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核发电原理

发布时间: 2021-12-01 14:34:41

1. 核电发电的原理是什么

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。

核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。

反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除 去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子核裂变,使裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。

优势

世界上有比较丰富的核资源,核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等,世界上铀的储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源,可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。核能应用作为缓和世界能源危机的一种经济有效的措施有许多的优点:

其一核燃料具有许多优点,如体积小而能量大,核能比化学能大几百万倍;1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量;一座100万千瓦的大型烧煤电站,每年需原煤300~400万吨,运这些煤需要2760列火车,相当于每天8列火车,还要运走4000万吨灰渣。

其二是污染少。火电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质,同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质,也会随着烟尘飘落到火电站的周围,污染环境。而核电站设置了层层屏障,基本上不排放污染环境的物质,就是放射性污染也比烧煤电站少得多。

其三是安全性强。从第一座核电站建成以来,全世界投入运行的核电站达400多座,30多年来基本上是安全正常的。虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故,但这两次事故都是由于人为因素造成的。随着压水堆的进一步改进,核电站有可能会变得更加安全。

(1)核发电原理扩展阅读

实施纵深设防原则

即在设计时就分三个层次进行安全设防:

第一,通过设计逾度、质量管理、运行人员培训等措施提高可靠性,尽量减少事故。

第二,设置安全系统,一旦事故发生,防止堆心损坏。

第三,在发生概率极低的堆心损坏事故后,安全系统将尽量限制放射性物质向环境释放。

设计基准事故(DBA)

用于设计核电站工程安全设施的一些假设事故。不同类型的核电站其DBA不同。轻水堆的DBA包括:冷却剂丧失事故、弹棒事故、蒸汽管破裂事故等。它们中后果最严重的是失水事故。在压水堆中假设为主管道的双端断裂,也称为最大可信事故。

2. 核发电站的工作原理是什么

发电部分原理没有区别的,一般都是锅炉产生高压蒸汽,用蒸汽带动汽轮机发电。
楼主应该是问产能原理吧。核电站主要的原料为铀235,天然铀中主要由三种成分组成,其中能够产生核能的铀235只占其中的0.72%,所以要经过提纯才能使用。铀的裂变过程如下:
用高速中子轰击铀的原子核,核俘获一个中子之后,核内会立刻骚动不安,由球形变成椭圆形,又由椭圆形变成哑铃形,最后它像一颗大水珠分裂成两粒小水珠那样,一个核分裂成两个核,同时释放出大量的能量,奇妙的是,那个铀核在分裂成两个别的原子核的时候,又放出2至3个中子,这两三个中子飞射出去,分别击中别的两三个铀核,使这两三个铀核又发生裂变而放出大量能量……原子核这种连续的分裂现象,叫做链式反应。铀裂变的发现找到了盘旋原子能的途径,就是可以通过链式反应,不断供给核分裂所需要的大量中子。原子弹就是根据重核链式反应的原理做成的。
由于核电站的反应堆需要能够控制产能速度所以反应堆中都加装有吸收中子的控制棒,以达到加快或停止反应堆工作的目的。

3. 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。


(3)核发电原理扩展阅读

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。

4. 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。

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. 请问核发电的主要原理是什么

世界上一切物质都是由原子构成的,原子又是由原子核和
它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂
都能入出能量,分别称为核聚变能和核裂变能,简称核能。
本书内提到的核能是指核裂变能。
前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素,天然
铀由三种同位素组成:
铀-235
含量0.71%
铀-238
含量99.28%
铀-234
含量0.0058%
铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。
当一个中子轰击铀-235原子核时,这个原子核能分裂成两个较轻的原子核,同时产生2到3个中子和射线,并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,能引起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。
铀-235裂变放出多少能量呢?请记住一个数字,

1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。

7. 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。

8. 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。

9. 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。