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核能發電原理

發布時間: 2021-10-31 14:43:38

① 核電站的工作原理和結構

  1. 核電站是一種高能量、少耗料的電站。以一座發電量為100萬千瓦的電站為例,如果燒煤,每天需耗煤 7000~8000噸左右,一年要消耗200多萬噸。若改用核電站,每年只消耗1.5噸裂變鈾或鈈,一次換料可以滿功率連續運行一年。可以大大減少電站燃料的運輸和儲存問題。此外,核燃料在反應堆內燃燒過程中,同時還能產生出新的核燃料。核電站基建投資高,但燃料費用較低,發電成本也較低,並可減少污染。

  2. 簡單地說,就是核燃料裂變過程釋放出來的能量,經過反應堆內循環的冷卻劑,把能量帶出並傳輸到鍋爐產生蒸汽用以驅動渦輪機並帶動發電機發電。

  3. 核反應堆發生核反應產生熱能--->熱能給水加熱產生高壓蒸氣--->高壓蒸氣通過管道推動氣輪機轉動--->氣輪機轉動帶動發電機轉動發電。

  4. 核電站是實現核裂變能轉變為電能的裝置。它與火電站最主要的不同是蒸汽供應系統。核電站利用核能產生蒸汽的系統稱為「核蒸汽供應系統」,這個系統通過核燃料的核裂變能加熱外迴路的水來產生蒸汽。從原理上講,核電站實現了核能-熱能-電能的能量轉換。從設備方面講,核電站的反應堆和蒸汽發生器起到了相當於火電站的化石燃料和鍋爐的作用。 核電站中的能量轉換藉助於三個迴路來實現。反應堆冷卻劑在主泵的驅動下進入反應堆,流經堆芯後從反應堆容器的出口管流出,進入蒸汽發生器,然後回到主泵,這就是反應堆冷卻劑的循環流程(亦稱一迴路流程)。在循環流動過程中,反應堆冷卻劑從堆芯帶走核反應產生的熱量,並且在蒸汽發生器中,在實體隔離的條件下將熱量傳遞給二迴路的水。二迴路水被加熱,生成蒸汽,蒸汽再去驅動汽輪機,帶動與汽輪機同軸的發電機發電。

② 核電站工作原理

核電站是利用原子核裂變反應釋放出能量,經能量轉化而發電的。

首先在壓水堆內,由核燃料235u原子核自持鏈式裂變反應產生大量熱量,冷卻劑將反應堆中的熱量帶入蒸汽發生器,並將熱量傳給其工作介質水,然後主循環泵把冷卻劑輸送回反應堆,循環使用,由此組成一個迴路,稱為第一迴路。

這一過程也就是核裂變能轉換為熱能的能量轉換過程。蒸汽發生器U型管外二次側的工作介質受熱蒸發形成蒸汽,蒸汽進入汽輪機內膨脹做功,將蒸汽焓降放出的熱能轉換成汽輪機的轉子轉動的機械能,這一過程稱為熱能轉換為機械能的能量轉換過程。


(2)核能發電原理擴展閱讀

核電站的類型:

(1)氣冷堆型核電站,反應堆採用天然鈾作燃料,用石墨作慢化劑,用二氧化碳或氦作冷卻劑。此種反應堆由於一次裝入燃料多,因此體積大,造價高。英國和法國曾採用此種堆型。

(2)改進型氣冷堆型核電站,反應堆所用慢化劑和冷卻劑與上述氣冷堆型相同,只是燃料採用2.5%~3%的低濃縮鈾,美國、德國曾採用此種堆型。

(3)輕水堆型核電站,反應堆採用2%~3%低濃縮鈾作燃料,用水作慢化劑和冷卻劑。此種反應堆的體積小,造價低,技術也較容易掌握,世界上85%以上的核電站均採用此種堆型,我國全部採用此種堆型。

③ 核能發電原理

利用核反應堆

核反應堆,又稱為原子反應堆或反應堆,是裝配了核燃料以實現大規模可控制裂變鏈式反應的裝置。 核反應堆 (nuclear) reactor 能維持可控自持鏈式核裂變反應的裝置。指任何含有其核燃料按此種方式布置的結構,使得在無需補加中子源的條件下能在其中發生自持鏈式核裂變過程。更多>>
中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式。它與火力發電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外(見輕水堆),其他類型的動力堆都是一迴路的冷卻劑通過堆心加熱,在蒸汽發生器中將熱量傳給二迴路或三迴路的水,然後形成蒸汽推動汽輪發電機。沸水堆則是一迴路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽,經汽水分離並乾燥後直接推動汽輪發電機。

