分布

截至2022年7月，我國所有在運的核電機組共54臺，裝機容量約52150兆瓦，在建核電機組共21臺，總裝機容量約23511兆瓦。其中，21臺在建機組中有10臺采用的是華龍一號。目前國內在運及在建核電機組均位于沿海地區。