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核能发电原理

发布时间: 2021-10-31 14:43:38

① 核电站的工作原理和结构

  1. 核电站是一种高能量、少耗料的电站。以一座发电量为100万千瓦的电站为例,如果烧煤,每天需耗煤 7000~8000吨左右,一年要消耗200多万吨。若改用核电站,每年只消耗1.5吨裂变铀或钚,一次换料可以满功率连续运行一年。可以大大减少电站燃料的运输和储存问题。此外,核燃料在反应堆内燃烧过程中,同时还能产生出新的核燃料。核电站基建投资高,但燃料费用较低,发电成本也较低,并可减少污染。

  2. 简单地说,就是核燃料裂变过程释放出来的能量,经过反应堆内循环的冷却剂,把能量带出并传输到锅炉产生蒸汽用以驱动涡轮机并带动发电机发电。

  3. 核反应堆发生核反应产生热能--->热能给水加热产生高压蒸气--->高压蒸气通过管道推动气轮机转动--->气轮机转动带动发电机转动发电。

  4. 核电站是实现核裂变能转变为电能的装置。它与火电站最主要的不同是蒸汽供应系统。核电站利用核能产生蒸汽的系统称为“核蒸汽供应系统”,这个系统通过核燃料的核裂变能加热外回路的水来产生蒸汽。从原理上讲,核电站实现了核能-热能-电能的能量转换。从设备方面讲,核电站的反应堆和蒸汽发生器起到了相当于火电站的化石燃料和锅炉的作用。 核电站中的能量转换借助于三个回路来实现。反应堆冷却剂在主泵的驱动下进入反应堆,流经堆芯后从反应堆容器的出口管流出,进入蒸汽发生器,然后回到主泵,这就是反应堆冷却剂的循环流程(亦称一回路流程)。在循环流动过程中,反应堆冷却剂从堆芯带走核反应产生的热量,并且在蒸汽发生器中,在实体隔离的条件下将热量传递给二回路的水。二回路水被加热,生成蒸汽,蒸汽再去驱动汽轮机,带动与汽轮机同轴的发电机发电。

② 核电站工作原理

核电站是利用原子核裂变反应释放出能量,经能量转化而发电的。

首先在压水堆内,由核燃料235u原子核自持链式裂变反应产生大量热量,冷却剂将反应堆中的热量带入蒸汽发生器,并将热量传给其工作介质水,然后主循环泵把冷却剂输送回反应堆,循环使用,由此组成一个回路,称为第一回路。

这一过程也就是核裂变能转换为热能的能量转换过程。蒸汽发生器U型管外二次侧的工作介质受热蒸发形成蒸汽,蒸汽进入汽轮机内膨胀做功,将蒸汽焓降放出的热能转换成汽轮机的转子转动的机械能,这一过程称为热能转换为机械能的能量转换过程。


(2)核能发电原理扩展阅读

核电站的类型:

(1)气冷堆型核电站,反应堆采用天然铀作燃料,用石墨作慢化剂,用二氧化碳或氦作冷却剂。此种反应堆由于一次装入燃料多,因此体积大,造价高。英国和法国曾采用此种堆型。

(2)改进型气冷堆型核电站,反应堆所用慢化剂和冷却剂与上述气冷堆型相同,只是燃料采用2.5%~3%的低浓缩铀,美国、德国曾采用此种堆型。

(3)轻水堆型核电站,反应堆采用2%~3%低浓缩铀作燃料,用水作慢化剂和冷却剂。此种反应堆的体积小,造价低,技术也较容易掌握,世界上85%以上的核电站均采用此种堆型,我国全部采用此种堆型。

③ 核能发电原理

利用核反应堆

核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。 核反应堆 (nuclear) reactor 能维持可控自持链式核裂变反应的装置。指任何含有其核燃料按此种方式布置的结构,使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。更多>>
中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见轻水堆),其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。

④ 核电站的发电原理

核电站的发电原理是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。

经济性以发电成本衡量。构成核能发电成本的因素很多,包括基建投资费用、安全防护费用、核燃料费用,以及核电站退役处理费用。

核电发展初期,不仅基建投资费用昂贵,核燃料生产过程复杂,需要庞大的设备,加上特殊的安全措施需要,核能发电成本高于火电成本1倍以上。

到60年代,核能发电成本已接近火电成本。到80年代,核电的成本已低于火电。据美国1984年统计,核电成本为2.7美分/千瓦时,而燃煤的发电成本为3.2美分/千瓦时,燃油发电成本为6.9美分/千瓦时。

核电成本随各国经济发展水平、科学技术水平而异,以上所列均为核电发展水平较高的国家的数据。核能发电的成本虽然有了很大降低,但发现核电站退役处理的费用远比早先预计的为高。因此,核电的总成本还应有所增加。

(4)核能发电原理扩展阅读

与传统的火力发电站相比,核电站具有十分明显的优势:

(1)核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染;

(2)核能发电无碳排放,不会加重地球温室效应;

(3)核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,暂时没有其他的用途;

(4)核燃料的能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000万千瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送;

(5)核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本不易受到国际经济形势的影响,固发电成本较为稳定。