④ 核電站的發電原理

核電站的發電原理是一迴路的冷卻劑通過堆心加熱,在蒸汽發生器中將熱量傳給二迴路或三迴路的水,然後形成蒸汽推動汽輪發電機。沸水堆則是一迴路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽,經汽水分離並乾燥後直接推動汽輪發電機。

經濟性以發電成本衡量。構成核能發電成本的因素很多,包括基建投資費用、安全防護費用、核燃料費用,以及核電站退役處理費用。

核電發展初期,不僅基建投資費用昂貴,核燃料生產過程復雜,需要龐大的設備,加上特殊的安全措施需要,核能發電成本高於火電成本1倍以上。

到60年代,核能發電成本已接近火電成本。到80年代,核電的成本已低於火電。據美國1984年統計,核電成本為2.7美分/千瓦時,而燃煤的發電成本為3.2美分/千瓦時,燃油發電成本為6.9美分/千瓦時。

核電成本隨各國經濟發展水平、科學技術水平而異,以上所列均為核電發展水平較高的國家的數據。核能發電的成本雖然有了很大降低,但發現核電站退役處理的費用遠比早先預計的為高。因此,核電的總成本還應有所增加。

(4)核能發電原理擴展閱讀

與傳統的火力發電站相比,核電站具有十分明顯的優勢:

(1)核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中,因此核能發電不會造成空氣污染;

(2)核能發電無碳排放,不會加重地球溫室效應;

(3)核能發電所使用的鈾燃料,除了發電外,暫時沒有其他的用途;

(4)核燃料的能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運輸與儲存都很方便,一座1000萬千瓦的核能電廠一年只需30噸的鈾燃料,一航次的飛機就可以完成運送;

(5)核能發電的成本中,燃料費用所佔的比例較低,核能發電的成本不易受到國際經濟形勢的影響,固發電成本較為穩定。

⑤ 核電站是如何發電的有哪些科學原理

外行人看著很多發電方式其實沒多少區別,發電基本思路都是一樣的也就是能量的轉換,但是你問從事電力行業的人 風電 光伏 熱電 火電 核電 都是有區別的,區別在於能量轉換的過程各不相同,另外核電和光伏,光熱,風電都是能節能減排的新能源發電對環境基本無污染,零排放。除此以外,核電對於設備的要求條件會很高,因為發生事故產生的影響會很大。


目前人類的核電站都是核裂變的,可控核聚變技術走向成熟乃至商用還有很長的路要走,目前的說法是,實現核聚變發電總是在100年之後。人類現有能源還沒有到捉襟見肘的地步減緩了核聚變技術的推進發展。目前所有商用核電站都是利用核裂變。以壓水堆為例,鈾裂變釋放的能量,以熱能形式傳遞給水,水受熱變為蒸氣,來推動汽輪機,從而發電。目前聚變還沒有商用,因為它的巨大能量和廣闊前景,全世界都在積極研究,國際合作組織ITER就是例子。

⑥ 核反應堆發電的原理究竟是什麼

核反應堆 ,又稱為原子能反應堆或反應堆,是能維持可控自持鏈式核裂變反應,以實現核能利用的裝置。核反應堆通過合理布置核燃料,使得在無需補加中子源的條件下能在其中發生自持鏈式核裂變過程。嚴格來說,反應堆這一術語應覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆,但一般情況下僅指裂變堆。

還需要說明的是,鈾礦石不能直接做核燃料。鈾礦石要經過精選、碾碎、酸浸、濃縮等程序,製成有一定鈾含量、一定幾何形狀的鈾棒或者球狀燃料才能參與反應堆工作。

⑦ 核能的原理是什麼怎樣取得核能

核能可通過三種核反應之一釋放:

1、核裂變,較重的原子核分裂釋放結核能。

2、核聚變,較輕的原子核聚合在一起釋放結核能。

3、核衰變,原子核自發衰變過程中釋放能量。

核能(或稱原子能)是通過核反應從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的質能方程E=mc² ,其中E=能量,m=質量,c=光速。

(7)核能發電原理擴展閱讀:

核能發電優點:

1、核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中,因此核能發電不會造成空氣污染。

2、核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。

3、核能發電所使用的鈾燃料,除了發電外,暫時沒有其他的用途。

4、核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機就可以完成運送。

5、核能發電的成本中,燃料費用所佔的比例較低,核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響,故發電成本較其他發電方法為穩定。

