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【安徽天康】核電站工作原理
【安徽天康】核電站工作原理
1.熱堆的概念 中子打入鈾-235的原于核以后,，原子核就變得不穩(wěn)定,，會分裂成兩個較小質(zhì)量的新原子核，這是核的裂變反應,，放出的能量叫裂變能;產(chǎn)生巨大能量的同時,，還會放出2～3個中子和其它射線。 這些中子再打入別的鈾-235核,，引起新的核裂變,，新的裂變又產(chǎn)生新的中子和裂變能，如此不斷持續(xù)下去,，就形成了鏈式反應 利用原子核反應原理建造的反應堆需將裂變時釋放出的中子減速后,，再引起新的核裂變，由于中子的運動速度與分子的熱運動達到平衡狀態(tài),，這種中子被稱為熱中子,。堆內(nèi)主要由熱中子引起裂變的反應堆叫做熱中子反應堆（簡稱熱堆）。
2 熱中子反應堆,，它是用慢化劑把快中子速度降低,，使之成為熱中子（或稱慢中子）,，再利用熱中子來進行鏈式反應的一種裝置。由于熱中子更容易引起鈾-235等裂變,，這樣,，用少量裂變物質(zhì)就可獲得鏈式裂變反應。
3.慢化劑是一些含輕元素而又吸收中子少的物質(zhì),，如重水,、鈹、石墨,、水等,。熱中子堆一般都是把燃料元件有規(guī)則地排列在慢化劑中，組成堆芯,。鏈式反應就是在堆芯中進行的,。
4.反應堆必須用冷卻劑把裂變能帶出堆芯。冷卻劑也是吸收中子很少的物質(zhì),。熱中子堆zui常用的冷卻劑是輕水（普通水）、重水,、二氧化碳和氦氣,。 核電站的內(nèi)部它通常由一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)組成。反應堆是核電站的核心,。反應堆工作時放出的熱能,，由一回路系統(tǒng)的冷卻劑帶出，用以產(chǎn)生蒸汽,。因此,，整個一回路系統(tǒng)被稱為“核供汽系統(tǒng)”，它相當于火電廠的鍋爐系統(tǒng),。為了確保安全,，整個一回路系統(tǒng)裝在一個被稱為安全殼的密閉廠房內(nèi)，這樣,，無論在正常運行或發(fā)生事故時都不會影響安全,。由蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電的二回路系統(tǒng)，與火電廠的汽輪發(fā)電機系統(tǒng)基本相同,。 輕水堆――壓水堆電站 自從核電站問世以來,，在工業(yè)上成熟的發(fā)電堆主要有以下三種：輕水堆、重水堆和石墨汽冷堆,。它們相應地被用到三種不同的核電站中,，形成了現(xiàn)代核發(fā)電的主體。 目前,，熱中子堆中的大多數(shù)是用輕水慢化和冷卻的所謂輕水堆,。輕水堆又分為壓水堆和沸水堆,。
壓水堆核電站 壓水堆核電站的一回路系統(tǒng)與二回路系統(tǒng)*隔開，它是一個密閉的循環(huán)系統(tǒng),。該核電站的原理流程為：主泵將高壓冷卻劑送入反應堆,，一般冷卻劑保持在120～160個大氣壓。在高壓情況下,，冷卻劑的溫度即使300℃多也不會汽化,。冷卻劑把核燃料放出的熱能帶出反應堆，并進入蒸汽發(fā)生器,，通過數(shù)以千計的傳熱管,，把熱量傳給管外的二回路水，使水沸騰產(chǎn)生蒸汽;冷卻劑流經(jīng)蒸汽發(fā)生器后,，再由主泵送入反應堆,，這樣來回循環(huán)，不斷地把反應堆中的熱量帶出并轉(zhuǎn)換產(chǎn)生蒸汽,。從蒸汽發(fā)生器出來的高溫高壓蒸汽,，推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。做過功的廢汽在冷凝器中凝結(jié)成水,，再由凝結(jié)給水泵送入加熱器,，重新加熱后送回蒸汽發(fā)生器。這就是二回路循環(huán)系統(tǒng),。 壓水堆由壓力容器和堆芯兩部分組成,。壓力容器是一個密封的、又厚又重的,、高達數(shù)十米的圓筒形大鋼殼,，所用的鋼材耐高溫高壓、耐腐蝕,，用來推動汽輪機轉(zhuǎn)動的高溫高壓蒸汽就在這里產(chǎn)生的,。在容器的頂部設(shè)置有控制棒驅(qū)動機構(gòu)，用以驅(qū)動控制棒在堆芯內(nèi)上下移動,。 堆芯是反應堆的心臟,，裝在壓力容器中間。它是燃料組件構(gòu)成的,。正如鍋爐燒的煤塊一樣,，燃料芯塊是核電站“原子鍋爐”燃燒的基本單元。這種芯塊是由二氧化鈾燒結(jié)而成的,，含有2～4%的鈾-235,，呈小圓柱形，直徑為9.3毫米,。把這種芯塊裝在兩端密封的鋯合金包殼管中,，成為一根長約4米,、直徑約10毫米的燃料元件棒。把 200多根燃料棒按正方形排列,，用定位格架固定,，組成燃料組件。每個堆芯一般由121個到193個組件組成,。這樣,，一座壓水堆所需燃料棒幾萬根，二氧化鈾芯塊1千多萬塊堆芯,。此外,，這種反應堆的堆芯還有控制棒和含硼的冷卻水（冷卻劑）?？刂瓢粲勉y銦鎘材料制成,，外面套有不銹鋼包殼，可以吸收反應堆中的中子,，它的粗細與燃料棒差不多,。把多根控制棒組成棒束型，用來控制反應堆核反應的快慢,。如果反應堆發(fā)生故障,，立即把足夠多的控制棒插入堆芯，在很短時間內(nèi)反應堆就會停止工作,，這就保證了反應堆運行的安全。 輕水堆――沸水堆電站 沸水堆核電站 沸水堆核電站工作流程是：冷卻劑（水）從堆芯下部流進,，在沿堆芯上升的過程中,，從燃料棒那里得到了熱量，使冷卻劑變成了蒸汽和水的混合物,，經(jīng)過汽水分離器和蒸汽干燥器,，將分離出的蒸汽來推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。 沸水堆是由壓力容器及其中間的燃料元件,、十字形控制棒和汽水分離器等組成,。汽水分離器在堆芯的上部，它的作用是把蒸汽和水滴分開,、防止水進入汽輪機,，造成汽輪機葉片損壞。沸水堆所用的燃料和燃料組件與壓水堆相同,。沸騰水既作慢化劑又作冷卻劑,。 沸水堆與壓水堆不同之處在于冷卻水保持在較低的壓力（約為70個大氣壓）下，水通過堆芯變成約285℃的蒸汽,，并直接被引入汽輪機,。所以,，沸水堆只有一個回路，省去了容易發(fā)生泄漏的蒸汽發(fā)生器,，因而顯得很簡單,。