⑤ 核电站是如何发电的有哪些科学原理

外行人看着很多发电方式其实没多少区别,发电基本思路都是一样的也就是能量的转换,但是你问从事电力行业的人 风电 光伏 热电 火电 核电 都是有区别的,区别在于能量转换的过程各不相同,另外核电和光伏,光热,风电都是能节能减排的新能源发电对环境基本无污染,零排放。除此以外,核电对于设备的要求条件会很高,因为发生事故产生的影响会很大。


目前人类的核电站都是核裂变的,可控核聚变技术走向成熟乃至商用还有很长的路要走,目前的说法是,实现核聚变发电总是在100年之后。人类现有能源还没有到捉襟见肘的地步减缓了核聚变技术的推进发展。目前所有商用核电站都是利用核裂变。以压水堆为例,铀裂变释放的能量,以热能形式传递给水,水受热变为蒸气,来推动汽轮机,从而发电。目前聚变还没有商用,因为它的巨大能量和广阔前景,全世界都在积极研究,国际合作组织ITER就是例子。

⑥ 核反应堆发电的原理究竟是什么

核反应堆 ,又称为原子能反应堆或反应堆,是能维持可控自持链式核裂变反应,以实现核能利用的装置。核反应堆通过合理布置核燃料,使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。严格来说,反应堆这一术语应覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合堆,但一般情况下仅指裂变堆。

还需要说明的是,铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序,制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒或者球状燃料才能参与反应堆工作。

⑦ 核能的原理是什么怎样取得核能

核能可通过三种核反应之一释放:

1、核裂变,较重的原子核分裂释放结核能。

2、核聚变,较轻的原子核聚合在一起释放结核能。

3、核衰变,原子核自发衰变过程中释放能量。

核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ,其中E=能量,m=质量,c=光速。

(7)核能发电原理扩展阅读:

核能发电优点:

1、核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。

2、核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。

3、核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,暂时没有其他的用途。

4、核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。

5、核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。

6、核能发电实际上是最安全的电力生产方式.相比较而言,在煤炭、石油和天然气的开采过程中,爆炸和坍塌事故已杀死了成千上万的从业者。

⑧ 核能发电如何发电

利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似,只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外,其他类型力堆都是冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆

则是冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的过饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机

核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热,将水加热成高温高压,利用产生的水蒸

动蒸汽轮机并带动发电机。核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多(相差约百万倍),比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的铀- 235纯度只占3%。4%,其余皆为无法产生核分裂的铀- 238。

举例而言,核电厂每年要用掉80吨的核燃料,只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤,需寒515万吨,每天要用20 吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气,需要143万吨,相当于每天烧推动万桶家用天然气。望题主和网友采纳感谢。

⑨ 谁能告诉我:核能的工作原理

原子世界上一切物质都由原子构成。原子由带正电的原子核和围绕它高速旋转的带负电的电子构成,原子核由质子和中子构成。

链式核裂变反应中子撞击原子核引起原子核裂变,裂变的过程释放出能量,同时又产生了新的中子。新产生的中子引起新的原子核裂变,裂变反应连续不断地进行下去,同时不断产生能量。这个过程就是链式核裂变反应。

核能铀-235原子核在中子的轰击下可以发生核裂变并同时放出能量,此外,铀-233、钚-239等也能产生核裂变反应,核裂变反应放出的能量就是核能。

压水堆核电站的发电原理

核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量热能,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。

一回路反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能,由主泵泵入堆芯的水被加热成327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芯重新加热再进入蒸汽发生器。水这样不断的在密闭的回路内循环,被称为一回路。

二回路蒸汽发生器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。

三回路三回路使用海水或淡水,它的作用是在冷凝器中冷却二回路的蒸汽使之变回冷凝水。

什么是核燃料?

核燃料是可在核反应堆中通过核裂变产生核能的材料,是铀矿石经过开采、初加工、铀转化、铀浓缩,进而加工成核燃料元件。

压水堆核电站用的是浓度为3%左右的核燃料(铀-235)。大亚湾核电站的核反应堆内有157个核燃料组件,每个组件由17×17根燃料棒组成。燃料棒由烧结二氧化铀芯块装入锆合金管中封焊构成。一个燃料组件中有一束控制棒,控制核裂变反应。

⑩ 核能发电的原理

核能发电是指将核能转变为电能的发电方式,核能发电的核心装置是核反应堆,通过裂变的中子能量“燃烧”而产生热能,将水加热。加热后的水蒸气推动发电机旋转,从而产生电力。核能发电目前占据世界发电总量的约6%,比例仍在持续增加中。


核能发电的优点是:

  1. 发电速度快。核反应堆可以在很短的时间内迅速产生能量。

  2. 环境污染低。核能发电不产生碳排放,不会造成温室效应。如果核废料处理妥当,也不会产生环境污染。

  3. 原材料可以运输,而且不受时间、地点、天气和自然环境的限制。

  4. 发电的核原料需求量少。一座发电功率为100万千瓦时的核电站,其一年所需核原料仅为10——15吨;而同等功率的火力发电站,一年则需要消耗上百万吨的煤炭。

核能发电的缺点是:

  1. 建造成本高。核电站为了防止核泄漏,其安全防护要做到最高级别,因此增加了建设的成本。

  2. 技术难度大。核电站的发电运作需要非常精密的技术操控,对工人技能的要求很高。