6、核能發電實際上是最安全的電力生產方式.相比較而言,在煤炭、石油和天然氣的開采過程中,爆炸和坍塌事故已殺死了成千上萬的從業者。

⑧ 核能發電如何發電

利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式。它與火力發電極其相似,只是以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外,其他類型力堆都是冷卻劑通過堆心加熱,在蒸汽發生器中將熱量傳給水,然後形成蒸汽推動汽輪發電機。沸水堆

則是冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的過飽和蒸汽,經汽水分離並乾燥後直接推動汽輪發電機

核能發電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱,將水加熱成高溫高壓,利用產生的水蒸

動蒸汽輪機並帶動發電機。核反應所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多(相差約百萬倍),比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發電所使用的鈾- 235純度只佔3%。4%,其餘皆為無法產生核分裂的鈾- 238。

舉例而言,核電廠每年要用掉80噸的核燃料,只要2支標准貨櫃就可以運載。如果換成燃煤,需寒515萬噸,每天要用20 噸的大卡車運705車才夠。如果使用天然氣,需要143萬噸,相當於每天燒推動萬桶家用天然氣。望題主和網友採納感謝。

⑨ 誰能告訴我:核能的工作原理

原子世界上一切物質都由原子構成。原子由帶正電的原子核和圍繞它高速旋轉的帶負電的電子構成,原子核由質子和中子構成。

鏈式核裂變反應中子撞擊原子核引起原子核裂變,裂變的過程釋放出能量,同時又產生了新的中子。新產生的中子引起新的原子核裂變,裂變反應連續不斷地進行下去,同時不斷產生能量。這個過程就是鏈式核裂變反應。

核能鈾-235原子核在中子的轟擊下可以發生核裂變並同時放出能量,此外,鈾-233、鈈-239等也能產生核裂變反應,核裂變反應放出的能量就是核能。

壓水堆核電站的發電原理

核燃料在反應堆內發生裂變而產生大量熱能,再被高壓水把熱能帶出,在蒸汽發生器內產生蒸汽,蒸汽推動汽輪機帶動發電機發電。

一迴路反應堆堆芯因核燃料裂變產生巨大的熱能,由主泵泵入堆芯的水被加熱成327度、155個大氣壓的高溫高壓水,高溫高壓水流經蒸汽發生器內的傳熱U型管,通過管壁將熱能傳遞給U型管外的二迴路冷卻水,釋放熱量後又被主泵送回堆芯重新加熱再進入蒸汽發生器。水這樣不斷的在密閉的迴路內循環,被稱為一迴路。

二迴路蒸汽發生器U型管外的二迴路水受熱從而變成蒸汽,推動汽輪發電機做功,把熱能轉化為電力;做完功後的蒸汽進入冷凝器冷卻,凝結成水返回蒸汽發生器,重新加熱成蒸汽。這樣的汽水循環過程,被稱為二迴路。

三迴路三迴路使用海水或淡水,它的作用是在冷凝器中冷卻二迴路的蒸汽使之變回冷凝水。

什麼是核燃料?

核燃料是可在核反應堆中通過核裂變產生核能的材料,是鈾礦石經過開采、初加工、鈾轉化、鈾濃縮,進而加工成核燃料元件。

壓水堆核電站用的是濃度為3%左右的核燃料(鈾-235)。大亞灣核電站的核反應堆內有157個核燃料組件,每個組件由17×17根燃料棒組成。燃料棒由燒結二氧化鈾芯塊裝入鋯合金管中封焊構成。一個燃料組件中有一束控制棒,控制核裂變反應。

⑩ 核能發電的原理

核能發電是指將核能轉變為電能的發電方式,核能發電的核心裝置是核反應堆,通過裂變的中子能量「燃燒」而產生熱能,將水加熱。加熱後的水蒸氣推動發電機旋轉,從而產生電力。核能發電目前占據世界發電總量的約6%,比例仍在持續增加中。


核能發電的優點是:

  1. 發電速度快。核反應堆可以在很短的時間內迅速產生能量。

  2. 環境污染低。核能發電不產生碳排放,不會造成溫室效應。如果核廢料處理妥當,也不會產生環境污染。

  3. 原材料可以運輸,而且不受時間、地點、天氣和自然環境的限制。

  4. 發電的核原料需求量少。一座發電功率為100萬千瓦時的核電站,其一年所需核原料僅為10——15噸;而同等功率的火力發電站,一年則需要消耗上百萬噸的煤炭。

核能發電的缺點是:

  1. 建造成本高。核電站為了防止核泄漏,其安全防護要做到最高級別,因此增加了建設的成本。

  2. 技術難度大。核電站的發電運作需要非常精密的技術操控,對工人技能的要求很高。